ICS 71.040.01 V 53
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T30097-2013
炉前铁液热分析仪
Thermal analyzer for molten cast iron
2014-05-01实施
2013-12-17发布
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 GB/T 30097—2013
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。
I GB/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，仪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/T1912008包装储运图示标志 GB/T2829.2002 2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/T5611一1998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。
I GB/T30097—2013 3.2
样杯 下 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，用于测量浇人、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.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，采用点热电偶相同精度的材料制成。 3.4
相变温度 phase transformation temperature 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 solidification microstructure 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·逐固组织，
为铁液品质的在线调整提供重要依据。 3.6
活性碳当量 activated carbon equivalent 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 activated carbon content 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activated siliconcontent 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 repeatedmeasurementerro 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，温度误差在士1.0℃以内。 2 GB/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：≤42
5.2 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
活性硅含量测量误差
活性碳当量测量误差
活性碳含量测量误差
温度测量分辨率
温度测量误差
准确度等级 I级 Ⅱ级亚级
(Amax) ℃ ± 0.3 ± 0.5 ±1
(d) ℃ 0.1 0.5 1
% 0.04 0.06 0.1
% 0.04 0.06 0.1
% 0.02 0.03 0.05
3 GB/T 30097-2013 5.4.2 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、测量条牛和测量精度内，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GB4793.1一2007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 2保护连接阻抗
热分析仪的保护连接阻抗不大于0.1Q， 5.6.2.3 介电强度
热分析仪的电源输人端L、N和保护接地之间应能承受交流1500V的电压，不得出现击等或飞弧现象。 5.7 电磁兼容性要求
热分析仪电源的输人端口应能经受土2000V的浪涌（冲击）电压，试验结果的评应符合 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℃；低温一20℃；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，受式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。
4 GB/T 30097-2013
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T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) 耐电压测试仪； i) 接地电阻测试仪。
6.2外观
目测和手动检查。 6.3功能试验方法 6.3.1铁液成分热分析仪主要功能试验方法
用温度校准器向热分析仪的温度信号输入端输入模拟凝固温度信号，检验热分析仪具凝固温度曲线、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。 6.3.2铁液品质热分析仪主要功能试验方法
用温度校准器向热分析仪的温度信号输人端输人模拟凝固温度信号，检验热分析仪具有凝固温度曲线，初晶温度、共晶过冷温度、共品再辉温度、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主要功能。 6.3.3可选功能的试验方法
用温度校准器向热分析仪的温度信号输入端输入符合声明测量条件的模拟凝固温度信号，检验铁
液品质热分析仪是否具有：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。 6.4# 技术性能 6.4.1 温度测量分辨率的试验
用温度校准器向热分析仪的信号输人端输人温度信号，观测、记录热分析仪可稳定分辨的温度最小间隔的差值。在全部量程范围内的仪表显示中，取差值的最大值。 6.4.2温度测量误差的试验 6.4.2.1将温度校准器输出端与连接热分析仪的杯座输人点连接。待热分析仪开机预热到温度平衡状
5 GB/T30097—2013
态、温度校准器开机预热到温度平衡状态后，方可输人温度信号进行温度测量误差的试验。 6.4.2.2分别记录温度校准器输出1100℃和1200℃时热分析仪的显示温度值，与1100℃和1200℃ 进行比较获取温度测量误差值，取最大的误差值。 6.4.3活性碳当量测量误差的试验
向连接热分析仪的白口化样杯中浇人（温度在初晶温度加50℃至初晶温度加100℃之间）铁碳两元亚共晶合金液，记录热分析仪测量的活性碳当量值。对同一样块测量其含碳量，与热分析仪量的活性碳当量值比较获取活性碳当量测量误差。重复测量二次取测量误差中的最大值。 6.4.4活性碳含量测量误差的试验
向连接热分析仪的白口化样杯中浇入（温度在初晶温度加50℃至初晶温度加100℃之旧）铁碳硅三元亚共晶合金液，记录热分析仪测量的活性碳含量值。对同一样块测量其含碳量，与热分析义测量的活性碳含量值比较获取活性碳含量测量误差。重复测量三次取测量误差中的最大值。 6.4.5活性硅含量测量误差的试验
向连接热分析仪的白口化样杯中浇人（温度在初晶温度加50℃至初晶温度加100℃之间）铁碳硅三元业共晶合金液，记录热分析仪测量的活性硅含量值。对同一样块测量其含硅量，与热分析之测量的活性硅含量值比较获取活性硅含量测量误差。重复测量三次取测量误差中的最大值。 6.4.6可选功能技术指标的试验
分析可选功能的测量项目时，向样杯中浇人符合应用范围和测量条件的被测铁液，热分析之能够显示和输出的测量结果符合声明的测量精度，统计30次随机测量结果，按式(1)计算相关系数。
EXY-: ZXZY
N (ZY-
..( 1 )
(2x_(2x)) (ZY)"
9
N
N
式中： r一 相关系数； X-—测量项目声明的参比测量方法的测量结果，X=（工1，工2，I3，"，工，）； Y-热分析仪显示和输出的测量结果，Y=（y:y2,y3，",y.)； i--—样本容量,i=1,2,3,,N。
6.5环境温度影响试验
环境温度影响量按GB/T11606一2007中第4章、第5章对应的试验方法进行。 6.6安全要求 6.6.1标志
按GB4793.12007中5.1.2的有关规定进行目视检查。 6.6.2防电击试验 6.6.2.1接触电流
按GB4793.1-2007附录A测定。
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