火花源光发射光谱法分析钢中夹杂物的研究进展

为更好了解与试样电火花烧蚀有关的实验现象,我们设计了一种新算法,并报道了其用于测定夹杂物尺寸的结果。在此算法中,用元素氧化物、硫化物和氮化物测量通道的单火花强度分析技术测定了某一特定类型夹杂物中各元素的浓度,包括铝、钙、镁、锰、钛以及硅等。对每个相关通道,计算了指定类型夹杂物有关的强度峰值对应的强度值之和与所有强度值和之间的比值。在光谱化学分析中,此比值与测试浓度相乘,所得结果为指定类型夹杂物中元素的平均浓度。结合单火花烧蚀质量与夹杂物成分的化学计量学分析,可以估算夹杂物的尺寸。通过进一步的分析可以实现夹杂物尺寸（小、中和大级别）的辨别。本方法的创新性在于,单火花源强度既不需要漂移修正也不需要校正。本算法可以直接用于计算钢中大部分常见夹杂物的平均浓度和尺寸的分析,例如氧化物、硫化物和尖晶石。测定结果显示夹杂物的平均直径在1~10 μm之间。     

火花源原子发射光谱法分析钢中酸溶铝的准确性探讨

在用火花源原子发射光谱法分析钢中酸溶铝时发现,无论是采用峰值积分法还是脉冲分布分析法,酸溶铝的分析结果与湿法分析结果之间时常出现偏差,且这种偏差表观上没有一定的规律性。本文针对这种偏差现象进行了理论分析和实验验证,证实了这种偏差现象与样品中AlN析出物的粒径大小存在的关系:AlN析出物的粒径越大,酸溶铝分析偏差越大;当AlN析出物的粒径小于300 nm时,酸溶铝分析偏差可以小到可忽略的程度。因此,采用火花源原子发射光谱法分析钢中酸溶铝应该注意样品中的元素组成和成分含量,并通过氮含量和微合金化元素含量判断该法准确分析酸溶铝的可行性。     

火花源光发射光谱法分析钢中夹杂物的研究进展——夹杂物成分和尺寸的现象学分析与计算

为更好了解与试样电火花烧蚀有关的实验现象,我们设计了一种新算法,并报道了其用于测定夹杂物尺寸的结果。在此算法中,用元素氧化物、硫化物和氮化物测量通道的单火花强度分析技术测定了某一特定类型夹杂物中各元素的浓度,包括铝、钙、镁、锰、钛以及硅等。对每个相关通道,计算了指定类型夹杂物有关的强度峰值对应的强度值之和与所有强度值和之间的比值。在光谱化学分析中,此比值与测试浓度相乘,所得结果为指定类型夹杂物中元素的平均浓度。结合单火花烧蚀质量与夹杂物成分的化学计量学分析,可以估算夹杂物的尺寸。通过进一步的分析可以实现夹杂物尺寸(小、中和大级别)的辨别。本方法的创新性在于,单火花源强度既不需要漂移修正也不需要校正。本算法可以直接用于计算钢中大部分常见夹杂物的平均浓度和尺寸的分析,例如氧化物、硫化物和尖晶石。测定结果显示夹杂物的平均直径在1～10μm之间。     

重轨钢中硫化锰夹杂物粒度的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对重轨钢铸坯中MnS夹杂的粒度分布情况进行了分析研究。通过ASPEX扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)将重轨钢中不同尺寸的MnS夹杂进行统计,建立了原位统计分布分析MnS夹杂的粒度分布曲线,分别对重轨钢铸坯中5~10、10~20、20~50μm的MnS夹杂的分布情况进行了统计分析。结果表明,沿着铸坯的内部到边缘的方向上,5~10μm小颗粒夹杂一直存在,10~20、20~50μm大颗粒MnS夹杂所占比例降低,直到铸坯边缘,几乎没有大颗粒MnS夹杂存在。将该结果与ASPEX扫描电镜-能谱仪得到的结果相比较,两者在反应夹杂物分布趋势上具有一致性,说明原位统计分布分析技术分析铸坯中夹杂物的粒度分布方法的建立具有可靠性。     

火花源原子发射光谱法测定钢中酸溶铝

本文采用德国斯派克光谱仪及提供的软件,用有一定浓度梯度的国家标样绘制工作曲线,采用Al校正曲线分析全铝、采用Alins校正曲线分析酸不溶铝,用差减法(Al,%=Al%-Alins%)算出酸溶铝的含量,其结果准确,能满足生产要求.通过检测全铝和酸不溶铝而求得酸溶铝,取得了较好的效果.     

火花源原子发射光谱法在线测定钢中的超低碳超低硫

应用ARL3460 SMS2000 HS-FF全自动光谱分析系统对超低碳超低硫进行了在线检测控制,采取了合适的试样制备方法、氩气纯度控制、工作曲线优化、在线质量控制等手段。碳、硫元素的检出限分别为0.000312%、0.000081%。精密度和准确度试验表明,该方法适用于钢中超低碳超低硫的在线分析。     

扫描电镜在钢中夹杂物分析研究中的应用

钢中夹杂物的检测分析与控制技术是提高钢产品质量和洁净钢研究的重点。只有正确全面地分析钢中的夹杂物才能更清晰地明确夹杂物的来源和产生机制,从而有针对性地减少和控制钢中夹杂物。鉴于此,主要对利用扫描电镜对钢中夹杂物的分布、尺寸、种类、成分、形貌进行分析研究,同时结合案例进行了阐述。     

火花源原子发射光谱法测定不锈钢中痕量铝

常规的国家标准方法(EDTA滴定法或分光光度法)不满足铝质量分数小于0.01%的不锈钢分析要求。试验通过新建铝元素虚拟分析通道,重建虚拟通道的分析曲线,消除不锈钢中含量较高的共存元素对于铝元素测定的干扰,利用原通道和虚拟通道分离铝元素的分析范围,使用高低标法对低含量段铝进行校正,提高了火花源原子发射光谱仪对于不锈钢中痕量铝元素的分析准确度。试验证明:上述改进对于光谱测定不锈钢中痕量铝含量的准确度有明显的提升;在不锈钢中铝质量分数小于0.001%的情况下,该方法的测定误差可以控制在0.000 5%以内且分析精密度与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)的精密度相近;经统计分析,铝元素分析曲线校正后12 h内不易发生漂移;生产样均匀性能够满足分析要求。因此实验方法能够满足不锈钢生产试样炉前快速分析的需要。     

火花源原子发射光谱法在线测定电工钢中的超低碳

采用火花源原子发射光谱分析测定电工钢中超低C，研究试样制备方法、Ar纯度和压力等条件对分析结果的影响，并对工作曲线进行了优化，实现了一次分析同时测定电工钢的多种元素，满足炉前和精炼在线分析的要求。     

单火花分析法测定钢和铝中夹杂物的改进

单火花分析法（Spark-DAT）有时用于替代或完善传统的夹杂物分析技术,有时用于评价元素可溶（或不可溶）部分的含量,或者用于替代抗疲劳性能试验。近来,Spark-DAT的一些发展不但引起了钢铁工业,也引起了铝工业的关注。本文介绍了使用Spark-DAT分析夹杂物的基本原理,并讨论了其相应算法的改进,及进行铁基体和铝基体样品中夹杂物分析的改进。     

火花源原子发射光谱单次火花放电行为探讨

在火花源原子发射光谱中,光源的原子火花放电过程行为复杂,直接观测困难。为了研究原子在单次火花放电发光的行为,利用火花源原子发射光谱仪的时间解析功能和单次火花处理技术设计实验,获取不锈钢标准物质中铁、铝、硅、锰、磷、硫、碳等7个元素的原子在单次火花放电发光的光强随时间分布的时序曲线,通过对各个元素的单次火花光强随时间分布时序曲线的特征分析,得出了原子在单次火花激发过程中发光行为滞后于放电行为、不同元素的原子在同一激发条件下单次火花光强时序曲线的持续时间及发光的最高强度值的时间点存在差异的结论。这为降低火花源原子发射光谱仪的检出限、提高灵敏度以及避免元素间谱线干扰提供了新的途径,同时也为进一步研究火花放电过程中微观粒子的行为提供了新的途径。     

火花源原子发射光谱法测定螺纹钢中铌

根据对氩气流量、预燃和曝光时间等测定条件的试验结果,建立了火花源原子发射光谱测定三级螺纹钢中铌的分析方法。采用基体校准优化工作曲线后,工作曲线线性关系好,相关系数由基体校正前的0.9746提高到0.991 8。三级螺纹钢中的钒、钨、铬、镍含量较低,对测定没有影响。用该法分析实际样品,相对标准偏差小于2.57%,结果与化学法吻合较好。     

火花放电原子发射光谱法分析钢铁屑状样品的探讨

屑状样品其外观呈无规则状态,并具有一定的流动性。在一般情况下,它不能完全覆盖仪器的激发孔,无法形成一个密闭的氩气气氛,因此不能采用火花放电原子发射光谱法直接检测。为了能采用该法测定屑状样品,试验将钢铁屑状样品进行分类,根据各类金属屑状样品的强度和硬度选择合适的制样方法,将样品制备成规则的块状样品。其中塑性和韧性较好的样品采用冷压法制样,而超高强度、脆性大以及不适合冷压法制样的样品采用熔融法制样。制备好的样品选择合适的校准曲线,采用控样法,对样品进行定量分析。对样品10个不同部位测定的数据进行统计,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)均小于2%,符合标准JJG 768—2005中的A级要求。用一级或二级标准物质/样品进行验证,测定值与认定值的差值都在标准物质规定的不确定度范围内。     

火花源原子发射光谱仪在现场检测中的应用探讨

火花源原子发射光谱仪现场应用等问题的探讨.     

火花源原子发射光谱法分析冷镦钢中痕量钙和硼

用铣样机进行试样表面处理,试验后选取2 mm 的切削深度,采用火花源原子发射光谱法进行冷镦钢中痕量钙和硼的测定。优化仪器分析条件,采用进口标准样品建立钙和硼的校准曲线。钙和硼的检出限均为0.2 μg/g,适用于冷镦钢中质量分数分别为0.000 1%~0.015%的钙和0.000 1%~0.012%硼的测定。对编号为B.S. CA1A 的钙硼低合金钢标准样品进行精密度考察,当钙、硼质量分数为0.002 1%和0.001 0%时,其相对标准偏差分别为3.5%和3.9%。对钙硼低合金钢标准样品和冷镦钢实际样品进行分析,测定值与认定值及湿法的测定值基本一致。     

火花源原子发射光谱法测定钢中氮

以火花源原子发射光谱法测定钢中氮,对样品制备、冲氩时间、预燃时间等分析条件进行讨论,发现砂纸磨样、铣床铣样两种样品制备方式对精度影响不大,考虑圆柱样品铣床制样不易控制,因此实验采用砂纸制样,同时确定冲氩时间和预燃时间均为5　s。为消除共存元素干扰,采用共存元素硅进行干扰校正,校正后校准曲线线性良好,元素的测定范围为0000 5%～0023 0%,氮的检出限为0000 5 %。对生产样和标样进行精密度考察,相对标准偏差（n=11）均小于5%;采用本法及惰气熔融热导法同时对样品进行分析,测定值基本一致,t检验的结果证明两种方法没有显著性差异。方法已应用于实际生产。     

峰值积分-火花源原子发射光谱法测定低合金钢中酸溶铝

应用分光光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钢中的酸溶铝不能满足炉前快速分析要求。通过正交实验确定冲洗时间5 s、预燃时间4 s、曝光时间16 s、氩气流量180 L/h的最佳分析条件;以Fe 2:281.329 nm为内标线,Al_sol 396.2 nm为分析线,实现了峰值积分-火花源原子发射光谱法对低合金钢中酸溶铝的分析。采用具有浓度梯度的标准样品绘制校准曲线,对曲线进行线性回归,并进行元素间的干扰校正,方法适用于低合金钢中质量分数为0.000 1%～0.50%的酸溶铝的测定。选择4个低合金钢标准样品进行精密度考察,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)在0.78%~4.9%范围内;采用方法对4个中低合金钢标准样品和1个自制标样09Cr2AlMoRE进行分析,结果同认定值或滴定法测定结果基本一致,且测量误差满足国标GB/T222-2006的要求。方法适用于炉前快速分析。     

小直径不锈钢棒样品的火花源原子发射光谱分析

采用自制特制模具制取样品后,把待测样品放入仪器自带的小样品夹具中进行分析,实现了火花源原子发射光谱法对小直径不锈钢棒状样品中碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、钼、铜等元素含量的准确测定。由于目前尚无各种小直径光谱分析标准样品,因此实验从送检的直径6和8 mm钢棒中选择表面质量好,经光谱分析检验均匀性良好的棒材,经化学分析定值作为光谱分析的内部控制样品,试验表明应用“控样系数法”修正用块状光谱标样绘制的校准曲线的标准化数据,用以分析棒状样品可消除分析的系统偏差而提高分析的准确度,从而解决了棒状光谱标样绘制校准曲线的困难。对直径6和8 mm的不锈钢棒进行精密度考察,结果的相对标准偏差分别在0.51%~2.5%和0.10%~6.3%范围内。对4个小直径不锈钢棒样品进行分析,结果同湿法的测定结果基本一致,且测量误差小于国标GB/T222-2006的标准要求。     

钢中硅系夹杂物含量的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对钢中硅系夹杂物的含量进行了分析。结合物理化学相分析、扫描电镜和能谱仪等多种物理化学分析手段,探讨了原位火花光谱中元素硅的异常光谱信号与硅系夹杂物的数量之间的相关性,提出了夹杂硅的原位统计定量分析参数,并建立了夹杂硅含量的原位统计定量模型。同时采用通道合成技术对硅系夹杂物的组成进行了定性分析,并将所得的数学模型应用于多种不同成分的中低合金钢样品中硅系夹杂物的分析,所得结果与扫描电镜分析结果和物理化学相分析测定结果具有较好的一致性。     

火花源原子发射光谱法鉴别汽车板表面线状缺陷

根据汽车面板线状缺陷区域与无缺陷区域的碳、硅、镁、铝、钙、氧等元素的单火花强度在时序上存在差异特性,提出了汽车板表面线状缺陷火花源原子发射光谱定性与定量识别方法。在对锌埚样进行单火花分析时发现锌液中含有硅、铝、钙、钛和镁等元素的夹杂物,为消除干扰提出了用稀盐酸除去锌层的方法。采用定性法与定量法鉴别时分别对缺陷区域和无缺陷区域进行单火花分析,并将单火花数据按规则进行计算,进而鉴别缺陷属于划伤还是夹杂物,鉴别结论与能谱法吻合。方法灵敏度高,简便快速,分析1个试样时间少于10 min。