鑄造工第八章課件

1、第八章第八章第一節(jié)鑄件缺陷分析第二節(jié)鑄件質(zhì)量檢測簡介第三節(jié)數(shù)據(jù)處理簡介復 習 思 考 題第一節(jié)鑄件缺陷分析一、鑄件缺陷的分類二、鑄件缺陷分析三、缺陷的分析和對策二、鑄件缺陷分析1.氣孔二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷類別序號名稱特征二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷一、多肉類缺陷15沖砂砂型或砂芯表面局部型砂被金屬液沖刷掉，在鑄件表面的相應部位上形成粗糙、不規(guī)則的金屬瘤狀物。其常位于澆口附近，被沖刷了的型砂往往在鑄件的其它部位形成砂眼16掉砂砂型或砂芯的局部砂塊在機械力的作用下掉落，使鑄件表面相應部位形成的塊狀金屬突起物。其外形與掉落的砂塊很相似。在鑄件其它部位則往往出現(xiàn)砂眼或殘缺二、鑄

2、件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷二、孔洞類缺陷21氣孔鑄件內(nèi)由氣體形成的孔洞類缺陷。其表面一般比較光滑，主要呈梨形、圓形和橢圓形。一般不在鑄件表面露出，大孔常孤立存在，小孔則成群出現(xiàn)22氣縮孔指分散性氣孔與縮孔和縮松合并而成的孔洞類鑄造缺陷25皮下氣孔位于鑄件表皮下的分散性氣孔。為金屬液與砂型之間發(fā)生化學反應產(chǎn)生的反應性氣孔，形狀有針狀、蝌蚪狀、球狀、梨狀等，大小不一，深度不等。通常在機械加工或熱處理后才發(fā)現(xiàn)27縮孔鑄件在凝固過程中，由于補縮不良而產(chǎn)生的孔洞。形狀極不規(guī)則，孔壁粗糙并帶有枝狀晶。常出現(xiàn)在鑄件最后凝固的部位28縮松鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細小的縮孔。借助高倍放大鏡才能發(fā)現(xiàn)的縮松稱為顯

3、微縮松。鑄件有縮松缺陷的部位，在氣密性試驗時可能滲漏二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷隔類缺陷三、裂紋、冷31冷裂鑄件凝固后在較低溫度下形成的裂紋，其裂口常穿過晶粒延伸到整個斷面32熱裂鑄件在凝固后期或凝固后在較高溫度下形成的裂紋。其斷面嚴重氧化，無金屬光澤，裂口沿晶粒邊界產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)則二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷四、表面類缺陷41表面粗糙鑄件表面毛糙、凹凸不平，其微觀幾何特征超出鑄造表面粗糙度的測量上限，但尚未形成粘砂缺陷42化學粘砂鑄件的部分或整個表面上，牢固地粘附著一層由金屬氧化物、砂子和粘土相互作用而生成的低熔點化合物。其硬度高，只能用砂輪磨去43機械粘砂(滲透

4、粘砂)鑄件的部分或整個表面上粘附著一層砂粒和金屬的機械混合物，清鏟粘砂層時可以看到金屬光澤44夾砂結(jié)疤(夾砂)鑄件表面產(chǎn)生的疤片狀金屬突起物。其表面粗糙，邊緣銳利，有一小部分金屬和鑄件本體相連，疤片狀凸起物與鑄件之間夾有一層砂二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷類別序號名稱特征二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷五、殘缺類缺陷51澆不到(澆不足)鑄件殘缺或輪廓不完整，或雖然完整但邊角圓且光亮。常出現(xiàn)在遠離澆口的部位及薄壁處，其澆注系統(tǒng)是充滿的55跑火因澆注過程中金屬液從分型面處流出而產(chǎn)生的鑄件分型面以上的部分嚴重凹陷，有時會沿未充滿的型腔表面留下類似飛翅的殘片二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺

5、陷六、形狀及重量差錯類缺陷61鑄件變形鑄件在鑄造應力和殘余應力作用下所發(fā)生的變形及由于模樣或鑄型變形引起的變形65撓曲1鑄件在生產(chǎn)過程中，由于殘余應力、模樣或鑄型變形等原因造成的彎曲和扭曲變形2鑄件在熱處理過程中因未放平正或在外力作用下而發(fā)生的彎曲和扭曲變形66錯型(錯箱)鑄件的一部分與另一部分在分型面處相互錯開616鑄件重量不合格(超重)鑄件實際重量相對于公稱重量的偏差值超出了鑄件重量公差二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷七、夾雜類缺陷74夾渣因澆注金屬液不純凈，或澆注方法和澆注系統(tǒng)不當，由裹在金屬液中的熔渣、低熔點化合物及氧化物造成的鑄件中夾雜類缺陷。由于其熔點和密度通常都比金屬液低，一

6、般分布在鑄件頂面或上部，以及型芯下表面和鑄件死角處。斷口無光澤，呈暗灰色710砂眼鑄件內(nèi)部或表面帶有砂粒的孔洞二、鑄件缺陷分析表8-1常見鑄件缺陷八、成分、組織及性能816重力偏析在重力或離心力作用下，因密度差使金屬液分離為互不熔合的金屬液層，或在鑄件內(nèi)產(chǎn)生的成分和組織偏析819球化不良在鑄件斷面上，有塊狀黑斑或明顯的小黑點，愈近中心愈密，金相組織中有較多的厚片狀石墨或枝晶間石墨820球化衰退因鐵液含硫量過高或球化處理后停留時間較長，而引起的鑄件球化不良缺陷822石墨粗大鑄鐵件的基體組織上分布著粗大的片狀石墨。機械加工后，可看到均勻分布的石墨孔洞。加工面呈灰黑色，斷口晶粒粗大。有這種缺陷的鑄件

7、，硬度和強度低于相應牌號鑄鐵的規(guī)定值。氣密性試驗時會發(fā)生滲漏現(xiàn)象二、鑄件缺陷分析(1)侵入性氣孔由于澆注過程中液態(tài)金屬對鑄型激烈的熱作用，使型砂和芯砂中的發(fā)氣物(水分、粘結(jié)劑和附加物等)氣化，分解和燃燒，生成大量氣體，以及型腔中原有的氣體，侵入液態(tài)金屬內(nèi)部而不能逸出所產(chǎn)生的孔洞，稱為侵入性氣孔。1)特征。圖8-1侵入氣孔形成過程示意圖a)氣泡泡芽b)形成蘑菇形c)氣泡向里突起并拉長d)氣泡成梨形e)形成圓氣泡二、鑄件缺陷分析2)侵入性氣孔的形成條件。二、鑄件缺陷分析圖8-2型砂界面氣體侵入液態(tài)金屬的條件a)A點處的氣體b)B點處的氣體c)C點處的氣體3)防止侵入性氣孔的主要方法和工藝措施。二、

8、鑄件缺陷分析 降低砂型(芯)界面的氣體壓力p氣，這是最有效的手段。如選用合適的造型材料，透氣性好，發(fā)氣量低；控制型砂的水分及其它發(fā)氣附加物；應用發(fā)氣量低、發(fā)氣速度慢、發(fā)氣溫度高的粘結(jié)劑；砂芯的排氣要暢通；增設出氣孔，提高鑄型的排氣能力等。 適當提高澆注溫度，使侵入的氣體有充分的時間從液態(tài)金屬中上浮和逸出。 加快澆注速度，增加上砂型高度，使有效壓力頭增加，提高液態(tài)金屬的靜壓力。 澆注系統(tǒng)在設置時，應注意液態(tài)金屬流的平穩(wěn)，千萬不能中斷，以防止氣體卷入。二、鑄件缺陷分析(2)析出性氣孔溶解在液態(tài)金屬中的氣體，在冷卻凝固過程中，由于熔解度降低而析出形成的氣孔，稱為析出性氣孔。1)特征。2)析出性氣孔的

9、形成機理。二、鑄件缺陷分析 吸附。吸附分物理吸附和化學吸附。氣體分子與金屬原子由于靠分子間引力吸附到金屬表面，稱為物理吸附。吸附不牢固，也不能進入金屬內(nèi)部，吸附量不大而且只是在低溫下進行。當某些氣體分子(如氫氣、氧氣等)碰撞到金屬表面后被離解為原子，由于化學鍵的作用被吸附在金屬表面，稱為化學吸附?；瘜W吸附的氣體量隨溫度升高而增加，是鑄造合金吸收氣體的主要過渡階段。二、鑄件缺陷分析 擴散。被化學吸附在金屬液表面的氣體原子，能繼續(xù)滲入到金屬內(nèi)部，這個過程即為擴散。大量氣體擴散到金屬液內(nèi)部并保留其中，稱為溶解或吸收。氣體的溶解度與壓力、溫度、合金和氣體的種類等因素有關(guān)。 氣體的析出及氣孔的形成。溶解

10、在液態(tài)金屬中的氣體，在溫度降低和外界氣氛壓力降低時，就會從金屬中析出，析出的方式有兩種：一種是氣體原子從金屬內(nèi)部擴散到金屬表面，脫離吸附狀態(tài)；另一種是氣體原子在金屬內(nèi)部形成氣體分子和氣泡上浮排出。3)防止析出性氣孔的方法。二、鑄件缺陷分析 減少合金的吸氣量。清潔爐料，烘干爐襯和澆注工具，縮短熔煉時間，以避免液態(tài)金屬和爐氣的接觸，減少熔煉吸氣等。 合金液的除氣處理。可用加入元素除氣法，吹入不溶性氣體，以及真空除氣法等。 阻止氣體的析出。如提高鑄件的冷卻速度，提高外界氣氛的壓力等。(3)反應性氣孔由于液態(tài)金屬與鑄型界面之間、液態(tài)金屬與渣之間或液態(tài)金屬內(nèi)部某些元素之間發(fā)生了某些化學反應產(chǎn)生氣體而形成

11、的孔洞，稱為反應性氣孔。二、鑄件缺陷分析1)特征。2)反應性氣孔的形成機理如下： 鑄鋼件的皮下氣孔。鑄鋼件的皮下氣孔形狀為垂直于鑄件表面呈針狀，所以常稱為針孔，分布于皮下13mm處，數(shù)量多而尺寸小，一般直徑為13mm，孔表面光滑，呈銀白色或藍黑色，清砂后少數(shù)針孔露出，熱處理去除氧化皮后則會有更多的針孔露出。 球墨鑄鐵件的皮下氣孔。皮下氣孔是球墨鑄鐵件的主要缺陷之一。二、鑄件缺陷分析氣孔常發(fā)生在鑄件皮下12.5mm處，多為13mm圓形或長形小孔。 鐵渣反應性氣孔(簡稱渣氣孔)。渣氣孔是由于液態(tài)金屬與渣反應生成的氣孔。其反應主要是熔渣內(nèi)含有自由的FeO與鐵液中富集的碳(優(yōu)先析出石墨)產(chǎn)生CO氣體，

12、這種CO氣體難以排除，便形成渣氣孔，其反應見式(8-6)。二、鑄件缺陷分析 冷鐵氣孔。冷鐵和芯撐表面處理不好，與液態(tài)金屬發(fā)生作用就會生成氣孔。這種氣孔常出現(xiàn)在冷鐵和芯撐附近，很易鑒別。二、鑄件缺陷分析 冷豆氣孔。有時在氣孔中發(fā)現(xiàn)冷豆，且冷豆與孔四面不相連，這是由于澆注不良、澆道不合適以及其它原因引起鐵液飛濺而造成的。飛濺的鐵液很快凝固，表面有一層FeO，當它落入液態(tài)金屬時已不能與金屬熔合(因FeO熔點為13805)，同時還與碳作用生成CO，反應生成的氣體聚集在冷豆周圍而形成孔洞，故稱冷豆氣孔。2.夾砂結(jié)疤、溝槽、鼠尾(1)特征夾砂結(jié)疤(夾砂)是鑄件表面產(chǎn)生的疤片狀金屬突起物。二、鑄件缺陷分析圖

13、8-3鼠尾、溝槽和夾砂結(jié)疤示意圖a)鼠尾b)溝槽c)夾砂結(jié)疤二、鑄件缺陷分析(2)形成機理和過程液態(tài)金屬注入型腔，與型腔面接觸后型壁溫度升高，型壁內(nèi)將產(chǎn)生水分蒸發(fā)和水分向內(nèi)遷移的過程，型壁表面形成一層干燥層。1)鑄件上箱平面產(chǎn)生溝槽和夾砂結(jié)疤的過程。圖8-4鑄件上產(chǎn)生溝槽和夾砂結(jié)疤過程示意圖a)出現(xiàn)水分凝聚區(qū)b)干燥層凸起c)干燥層破裂d)干燥層裂口二、鑄件缺陷分析2)鑄件下箱平面產(chǎn)生鼠尾和夾砂結(jié)疤的過程。圖8-5鑄件上產(chǎn)生鼠尾和夾砂結(jié)疤過程示意圖a)形成水分凝聚區(qū)b)干燥層兩端翹起c)空隙小形成鼠尾d)空隙大產(chǎn)生夾砂結(jié)疤二、鑄件缺陷分析(3)防止措施從夾砂形成過程可以看出，型壁表面砂層的熱膨

14、脹和濕型內(nèi)水分遷移，是形成缺陷的內(nèi)在因素，而熱作用是形成缺陷的外部因素。1)從造型材料方面預防。圖8-6金屬液引入與夾砂的關(guān)系a)不正確b)正確二、鑄件缺陷分析2)從工藝方案方面預防。圖8-7鑄件澆注位置與夾砂的關(guān)系a)不正確b)正確二、鑄件缺陷分析3)從造型方面預防。3.粘砂(1)機械粘砂機械粘砂也稱滲透粘砂。1)形成機理。2)影響機械粘砂的因素如下： 鑄件表面處于液態(tài)的時間長短是決定滲入深度的最基本因素，時間愈長，砂型溫度愈高，愈能使液態(tài)金屬滲入，且滲入深度愈深。 液態(tài)金屬的靜壓力愈高，滲入深度愈深 。二、鑄件缺陷分析 液態(tài)金屬的成分、氧化程度、周圍氣氛、造型材料的性質(zhì)等決定了液態(tài)金屬是否

15、濕潤毛細管壁，濕潤則易于粘砂。 液態(tài)金屬的澆注溫度愈高，型砂受到的熱作用愈大，砂粒的孔隙發(fā)生燒結(jié)或熔化而增大，液態(tài)金屬易于滲入。3)防止機械粘砂的措施如下： 使用細砂。細砂的孔隙小，毛細管阻力大，液態(tài)金屬不易滲入。 提高鑄型的緊實度。緊的砂?？康媒砻婵紫缎?，液態(tài)金屬不易滲入。二、鑄件缺陷分析 濕型砂中加入煤粉。鑄鐵濕型砂中的煤粉可顯著改善粘砂的發(fā)生。由于煤粉燃燒和揮發(fā)產(chǎn)生的還原性氣氛對金屬起保護作用，防止液態(tài)金屬被氧化而與造型材料化學反應。另外，煤粉受熱軟化、燒結(jié)堵塞了砂型表面的孔隙，使液態(tài)金屬不易滲入。 濕型表面用粉袋抖一層干石墨粉，砂芯用水基或醇基涂料涂刷表面。 在保證質(zhì)量的前提下，適

16、當降低澆注溫度。(2)化學粘砂化學粘砂是指鑄件的部分或整體表面上，牢固地粘附一層由金屬氧化物、砂子和粘結(jié)劑相互作用而生成的低熔點化合物。二、鑄件缺陷分析1)形成機理。2)影響因素。二、鑄件缺陷分析圖8-8化學粘砂形成過程示意圖二、鑄件缺陷分析 金屬氧化物對化學粘砂的影響。有人認為，鑄件和粘砂層的連接是依賴于氧化物薄層。因為氧化物(FeO、Fe)的晶格在Fe的晶格上長大，從而使氧化物薄層同鑄件牢固地連接起來，這就形成了化學粘砂。這種觀點認為，粘砂的關(guān)鍵在于氧化物薄層的厚度。氧化物薄層的厚度達到或超過某一臨界值時，粘砂層就容易從鑄件上清除下來，反之就不易清除。氧化物層的臨界厚度約為100m。因此，

17、為防止化學粘砂，可增加氧化物厚度，使之超過臨界厚度。二、鑄件缺陷分析 低熔點化合物對化學粘砂的影響。除上述觀點外，也有人認為，粘砂層中的硅酸亞鐵(FeSiO)等低熔點化合物冷凝后是結(jié)晶體，其晶格常數(shù)與金屬氧化物和砂粒的晶體相接近時，結(jié)晶體就可能在金屬氧化物和砂粒的晶格上長大，使粘砂層與鑄件表面的結(jié)合力增大，把它們牢固地連接起來，形成粘有砂粒難于清除的粘砂層。另一種情況，即使金屬氧化物雖能粘附在鑄件表面，但低熔點化合物冷凝后若是玻璃體而不是結(jié)晶體，由于其性質(zhì)與金屬氧化物和砂粒晶體相差很遠，不存在晶格常數(shù)近似的問題，故不會同鑄件表面的金屬氧化物牢固地粘接而發(fā)生粘砂。二、鑄件缺陷分析這就是說粘砂層中

18、如有一定數(shù)量低熔點玻璃體化合物時，鑄件就不容易粘砂，可以獲得表面光潔的鑄件。3)防止方法如下： 控制金屬氧化物層防止化學粘砂有兩個相反措施的辦法：如防止金屬氧化，那么鋼液要脫氧完全并用較低的澆注溫度，以減少金屬氧化物的形成，或提高型砂，芯砂及涂料的耐火度和熱化學穩(wěn)定性，防止型壁、芯壁與高溫的液態(tài)金屬接觸后產(chǎn)生劇烈的化學反應；如要加劇金屬的氧化，可采用石灰石砂或在型砂中加入氧化鐵(Fe)、氧化錳等附加物，達到增加氧化鐵層的厚度，使之超過臨界厚度。二、鑄件缺陷分析 控制粘砂層中低熔點化合物亦有兩個相反措施的辦法：例如要防止金屬氧化，避免FeO與SiO形成易熔物，可采用非硅砂質(zhì)原砂，或提高硅砂的熔點

19、，避免砂粒間出現(xiàn)液相而易于形成低熔點化合物；亦可促使形成玻璃體的低熔點化合物，應控制粘砂層中的化學成分和冷卻速度。為了形成低熔點液態(tài)的硅酸鹽，粘砂層中應有一定量的FeO、MnO、Na等，它們能使砂粒間較早地出現(xiàn)硅酸鹽液相，并使硅酸鹽接近共晶成分，易過冷而獲得玻璃體硅酸鹽。二、鑄件缺陷分析如采用水玻璃砂鑄造鑄鋼件和鑄鐵件，鑄鋼件不易粘砂，其原因是鑄鋼件澆注溫度高，易氧化，使得粘砂層中的FeO、MnO等化合物的含量比鑄鐵多，有利于低熔點化合物形成玻璃體。粘砂層的冷卻速度大，容易使液態(tài)硅酸鹽過冷，形成玻璃體，同時也可以阻止液態(tài)金屬的滲入。采用水玻璃砂生產(chǎn)鑄鋼件時，鑄件上的熱節(jié)點及轉(zhuǎn)角部位容易產(chǎn)生粘砂

20、，就是因為這些地方粘砂層冷卻速度較小，容易使其中的硅酸鹽成為結(jié)晶體而形成化學粘砂。三、缺陷的分析和對策表8-2解決鑄件缺陷的步驟和方法步驟方法說明計劃1找問題排列圖是用來找關(guān)鍵問題的，關(guān)鍵問題一般只有一二個，可按照問題的多少進行排列，如能解決頭兩個問題，其它的問題基本上都可以解決了三、缺陷的分析和對策表8-2解決鑄件缺陷的步驟和方法從所生產(chǎn)的鑄件中先抽出一批，并測出缺陷的參數(shù)，繪成直方圖，其作用：1從直方圖上的形狀，對于工序是否正?？芍苯优袛?從直方圖上的頻數(shù)分布可計算出平均值T，利用標準離差s，可計算出該工序的工程能力指數(shù)，即=133時，工序能力充分滿足了要求=133時，理想狀態(tài)，工藝穩(wěn)定1

21、133時，雖屬較理想狀態(tài)，但需加強管理1時，工藝不穩(wěn)定，必須采取措施改善三、缺陷的分析和對策表8-2解決鑄件缺陷的步驟和方法管理圖是質(zhì)量管理的重要手段之一，隨著時間變化狀態(tài)，預測和判斷工程質(zhì)量，其作用：1判別質(zhì)量的穩(wěn)定性2反映工藝過程的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，以便采取措施，預防廢品的產(chǎn)生三、缺陷的分析和對策表8-2解決鑄件缺陷的步驟和方法步驟方法說明三、缺陷的分析和對策表8-2解決鑄件缺陷的步驟和方法計劃2找原因因果圖也稱魚刺圖，根據(jù)排列圖找出關(guān)鍵問題后，到現(xiàn)場調(diào)查研究，找出問題的原因，經(jīng)過充分討論，把原因填寫在魚刺上，找出產(chǎn)生缺陷的原因3找主要原因排列圖根據(jù)魚刺圖上的原因，進行下列工作：1赴

22、現(xiàn)場再次調(diào)查數(shù)據(jù)2根據(jù)調(diào)查結(jié)果作出排列圖，總結(jié)出產(chǎn)生問題的主要原因4研究措施對策計劃表作出對策計劃表，包括現(xiàn)狀、技術(shù)要求、負責執(zhí)行人員和日期，解決問題應本著先易后難的精神，與有關(guān)部門共同研究解決三、缺陷的分析和對策表8-2解決鑄件缺陷的步驟和方法實施5執(zhí)行計劃按計劃執(zhí)行，認真?zhèn)鬟_措施向執(zhí)行計劃的人員說明計劃內(nèi)容的重要性，并認真檢查計劃，及時修正檢查6調(diào)查效果排列圖、直方圖和管理圖上列計劃完成后，進一步調(diào)查取得的效果，仍利用排列圖、直方圖和管理圖三、缺陷的分析和對策表8-2解決鑄件缺陷的步驟和方法處理7鞏固措施建立合理的技術(shù)文件和規(guī)章制度通過調(diào)查，凡是有效果的必須使其正規(guī)化，并應納入日常工作中8

23、遺留問題反映到下一輪計劃執(zhí)行措施后，如1或效果不大，需反映到下一個計劃中去執(zhí)行第二節(jié)鑄件質(zhì)量檢測簡介一、鑄件質(zhì)量標準二、鑄造檢測技術(shù)簡介一、鑄件質(zhì)量標準1.鑄件的質(zhì)量(1)內(nèi)在質(zhì)量它包括鑄件材料的質(zhì)量(化學成分、金相組織、冶金缺陷、物理及力學性能和某些特殊性能等)和鑄件的內(nèi)部鑄造缺陷等。(2)外觀質(zhì)量外觀質(zhì)量一般包括鑄件表面質(zhì)量(表面粗糙度等)、尺寸和重量精度(尺寸公差、形位公差、重量公差等)和外表鑄造缺陷等。(3)使用質(zhì)量它包括切削性、耐蝕性、耐磨性、焊接性和工作壽命等。2.鑄件的質(zhì)量標準一、鑄件質(zhì)量標準(1)鑄件的材質(zhì)標準其均由國家標準或行業(yè)標準規(guī)定，當然目前使用的標準中缺項還很多。(2)

24、鑄件的精度標準其包括鑄件尺寸及重量精度和鑄件表面粗糙度，是鑄件的一個重要質(zhì)量指標。(3)鑄件表面及內(nèi)部缺陷的修補標準在通常情況下，對于大多數(shù)鑄件只能制定工廠標準，一般由產(chǎn)品設計部門根據(jù)產(chǎn)品中鑄件的工作環(huán)境和使用條件制定。二、鑄造檢測技術(shù)簡介1.熱分析法的基本原理圖8-9局部FeC合金相圖對應的冷卻曲線1為2.3%2為3.3%3為4.25%二、鑄造檢測技術(shù)簡介8M10.eps二、鑄造檢測技術(shù)簡介二、鑄造檢測技術(shù)簡介二、鑄造檢測技術(shù)簡介2.爐前快速測定鐵液的碳當量和碳硅的含量二、鑄造檢測技術(shù)簡介圖8-11熱分析測試系統(tǒng)方框圖1樣杯2補償導線3熱電偶4溫度補償器5結(jié)果顯示6數(shù)據(jù)處理7模擬記錄儀二、鑄

25、造檢測技術(shù)簡介3.爐前快速測定球墨鑄鐵的球化率圖8-12球墨鑄鐵和灰鑄鐵的典型冷卻曲線二、鑄造檢測技術(shù)簡介圖8-13珠光體球墨鑄鐵的冷卻曲線共晶生長及少量共晶生長溫度大量共晶開始溫度大量共晶最高溫度二、鑄造檢測技術(shù)簡介圖8-14各類球墨鑄鐵的冷卻曲線二、鑄造檢測技術(shù)簡介表8-3各類球墨鑄鐵冷卻曲線的溫度特征值與化學成分及組織的關(guān)系編號球化級別孕育狀況冷卻曲線化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)組織（體積分數(shù)）溫度特征值/尾部曲率CSiMgRE51級孕育良好112311230小326231004850106珠光體75級112711369中33627400245002363級1117114124大349244

26、001320033二、鑄造檢測技術(shù)簡介表8-3各類球墨鑄鐵冷卻曲線的溫度特征值與化學成分及組織的關(guān)系92級孕育差111111209中394258004030052珠光體70%F20%36級1095111116大40025300240006199完全衰退孕育好113911489大二、鑄造檢測技術(shù)簡介圖8-15及與球化級別的關(guān)系二、鑄造檢測技術(shù)簡介1)大量共晶出現(xiàn)的最低溫度tEU。2)共晶回升溫度t2。3)冷卻曲線尾部溫度變化曲率。4)過冷度。4.預測亞共晶灰鑄鐵的力學性能二、鑄造檢測技術(shù)簡介二、鑄造檢測技術(shù)簡介圖8-16孕育處理和未孕育處理的冷卻曲線未孕育處理用CaSi0.6%(質(zhì)量分數(shù))孕育處

27、理二、鑄造檢測技術(shù)簡介圖8-17灰鑄鐵質(zhì)量評定圖二、鑄造檢測技術(shù)簡介二、鑄造檢測技術(shù)簡介表8-4液相線溫度與共晶度、抗拉強度、硬度的關(guān)系液相線溫度/共晶度抗拉強度/MPa硬度(HBW)(0)(5)(04)(510)1150103204179166174116010121519017318111700982282011791871180093240211186194119009425222019320112000922652281992071210089277235206214122008728924121322112300853012462192271240082313249226234二、鑄

28、造檢測技術(shù)簡介表8-4液相線溫度與共晶度、抗拉強度、硬度的關(guān)系1250080325252232240第三節(jié)數(shù)據(jù)處理簡介第三節(jié)數(shù)據(jù)處理簡介一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征1.樣本的數(shù)字特征2.總體數(shù)字特征和檢測結(jié)果的表達(1)方差2表示隨機信號x(t)與均值x之差的平方，用2表示，其計算見式(8-25)。一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征例1對某尺寸進行16次測量，得到的數(shù)據(jù)見表8-5，檢測結(jié)果已消除了系統(tǒng)誤差，試計算被測尺寸的最佳值及其標準離差估計值。解1)計算檢測值的算術(shù)平均值2)計算離差用式x=xi-計算

29、離差，其計算結(jié)果列于表(8-5)中。一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征表8-5某尺寸的檢測數(shù)據(jù)檢測次序檢測次序11053000000000910571+04101681210494-036012961010470-06003600310563+033010891110665+13518225410524-006000361210536+00600036510486-044019361310521-00900081610497-033070891410519-01100121710535+005000251510521-00900081810516-014001961610532+00200004一、重

30、復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征3)計算離差的估計值4)檢查有無異常值 用萊特準則檢查。萊特鑒別值為3=30.44=1.32?？梢姷?1次檢測數(shù)據(jù)=1.351.32，故把106.65看作異常值舍之。一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征 用肖維納準則檢查。根據(jù)表8-6中n=16，查得Z=2.16，則肖維納鑒別值為2.16=0.95，在表8-5中的也只有第11次+1.35大于0.95，所以判別的結(jié)果106.65是異常值，予以舍之。如果先采用肖維納準則鑒別，就不必再用萊特準則來鑒別。一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征表8-6檢查粗差的肖維納準則表NZNZNZNZ5165132072122629238617314210222283

31、02397179152132323035245818616216243324025091921721825233502581019618220262346026411200192222723580274122042022428237100281一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征5)去除異常值后再計算、6)計算算術(shù)平均值離差估計值一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征7)測量結(jié)果的表示例2試分析下列15個數(shù)據(jù)中有無異常值：-1.40，-0.44，-0.30，-0.24，-0.22，-0.13，-0.05，0.06，0.10，0.18，0.20，0.39，0.48，0.63，1.01。解根據(jù)N=15的觀測數(shù)據(jù)，可得一

32、、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征1)選為顯著性水平，是一個很小的百分數(shù)，常用的是5.0%，2.5%或1%。2)計算一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征3)查表8-7得4)求(、N)S一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征5)比較(、N)S一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征 選。=5.0% 計算。=/14=0.119一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征 查表(5.0%，14)=2.37 比較(，N)S一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征表8-7格拉布斯準則(，N)表N345678910111213=50%115146137182194203211218223229233=25%1151481711892022132212292

33、36241246=10%115149175194210222232241248255261N1415161718192021222324=50%237241244247250253256258260262264=25%251255259262265268271273276278280=10%266271275279282285288291294296299一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征表8-7格拉布斯準則(，N)表N25303540455060708090100=50%266275282287292296303309314318321=25%2822912983043093133203263313

34、35338=10%301一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征(2)均方值2均方值是信號x(t)平方的均值，它描述檢測信號的強度(功率、能量等)。一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征表8-8機架應力測點序號1234567891011應力值/kPa189-280550-262-263191879-702574-419839應力均值/kPa1173應力均方值/kPa27836336一、重復檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字特征表8-8機架應力應力均方根值/kPa5276二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法1.回歸方程(經(jīng)驗公式)(1)線性相關(guān)和相關(guān)系數(shù)若能夠用線性方程來表達一組檢測數(shù)據(jù)，那將是很方便的。二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法圖8-18相關(guān)系數(shù)r=1a)

35、r=1b)r=-1二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法圖8-19檢測變量之間完全無關(guān)(r=0)二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法圖8-20檢測變量之間有非線性相關(guān)(r=0)二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法表8-9最小相關(guān)系數(shù)N2=5%=1%N2=5%=1%1099710001604680590209500990170456057530878095918044405614081109171904330549507540874200423053760707083421041305267066607982204040515806320765230396050590602073524038804961005760708250381048

36、71105530684260374047812053206612703670470二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法表8-9最小相關(guān)系數(shù)130514064128036104631404970623290355045615048206063003490449二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法(2)線性回歸方程的確定設N組的檢測數(shù)據(jù)(xi，yi)用線性回歸方程，見式(8-30)來表示是有意義的，則確定式(8-30)的工作實際上就是根據(jù)檢測數(shù)據(jù)來確定其中的待定系數(shù)a和b的工作。1)選點法。2)平均法。二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法3)最小二乘法。二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法(3)回歸方程的精度檢測數(shù)據(jù)yi和回歸值的差別，可用一個與殘差平方和Q及檢測次數(shù)N有關(guān)的參數(shù)回歸方程的標準殘差Sr來表示，Sr定義見式(8-38)。二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法圖8-21檢測數(shù)據(jù)點的分布二、檢測數(shù)據(jù)的表示方法1)回歸方程一般只適用于原來檢測數(shù)據(jù)所涉及的數(shù)值范圍，沒有可靠的依據(jù)不能隨意擴大回歸方程的應用范圍。2)檢測數(shù)據(jù)中的兩變量往往不是線性相關(guān)的，但是經(jīng)過適當?shù)淖兞恐脫Q，可以轉(zhuǎn)換成線性回歸的問題，因此線性回歸方法具有一定的