上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术

热分析技术在铸造生产质量检测上的应用（二）

王利华，石德全，李大勇

（哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150040）

摘

要：简要分析了热分析的基本原理和热分析装置的构成，从铸铁、铸钢和铝合金三个方面综述了热分析

在铸造生产质量检测上的应用。这些应用主要包括测定铸铁的化学成分和力学性能、鉴别铸铁的石墨形态、评定球铁的球化级别、测定钢水的含碳量和含氧量、检验钢水中的夹杂物、评价铝合金的变质和细化处理效果。

关键词：热分析；应用；铸造生产；冷却曲线中图分类号：TG143

文献标识码：A

文章编号：1001-3814(2009)23-0099-03

ApplicationStatusofThermalAnalysisinFoundryProductionMonitoring

WANGLihua，SHIDequan，LIDayong

(DepartmentofMaterialsScience&Engineering,HarbinUniversityScienceandTechnology,Harbin150040,China)

Abstract：Theprincipleandtheconstructionofthermalanalysisapparatuswerebrieflydescribed.Fromtheviewofcastiron,steelandaluminumalloys,theapplicationsofthermalanalysisinfoundryproductionmonitoringwerereviewed.Theseapplicationsincludethemeasurementofchemicalcompositionandmechanicalpropertyofcastiron,theidentificationofthegraphiteshape,theassessmentofthespheroidizationgrade,thetestofcarboncontentandoxygencontentinsteel,theinspectionoftheinclusions,andtheevaluationofmodificationandrefinementeffect.

Keywords：thermalanalysis;application;foundryproduction;coolingcurve

上接本刊2009年第21期75页（熔化期、氧化期和还原期）建立了含碳量与温度关系对照表，获得测试用的模型[17]。该模型可用于各类碳素钢、45Mn钢、604合金钢、607合金钢熔炼过程含碳量的测定以及特Mn13钢和Mn13钢熔化期、氧化期含碳量的测定。与传统的火花观察、磨样看花、试样断口观察等方法相比，用热分析法更准确、快捷，有望获得进一步推广和应用。

4热分析法在铸钢生产上的应用

铸钢中碳的质量分数对其力学性能和铸造性

4.1测定钢水的含碳量

能均有较大影响，直接关系到铸钢件的质量。冷却曲线定碳法是近年来发展起来的一种炉前快速测定钢水含碳量的新方法，它比化学分析法迅速，比经验观察法准确、可靠。从铁碳合金相图可知，碳素钢液相线上任何一点都是某一成分钢水的理论结晶温度，都对应着一定的含碳量，因此只要准确的测定出钢水的初晶温度，就可得出含碳量。

铸钢的熔炼过程一般包括熔化期、氧化期和还原期，脱碳是氧化期的主要工艺过程，而在还原期钢液还将不同程度地增碳。为使钢液中碳的质量分数符合要求，在氧化期应能快速测定钢液中含碳量。李大勇等人利用热分析法，按不同时期

收稿日期：2009-05-31

作者简介：王利华(1952-)，男，黑龙江哈尔滨人，高级工程师，主

要从事材料加工过程质量监测与优化控制技术的研究；电话：0451-86392558；

4.2钢水质量的检验

炼钢中，在脱氧、脱硫、脱磷的操作过程中，由于使用添加剂有可能产生非金属夹杂物，以致影响铸件的冲击性能、热裂倾向和组织均匀性等，所以对钢水中夹杂物的检测也是非常重要的。应用微分热分析法可在炉前快速检验钢水的质量，这是一种定性检验方法。

对于纯净钢水或含夹杂物极少钢水，其冷却曲线一般比较平直，测得一阶微分dT/dt为零，直到凝固终了前，由于释放的热量不能补偿样杯散失的热量时，dT/dt才有稍微变化。而对含有较多非金属夹杂物的钢水来说，在凝固终了前一段时间，由于残留液体凝固温度低，使凝固温度陡降，微分曲线出现较大波动。因此微分曲线的任何显著变化都是钢水质量差的标志。

E-mail:shidequan2008@

《热加工工艺》2009年第38卷第23期99