《热分析法在铸铁成分检测及性能预测中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热分析法在铸铁成分检测及性能预测中的应用（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热分析法在铸铁成分检测及性能预测中的应用研究生：导师：学校：王毅张远明教授蠡挺副教授东南大学液态合金质量的快速预测对于铸造生产具有重要的意义。传统的检验方法因检测周期长、费用高而不能满足铸造生产优化控制的需要因此寻求快速、简便的炉前铁水质量检测与控制的方法，并研制与之配套的价格低廉、精度高且稳定性好的热分析仪具有重要意义。本文结合目前市场上流行的热分析仪大都是功能单一、灵活性较差、与目前通用机种的硬件环境不兼容、性价比低等的状况，设计出了一种新型的热分析系统。硬件部分选用了适合作热分析的样杯。软件部分则由模块化设计的方法，具有采样前输入与所分析铸造合金相关的数据及坐标设定、温度数据的采集以及屏
2、幕实时绘图、软件无损或有损滤波、特征值识别、求一阶微分曲线、数据的储存及复现等功能。可以对冷却曲线及其微分曲线进行精确的分析，能广泛用于铸铁的品质分析。实现了数据的实时采集与热分析图形的显示和处理，以及在灰铸铁质量分析上的应用。用本文所设计的热分析系统进行了铸铁的热分析实验。根据已有的灰铸铁C 、S i 的质量分数和冷却曲线特征值间的关系模式，建立了新的预测模型，即用初晶温度和共晶温度等特征值作为自变量，把C 、S i 的质量分数，抗拉强度作为因变量，得到一套完整的回归方程。采用计算机辅助热分析系统完成了灰铸铁的炉前质量控制。试验结果经统计学分析用于在线控制获得满意结果。试验结果表明，灰铸铁的
3、液相线温度和碳当量之间的关系可表达为c E = 1 1 2 6 - 0 0 0 6 3 T L 。为了满足灰铸铁的抗拉强度大于2 5 0 M P a 的概率为9 5 的要求，灰铸铁的液相线温度应控制在1 1 4 2 “ C 1 1 9 5 1 2 范围内a结果表明热分析法来测定铁液状态的低合金灰铸铁C 、S i 的质量分数，抗拉强度是完全可行的，且测定的数据准确，操作方便。最后介绍了热分析仪的应用前景，提出在今后普及应用中需要改进测量精度、力学性能测报的成熟性和操作及干扰元素对测量结果的影响等问题。关键词：热分析；冷却曲线；回归分析；成分分析；碳当量T h eA p p l i c a t i
4、 o no fT h e r m a lA n a l y s i sM e t h o do nC o m p o s i t i o na n dM e c h a n i c a lP r o p e r t yP r e d i c t i o no fI r o nC a s t i n g sB Y W A N G Y iS u p e r v i s e db yP r o f Z h a n g Y u a n - i m n gA s s o c i a t eP r o f D a iT i n gS o u t h e a s tU n i v e r s i t yI
5、t i ss i g n i f i c a n tt om p i d l yp r e d i c tt h eq u a l i t yo fm e l t i n gm e t a li nc a s t i n gp r o c e s s A sl l l et r a d i t i o n a lt e s t so fc a s t i n g sa r ee x p e n s i v ea n dm o s t l yt a k eal o n gt i m e ，t h e yc a nn o tm e e tt h en e e do fo p t i m i z i
6、 n gc o n t r o lo f t h ec a s t i n gp r o d u e t i o nS oi ti sm e a n i n g f u lt of i n das i m p l ea n dq u i c kt e s tm e t h o do f m o l t e ni r o no nt h es p o ta n dt od e v e l o pt h er e l a t i v ei n s t r u m e n t so ft h e r m a la n a l y s i sw h i c hi sc h e a p ，p r e c
7、 i s ea n ds t e a d y ,c o m p a r i n gw i t ht h ec u r r e n tt h e r m a la n a l y s i si n s t r u m e n t sw h i c hi ss i n g l ef u n c t i o n ，n o tv e r yf l e x i b l e ，i n c o m p a t i b l ew i t he o r n m o uh a r d w a r es y s t e ma n d l o wp e r f o r m a n c e - p r i c er a
8、 t i o S a m p l ec u pw i t ht h e r m o c o u p l ea r ec h o s e ni nt h eh a r d w a r ep a n T h es o f tp a na r em o d u l a rd e s i g n e dw h i c hh a st h ef u n c t i o n so fi n p u t t i n gs o m ei n i t i a l i z a t i o nd a t a , c o l l e c t i n gt h et e m p e r a t o r ed a 饥d
9、r a w i n gt h ec u r v eo n l i n e ，n o n l o s so rl o s sf i l t e r i n gw a v e ，i d e n t i f y i n gt h ec r i t i c a lv a l u e ，D T AC u I N ga n a l y z i n g , s a v i n ga n dr e c o v e r i n gd a t a M o r e o v e rt h ec o o l i n gc u r v ea n di t sD T Ac u r v ec a nb ea n a l y
10、z e da c c u r a t e l y T h es y s t e mi sa b l et oc o l l e c tt h en e w e s td a t aa n dr a p i d l yp r e d i c tt h eq u a l i t yo f m e l t i n gm e t a li nc a s t i n gp r o c e s s T h ee x p e r i m e n to f t h e r m a la n a l y s i sm e t h o d0 1 1i r o nc a s t i n g sW a sd o n
11、eu n d e rt h i ss y s t e m B a s e do nt h ee x i s t i n gr e l a t i o n s h i pm o d e lb e t w e e nt h eCa n dS ic o n t e n t sa n dt h ec h a r a c t e r i s t i cv a l u e so f t h ec o o l i n gC U l N e ，ak i n do fn e wm o d e lW a sd e v e l o p e d W i lt h ec h a r a c t e r i s t i
12、cv a l u e so f t h ec o o l i n gc u r v ea st h ei n d e p e n d e n tv a r i a b l e s ，a n dt h eCa n dS ic o n t e n t s ，t e n s i l es t r e n g t ha sd e p e n d e n tv a r i a b l e s ，ac o m p l e t es e to fr e g r e s se q u a t i o n sc o u l db eo b t a i n e d I nt h i sp a p e re x p
13、 e r i m e n t sh a v eb e e nm a d eo ng r a yi r o nf u rc o n t r o l l i n gt h ep r o p e r t yb yt h ec o m p u t e r - a i d e dt h e r m a la n a l y s i ss y s t e m T h ee x p e r i m e n tr e s u l t sh a v eb e e na n a l y z e db ys t a t i s t i c sa n du s e df o ro n - l i n ep r e d
14、 i c t i o na n dc o n t r 0 1 w h i c ho b t a i n e ds a t i s f y i n gr e s u l t n ee x p e r i m e n t ss h o wt h a tt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ec a r b o ne q u i v a l e n to f g r a yi r o na n di t sl i q u i d u st e m p e r a t u r ei sl i n e a r ,w h i c hc a l lb ee
15、 x p r e s s e da s ：C E = 1 1 2 6 - 0 0 0 6 3 T L I no r d e rt oc o n t r 0 1t h et e n s i l es t r e n g t hg r e a t e rt h a n2 5 0 M P aw i t ht h ep m b a b i l i t yu pt o9 5 t h el i q u i d u st e m p e r a t u r eo fg r a yi r o nm u s tb ei nt h er a n g eo f1 1 4 2 1 1 9 5 T h et e s t
16、r e s u l ts h o w e dt h a ti tp o s s i b l et ou s et h i sn e wt h e m l a la n a l y s i st od e t e r m i n et h et e n s i l es t r e n g t ha tt h el i q u i ds t a g eo f t h ec a s ti r o n M e a n w h i l et h ea n a l y s i sd a t aW C I ea c c u r a t e ，a n dt h ea n a l y z e ro p e r a t i o nW a sc o n v e n i e n t T h ew o r k i n gp r i n c i p l eo ft h e r m a la n a l y z e ro fm o l t e ni r o nc o m p o s i t i o na n di t sa p p l i c a
