ICS71.040.01 N53 中华人民共和国国家标准 GB/T30097—2013 炉 前铁液热分析仪 Thermalanalyzerformoltencastiron 2013-12-17发布 2014-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。 标准起草单位:天津汇丰探测装备有限公司、北京清华大学机械工程系、北京机电院高技术股份有 限公司、合肥工大双发信息系统技术有限公司、山东浩信信德精密机械有限公司、北京纳克分析仪器有 限公司。 本标准主要起草人:马建华、李言祥、陈大伟、赵泽时、凌骥生、李继萍、林政德、王蓬。 ⅠGB/T30097—2013 炉前铁液热分析仪 1 范围 本标准规定了炉前铁液热分析仪的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输 和贮存等。 本标准适用于通过测量铁液的凝固温度、过冷度、放热量等特征参数,在线测量铁液冶金状态的炉 前铁液热分析仪(简称为热分析仪)。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T191—2008 包装储运图示标志 GB/T2829—2002 周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验) GB/T2881—2008 工业硅 GB4208—2008 外壳防护等级(IP代码) GB4793.1—2007 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分:通用要求 GB/T5611—1998 铸造术语 GB/T9971—2004 原料纯铁 GB/T11606—2007 分析仪器环境试验方法 GB/T13384—2008 机电产品包装通用技术条件 GB/T17626.5—2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 JB/T6214—1992 仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则 YB/T192—2001 炼钢用增碳剂 3 术语和定义 GB/T5611—1998界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 炉前铁液热分析仪 thermalanalyzerformoltencastiron 通过测量铁液的凝固温度、过冷度、放热量等特征参数,在线测量铁液冶金状态的分析仪。 3.1.1 炉前铁液成分热分析仪 thermalanalyzerfortheelementofmoltencastiron 铁液成分热分析仪具有白口初晶温度、白口共晶温度、活性碳当量、活性碳含量、活性硅含量的测 量、显示和输出功能。 3.1.2 炉前铁液品质热分析仪 thermalanalyzerforthequalityofmoltencastiron 铁液品质热分析仪具有凝固温度曲线、初晶温度、共晶过冷温度、共晶再辉温度、过冷度等相变特征 温度值的测量、显示、存储和输出功能。 1GB/T30097—2013 3.2 样杯 test-cup 由容积、热容量、导热率一致的杯壳和高灵敏度、高精度热电偶组成样杯,用于测量浇入铁液的凝固 温度。其中添加有强制铁液白口化材料、使铁液的凝固物中无石墨的样杯为白口化样杯。 3.3 杯座 test-cupholder 杯座包含金属支架、样杯插座、补偿导线和连接热分析仪的补偿插头,用于固定样杯、连接样杯的热 电偶和热分析仪的温度测量回路。样杯插座、补偿导线和补偿插头中的正、负极材料,采用与热电偶相 同精度的材料制成。 3.4 相变温度 phasetransformationtemperature 能引起物相变化的温度,即:合金从一种组织形态转变成另一种组织形态的特定温度。 3.5 凝固组织 solidificationmicrostructure 指铁液凝固形成的金相组织,是判定铁液质量的重要参数之一。通过热分析预测铁液的凝固组织, 为铁液品质的在线调整提供重要依据。 3.6 活性碳当量 activatedcarbonequivalent 铁液中所有成分对初晶温度影响的总和,用铁碳两元合金中初晶温度相同的碳含量表示。 3.7 活性碳含量 activatedcarboncontent 铁液中所有成分对凝固组织起有效碳作用的总和,用铁碳硅三元合金中初晶温度、共晶温度相同的 碳含量表示。 3.8 活性硅含量 activatedsiliconcontent 铁液中所有成分对凝固组织起有效硅作用的总和,用铁碳硅三元合金中初晶温度、共晶温度相同的 硅含量表示。 3.9 重复测量误差 repeatedmeasurementerror 连续三次,间隔不超过1min,重复测量同一铁液的测量结果误差。 4 分类 4.1 按热分析仪功能 热分析仪按功能可分为: a) 炉前铁液成分热分析仪(具有5.3.1功能的热分析仪); b) 炉前铁液品质热分析仪(具有5.3.1、5.3.2和部分5.3.3可选功能的热分析仪)。 4.2 按热分析仪准确度 热分析仪按准确度可分为: a) Ⅰ级:0℃~1350℃范围内,温度误差在±0.3℃以内; b) Ⅱ级:0℃~1350℃范围内,温度误差在±0.5℃以内; c) Ⅲ级:0℃~1350℃范围内,温度误差在±1.0℃以内。 2GB/T30097—2013 5 要求 5.1 工作条件 热分析仪正常工作条件下如下: a) 环境温度:0℃~50℃; b) 相对湿度:≤85%; c) 供电电源:220V±22V,频率:50Hz±2.5Hz; d) 接地电阻:≤4Ω。 5.2 外观 热分析仪的外观应满足如下要求: a) 热分析仪的外壳及显示屏应洁净,无污物、掉漆和锈蚀现象; b) 热分析仪的内、外标志无破损、倾斜或遗漏,并牢固可靠; c) 所有开关、插接件、紧固件应安装牢固,各种调节件灵活,功能正常; d) 热分析仪的外接部件应采用防呆接口、能方便的拆装和可靠的连接。 5.3 功能要求 5.3.1 铁液成分热分析仪主要功能 铁液成分热分析仪具有凝固温度曲线、白口初晶温度、白口共晶温度、活性碳当量、活性碳含量、活 性硅含量的测量、显示,经USB或RS-232接口输出测量结果和过程参数的功能。 5.3.2 铁液品质热分析仪主要功能 铁液品质热分析仪具有凝固温度曲线、初晶温度、共晶过冷温度、共晶再辉温度、过冷度等相变特征 温度值的测量、显示、存储,经USB或RS-232接口输出过程参数和测量结果的基本功能。 5.3.3 铁液品质热分析仪可选功能 铁液品质热分析仪可以具有以下一项或多项可选功能:铁液冶金状态测评、铸铁牌号、球化率、蠕化 率、抗拉强度、布氏硬度、缩孔概率、缩松概率、碳化物含量、伸长率等测量、显示、存储,经USB或RS- 232接口输出过程参数和测量结果的可选功能。 5.4 技术性能 5.4.1 铁液成分热分析仪主要的技术指标见表1。 表1 主要技术性能指标 准确度 等级温度测量分辨率 (d) ℃温度测量误差 (Δmax) ℃活性碳当量 测量误差 %活性碳含量 测量误差 %活性硅含量 测量误差 % Ⅰ级 0.1 ±0.3 0.04 0.02 0.04 Ⅱ级 0.5 ±0.5 0.06 0.03 0.06 Ⅲ级 1 ±1 0.1 0.05 0.1 3GB/T30097—2013 5.4.2 铁液品质热分析仪可选功能的技术指标是:每个测量项目在声明的应用范围、测量条件和测量 精度内,相关系数应达到0.9以上。 5.5 环境温度影响误差 热分析仪在0℃~50℃环境温度范围内,温度测量误差应符合5.4.1要求。 5.6 安全要求 5.6.1 标志 应符合GB4793.1—2007中5.1.2的有关规定。 5.6.2 防电击要求 5.6.2.1 接触电流 热分析仪的接触电流应不大于3.5mA。 5.6.2.2 保护连接阻抗 热分析仪的保护连接阻抗不大于0.1Ω。 5.6.2.3 介电强度 热分析仪的电源输入端L、N和保护接地之间应能承受交流1500V的电压,不得出现击穿或飞弧 现象。 5.7 电磁兼容性要求 热分析仪电源的输入端口应能经受±2000V的浪涌(冲击)电压,试验结果的评价应符合 GB/T17626.5—2008第9章b)的要求。 5.8 可靠性 热分析仪的平均无故障时间(MTBF)不小于10000h。 5.9 密封性 热分析仪防护等级为IP50。 5.10 成套性 成套热分析仪至少包括主机、杯座和样杯等。 5.11 运输、运输贮存 热分析仪在运输包装状态下,包括低温贮存、高温贮存、跌落、碰撞、交变湿热,按GB/T11606— 2007表1中运输、运输贮存的要求进行试验,其中高温55℃;低温-20℃;交变湿热:相对湿度95%、 温度55℃;倾斜跌落高度250mm,碰撞1000次。试验后,包装箱不应有较大变形和损伤,受试热分析 仪不应有变形松脱、涂覆层剥落等机械损伤;将热分析仪置于正常工作条件下进行检验,应符合5.4~5.7 的要求。 4GB/T30097—2013 6 试验方法 6.1 试验条件 热分析仪的试验条件与设备要求: a) 在5.1所规定的工作条件下进行; b) 热分析仪在试验前应按使用说明书要求的预热时间提前开机; c) 温度校准器; d) 温度试验箱; e) 铁碳两元亚共晶铁液(制备方法见附录A); f) 铁碳硅三元亚共晶铁液(制备方法见附录B); g) 接触电流测试仪; h) 耐电压测试