[发明专利]一种采用非线性等转化率法确定碳钢凝固过程活化能的方法

说明书

一种采用非线性等转化率法确定碳钢凝固过程活化能的方法，它涉及一种碳钢凝固过程活化能的确定方法。本发明的目的是要解决现有模式配合法确定碳钢凝固过程活化能为定值的技术偏见。方法：一、绘制钢液凝固DSC曲线；二、绘制转化率与温度的关系曲线；三、计算活化能。优点：采用非线性等转化率法确定碳钢凝固过程活化能，得知碳钢凝固第一阶段过程和第二阶段过程中活化能不是定值，揭示碳钢凝固过程的反应机理，为实际生产过程中钢的凝固冷却速率及晶粒度优化提供理论指导。本发明主要用于确定碳钢凝固过程活化能。

技术领域

本发明涉及一种碳钢凝固过程活化能的确定方法。

背景技术

现有技术采用模式配合法确定碳钢凝固过程活化能，模式配合法是在同一扫描速率下对反应测得的TA曲线上的数据进行动力学分析。模式配合法通过将动力学方程式或积分式进行重新排列或组合，最终得到形式上有差异的线性方程。再将动力学反应模型的微分式和积分式代入，根据所得直线的斜率和截距求出动力学参数指前因子和活化能。根据模式配合法确定碳钢凝固过程中分为第一阶段和第二阶段，但在碳钢凝固第一阶段过程和第二阶段过程中活化能均为定值。

发明内容

本发明的目的是要解决现有模式配合法确定碳钢凝固过程活化能为定值的技术偏见，而提供一种采用非线性等转化率法确定碳钢凝固过程活化能的方法。

一种采用非线性等转化率法确定碳钢凝固过程活化能的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、绘制钢液凝固DSC曲线：利用差示扫描量热法绘制不同降温速度下钢液凝固DSC曲线；根据钢液凝固DSC曲线确定钢液凝固过程中分为第一阶段和第二阶段，并能确定第一阶段和第二阶段的起始温度及终止温度；

二、绘制转化率与温度的关系曲线：利用origin软件对步骤一得到的钢液凝固DSC曲线进行处理，绘制出第一阶段转化率与温度的关系曲线和第二阶段转化率与温度的关系曲线；按照转化率依次为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、和1.0在第一阶段转化率与温度的关系曲线和第二阶段转化率与温度的关系曲线上确定不同降温速度β_i对应的温度T_i；

三、计算活化能：依据步骤二得到的降温速度β_i和温度T_i采用非线性等转化率法计算在碳钢凝固第一阶段过程中当转化率依次为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、和1.0时对应的活化能和计算在碳钢凝固第二阶段过程中当转化率依次为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、和1.0时对应的活化能。

本发明的优点：本发明采用非线性等转化率法确定碳钢凝固过程活化能，计算在碳钢凝固第一阶段过程中当转化率依次为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、和1.0时对应的活化能和计算在碳钢凝固第二阶段过程中当转化率依次为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、和1.0时对应的活化能，得知碳钢凝固第一阶段过程和第二阶段过程中活化能不是定值，揭示碳钢凝固过程的反应机理，为实际生产过程中钢的凝固冷却速率及晶粒度优化提供理论指导。

附图说明

图1是实施例1步骤一中降温速度为5℃/min时钢液凝固DSC曲线；

图2是实施例1步骤一中降温速度为10℃/min时钢液凝固DSC曲线；

图3是实施例1步骤一中降温速度为20℃/min时钢液凝固DSC曲线；

图4是实施例1步骤一中降温速度为30℃/min时钢液凝固DSC曲线；

图5是实施例1步骤一中降温速度为50℃/min时钢液凝固DSC曲线；