基于热分析技术的球墨铸铁收缩倾向与球化效果预测研究

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1、分类号：TG248密级：公开UDC：621.7编号：201431804034河北工业大学硕士学位论文基于热分析技术的球墨铸铁收缩倾向与球化效果预测研究论文作者：李茂真学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：材料工程指导教师：刘金海职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsEngineeringSTUDYONPREDICTIONOFSHRINKAGETENDENCYANDSPHEROIDIZATIONOFDUCTILEIRONBASEDONTHERMAL

2、ANALYSISTECHNOLOGYbyLiMaozhenSupervisor:Prof.LiuJinhaiMay2017摘要由于球墨铸铁以独特的性能优势，且生产所能达到性能范围宽广、价格低廉、生产技术不断完善与进步等原因，在近几十年中，球墨铸铁的产量得到稳步提升。但在球墨铸铁的工业化生产中，因为球化不良、球化衰退、缩孔、缩松等铸造缺陷的存在，导致废品率高，严重影响球墨铸铁件的质量。随着科技的进步、智能化的发展，热分析技术已经广泛应用于铸铁质量检测当中。热分析技术的广泛应用，对于铸造缺陷的产生原因及解决方案带来了新的认识及方法。本课题通过单变量实验分别研究了碳、硅、球化剂加入量、一次

3、孕育、瞬时孕育及浇注温度对热分析曲线特征值、收缩倾向、球化率及石墨球数的影响规律，然后，利用SPSS回归分析软件建立曲线特征值与收缩倾向、球化率、石墨球数的数学模型，进而达到预测球墨铸铁收缩倾向和球化效果的目的。研究表明：（1）当含碳量在3.4%~3.8%范围内增加时，铁液凝固经历了亚共晶、共晶、近过共晶及过共晶凝固模式，其中近过共晶球铁的收缩倾向最小，共晶球铁的球化效果最好。（2）当含硅量在2.2%~3.0%范围内增加时，铁液凝固由亚共晶逐渐转变为共晶凝固模式，球铁的收缩倾向随之降低，球化率和石墨球数都随之增加；特征值Tliq呈下降趋势，特征值TER随硅含量增加而上升。（3）随球化

4、剂加入量的增加，球铁收缩倾向随之增加；当球化剂加入量从1.00%增加到1.45%时，石墨球数和球化率随之增加；当球化剂加入量从1.45%增加到1.60%时，石墨球数和球化率呈下降的趋势。（4）一次孕育会明显提高石墨核心数，增加石墨球数和球化率，但收缩倾向会降低。（5）随瞬时孕育量的增加，球铁的收缩倾向、石墨球数和球化率都随之增加。（6）通过线性回归分析，基于热分析曲线特征值建立了预测收缩倾向、球化率和石墨球数的数学模型，并都具有较高的准确性。通过实际生产的检验，预测数学模型符合预测精度的要求，能达到在线预测球墨铸铁件质量指标的目的。关键词：球墨铸铁热分析收缩倾向球化率石墨球数IABS

5、TRACTDuctileironwithlowpricesandtheuniqueperformanceadvantages,aswellasthecontinuousimprovementofproductiontechnologyandotherreasons,ductileironproductionhasbeensteadilyimprovedinrecentdecades.However,intheindustrialproduction,ductileironduetotheexistenceofabnormalspheroidization,degradatedsphe

6、roidization,shrinkageandothercastingdefects,resultinginhighscraprate,whichseriouslyaffecttheproductionofductileironquality.Duetotheprogressoftechnologyandthedevelopmentofintelligent,thermalanalysistechnologyhasbeenwidelyusedintheactualproductionofcastiron.Theextensiveapplicationofthermalanalysi

7、stechnologyhasbroughtnewunderstandingandmethodstothecausesandsolutionsofcastingdefects.Inthispaper,theeffectsofcarbon,silicon,nodularizer,firstinoculation,instantaneousinoculationandpouringtemperatureonthecharacteristicvalue,shrin