铸铁热分析法：现代化铸造车间中的应用

热分析法是研究金属及合金凝固过程的传统方法。根据金属及合金在加热或冷却过程中温度的变化来确定其转变温度的方法，称为热分析法。用于检测、处理这些数据的仪器称为热分析仪。

图5-5所示为碳的质量分数分别为2.3%、3.3%、4.25%的三种铸铁的冷却曲线。当温度到达凝固点T_L时，冷却曲线上出现一个液相驻点；当共晶结晶开始时，又出现第二个驻点即共晶驻点。由于液态金属的冷却速度快或其他原因，金属或合金共晶结晶时通常有一种过冷现象，即冷却曲线具有凹坑或称为过冷谷，就是温度先降到平衡温度以下，由于结晶潜热的释放，温度才回复上升，最后达到平衡温度。

图5-5 局部Fe-C合金相图对应的冷却曲线(www.xing528.com)

1—w（C）=2.3% 2—w（C）=3.3% 3—w（C）=4.25%

从图5-5可以看出，随着铁液含碳量的增加，液相驻点和共晶驻点间的距离ΔT缩短，当碳的质量分数达到共晶成分时，ΔT=0。显然，记录Fe-C合金的冷却曲线，提供精确的液相线温度，就能确定碳的含量。例如，曲线1给出的T_L=1360℃，对应的碳的质量分数为2.3%，曲线2给出的T_L=1270℃，则碳的质量分数为3.3%。硅含量也可用数理统计的方法得出。

热分析法不仅用来检测合金的主要化学成分，而且可用来测定合金共晶团数目，确定灰铸铁的力学性能、生核程度，测定合金铸造性能（如铸钢的热裂倾向等），测定球墨铸铁的球化和孕育状况等。由于这种方法具有迅速、简便、准确等优点，因此在现代化的铸造车间里，越来越多地采用热分析法进行炉前快速测定铁液的碳当量和碳、硅的含量。若配有热分析仪，则在3min之内就能打印出碳、硅的含量及铁液的碳当量；若配有直读式光谱仪，则在1min之内就能报出化学成分的含量。采用这些方法能有效地控制生产过程，从而保证铸件质量。