D0I:10.13374/j.issn1001053x.1998.06.009 第20卷第6期 北京科技大学学报 Vol.20 No.6 1998年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1998 铸铁热分析试样的宏观组织及影响因素 毛卫民钟雪友赵爱民 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要探讨了铸铁热分析试样内部偶点附近的宏观组织及影响因素，试验结果表明：一般的热分 析试样中大都存在严重的宏观缩松，此缩松位置正好位于热电偶结点周围，这会降低热分析仪器 对铁水含Si量的测试精度：石英管和加人的T©粉对这种宏观缩松没有影响，但增加样杯的锥度， 可以把宏观缩松区上移至石英管以外的区域，使得偶点附近的凝固组织均匀致密， 关键词铸铁；热分析试样：宏观缩松 分类号TG250 应用热分析技术监测铁水的碳硅含量时，测试样杯中必须加人T,迫使铁水按亚稳态 (白口)方式凝固，使亚稳态的共晶温度与铁水含硅量之间出现较敏感的关系-).目前，它在 实际测试应用中，普通铸铁含硅量的测试偏差△W,≥0.15%，甚至≥0.30%，使铁水含硅量 的预测失去意义.热分析仪器测试普通铸铁含硅量偏差较大的原因可能是：()热分析仪器存 在误差；(2)偶丝存在误差；（③）作为热分析仪器参考标准的化学分析存在误差；(4)合金元素的干 扰等).但是，现在的精密镍铬-镍硅偶丝的精度已经达到10~3℃，精密热分析仪器对温度的 分辨率可达到1/16℃，化学分析偏差可以很小，合金元素含量可以控制，因此还有其他影响因 素.它可能是试样偶点附近的宏观组织降低了热分析仪器预测铁水含硅量的精度，为此，本文 将探讨热分析试样内部热电偶结点附近的铸态宏观组织及影响因素， 1试验方法 (1)炉前热分析试样样杯的改进，首先从某厂炉前控制铁水成分的热分析试样中随机地 抽取30个.其中15个试样为圆柱形，该试样的样杯如图1(a)所示，加Te1.2g,浇注HT200原 铁水；另外15个试样为方柱形，该种试样的样杯如图1(b)所示，加T©0.2g,浇注可锻铸铁铁 水 生产所用HT200铁水成分（质量分数）%为：3.05~3.40C,1.70~2.20Si,0.65~0.80Mn, 0.05~0.07P,0.056~0.088S,0.10~0.20Cr.可锻铁水成分（质量分数）%为：2.60~2.90C, 1.30~1.60Si,0.35≈0.65Mn,P<0.10,S<0.20,Cr<0.06. 热分析样杯的型腔一般为带有较小锥度的圆柱形如图1()或方柱形如图1(b),样杯材质 为砂型.为衡量热分析试样形状对其内部宏观组织的影响，设计了尺寸如图1(c)的样杯，加 Te0.2g,浇注可锻铸铁铁水，共浇注10个试样. (2)改变热分析样杯Te的加人量.为衡量T粉加人量对试样内部宏观组织的影响，按表 199712-16收稿毛卫民男，38岁，副教授博士 ◆国家科委资助项目第2 0卷 第6期 1 9 8年 1 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u r n a l o f U n i v e r s i t y o f 女 i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g V 0 1 . 20 I k C . N .O 6 1 9 9 8 铸铁热分析试样的宏观组织及影响 因素 毛卫 民 钟雪友 赵爱民 北京科技大学材料科学与 工程学 院 , 北京 10 0 0 8 3 摘要 探讨 了铸 铁热分 析试样 内部偶点附近的宏观 组织及影 响因素 . 试 验结果表 明 : 一般的热分 析试样 中大都存在严重的宏观缩松 , 此缩松位置正 好位于 热 电偶结 点周 围 , 这 会降低热分析仪器 对铁水含 is 量 的测试精度 ; 石英管和加人的 eT 粉对这种宏观缩松没有影响 , 但增加样杯 的锥 度 , 可 以把宏观缩松 区 上移至石英管以外 的区域 , 使得偶点附近的凝 固组织均匀致密 . 关健词 铸铁 ; 热分析试样; 宏观缩松 分类号 T C趁5 0 应用 热 分析 技 术监 测 铁水 的碳 硅 含 量 时 , 测 试 样杯 中必 须加 人 eT , 迫 使铁水按 亚 稳 态 (白 口 ) 方式 凝固 , 使亚稳 态的共 晶温度 与铁水含 硅量 之 间出现 较敏 感 的 关系【, 一 4〕 . 目前 , 它 在 实 际测 试 应 用 中 , 普通铸 铁含 硅量 的测 试偏 差 △峨 。 之 0 . 15% , 甚 至 之 .0 3 0 % , 使铁水含 硅 量 的 预测 失 去意 义 . 热分析 仪器 测 试普通 铸铁含硅 量偏 差 较大 的原 因可能 是 : (l ) 热分析 仪器 存 在误差 ;( 2) 偶 丝存在误差 ;(3 )作 为热分 析仪器 参考标 准 的化学 分析存在 误差 ; (4) 合金元素的 干 扰 等5[] . 但是 , 现在 的精密镍铬 一 镍硅 偶丝 的精度 已 经达到 10 一 ’ ℃ , 精 密 热分 析仪 器 对温 度 的 分 辨率 可达到 1/ 16 ℃ , 化 学分析偏差 可以 很小 , 合金 元素含量 可 以 控 制 , 因此还 有其 他影 响 因 素 . 它可 能是试 样偶 点 附近 的宏 观组织 降低 了热分 析仪 器预测 铁水 含 硅量 的精 度 . 为此 , 本文 将探讨热分析 试样 内部 热 电偶结 点附近 的铸态 宏观组 织及 影 响 因素 . 1 试验方法 O )炉 前热分 析试 样样 杯的改进 . 首先从某厂 炉 前控 制 铁水 成 分的热分析试样 中随机 地 抽 取 30 个 . 其 中 巧 个 试样为 圆柱形 , 该试样 的样杯如 图 1( a) 所 示 , 加 eT l . Z g , 浇 注 H T2 0 O 原 铁水 ; 另 外 15 个 试样 为方柱 形 , 该种 试样 的样 杯如 图 1(b) 所 示 , 加 eT .0 2 9 , 浇 注可 锻铸铁铁 水 . 生产 所 用 H T Zo o 铁 水成 分 ( 质量 分数 ) o,0 为: 3 . 0 5一 3 . 4 o e , 1 . 7 0一 2 . 2 0 5 1 , 0 . 6 5 一 0 . 5 0 咖 , 0 . 0 5 一 o . o 7 p , 0 . 0 5 6 一 0 . 0 8 8 5 , 0 . 10 一 0 . 2 0 C r . 可 锻 铁水 成 分 ( 质量 分 数 )% 为 : 2 . 6 0 一 2 . g o e , 1 . 3 0 一 1 . 6 0 5 1 , 0 . 3 5 ~ 0 . 6 5 M n , P < 0 . 10 , S < 0 . 2 0 , C r ( 0 . 0 6 . 热分 析样 杯 的型腔 一般为 带有 较小锥 度 的 圆柱形 如 图 l ( a) 或 方柱 形 如 图 1 (b) , 样 杯材质 为砂 型 . 为衡 量 热分析试样 形 状 对其 内部宏 观 组 织 的 影 响 , 设计 了尺 寸 如 图 1(c) 的样杯 , 加 eT o . Z g , 浇注 可锻铸铁铁水 , 共浇 注 10 个试样 . ( 2) 改变 热分析样杯 eT 的加 人量 . 为衡 量 eT 粉加 人量 对试样 内部 宏观组织 的影 响 , 按表 19 7 一 12 一 16 收稿 毛 卫民 男 , 38 岁 , 副教 授 博士 * 国家科委资助 项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1998. 06. 009