钢中铝夹杂物粒径的原位统计分布分析

采用金属原位分析仪对含铝夹杂物的参考物样品进行分析,详细探讨了火花光谱净强度分布与夹杂物粒径分布的内在规律。结合金相检测结果,对参考物样品中夹杂物粒径分布进行统计,建立相关数学模型。该数学模型表明原位分析中火花光谱净强度与铝夹杂物粒径存在线性关系。将数学模型应用到合金钢的研究,实现了钢中铝夹杂物粒径分布的统计分析。在此基础上得出钢中铝夹杂物最大粒径的计算方法,并计算出金属原位分析仪在分析钢中夹杂物粒径时的检出限。     

钢中铝夹杂物粒度的金属原位统计分布分析模型研究

通过制备的铝夹杂物粒度分布参考物质,拟合了金属原位统计分布分析的异常放电强度与铝夹杂物粒度的工作曲线,据此建立了钢中铝夹杂物粒度分布的金属原位统计分析模型。实验选用生产样品,以扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)为检验手段,成功制备覆盖不同粒度范围的单块铝夹杂物粒度分布参考物质。研究发现铝夹杂物放电强度与夹杂物粒度呈现指数递增的定量关系。该数学模型用于铝夹杂物的粒度分布测定,结果与SEM得到的结果吻合,表明该原位统计分布分析的数学模型可以用于钢中夹杂物粒度分布的快速、大样本量分析。     

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。     

钢中硅系夹杂物粒度的原位统计分布分析

研究了钢中硅系夹杂物的颗粒尺寸测定的原位统计分布新方法。结合定量金相和扫描电镜多种物理分析手段,探讨了原位火花光谱中元素硅的异常光谱信号与硅夹杂物的颗粒数量、尺寸之间的相关性,发现钢中单位面积内尺寸大于3μm的夹杂物颗粒个数对异常火花相对频数影响较大,异常平均强度占总体平均强度的比例也与大于3μm的硅系夹杂物的平均粒径密切相关,由此建立了相应的数学模型来计算钢中较大颗粒硅系夹杂物的数量、平均粒径和最大平均粒径。将方法应用于多种钢样品中硅系夹杂物颗粒的状态分析,所得结果与定量金相分析结果具有良好的对应关系。     

钢中铝系夹杂物含量的原位统计定量方法探讨

对原位统计分布分析(OPA)中铝系夹杂物含量的两种定量分析数学模型进行了研究, 并将其应用于多种钢铁光谱标准样品和中低合金钢实际样品中铝系夹杂物的含量分析。探讨了两种定量数学模型的适用范围和应用条件, 发现样品中铝系夹杂物的颗粒大小分布对两种定量模型的应用有重要影响, 而且当样品中总铝的含量低于0.2%时, 所选定的定量模型计算夹杂铝的含量能取得较为满意的结果, 与湿法化学分析差减所得到的酸不溶铝含量具有较好的一致性。     

钢中铝夹杂物原位统计分布分析的判据方法

应用金属原位分析仪对含铝夹杂物的参考物样品进行分析,得出铝夹杂物单次火花强度信号分布规律。采用迭代法确定夹杂物定量分析的重要参数——阈值,提出钢中铝夹杂物定量分析新方法,结合化学相分析结果以及金相检测结果最终得到参考物样品中铝夹杂物的含量与火花频数的数学模型。把该数学模型应用到实际钢铁材料中,测得结果与ICP-AES法分析结果一致。     

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。     

原位统计分布技术分析汽车大梁钢坯

采用金属原位分析技术对汽车大梁钢坯横截面上各元素的成分分布、中心偏析、疏松、夹杂等进行质量分析。并采用最大偏析度以及统计偏析度等指标对各元素的偏析程度进行了定量表征。从大梁钢坯横截面整体的原位统计分布二维成分等高图可以直观的看出,在连铸坯横截面上中心部位,硫形成一条较连续的"带状"偏析,磷形成一条不连续的"带状"偏析,其它元素中心"带状"偏析不明显。结果表明,被测连铸大梁钢坯横截面内弧侧有明显的疏松现象,在内弧侧的缺陷位置(缩孔)处富集了少量铝和钙。此技术的应用有利于连铸坯的质量控制和工艺条件改进。     

帘线钢82A大方坯的原位统计分布分析

采用金属原位分析仪对帘线钢82A大方坯进行了原位成分统计分布分析,并探讨了方坯不同区域中C、Si、Mn、P、S、Al和Ca元素的分布规律,发现C、S、P和Mn在中心存在明显的岛状偏析,中心区域的偏析较边部严重。C、S和Mn元素在方坯边部有明显的负偏析带,而Si的分布较为均匀。帘线钢中的Al基本上都以夹杂物的形式存在,并以Al、Ca的复合夹杂物为主,且中心的夹杂物含量明显比边部多。采用扫描电镜结合能谱分析的方法对不同区域夹杂物的尺寸和成分进行了研究,两种方法所得结果具有较好的一致性。     

稀土夹杂物在钢中的分布

利用放射性同位素铈研究稀土夹杂物在钢中的分布。稀土夹杂物的钢锭中呈台锥体分布，在１．２５ｔ钢锭中分布于６２－９８％处，在１１．４ｔ钢锭中分布于７０－９１％处     

铸造黄铜的原位统计分布分析

采用金属原位分析仪实现了对铸造黄铜ZHPb59-1的大面积扫描,利用原位统计分布分析技术分析了合金中添加元素Zn、P、Mn、Al、Si、Fe、Pb、Ti、B的分布状况,以期能为铜合金行业提供一种快速的表面元素分布分析方法。通过原位扫描技术能快速得到各元素的直观分布图、最大偏析度、最大偏析位置和统计偏析度。研究发现,原位分析得到Zn、P、Mn的分布及对组织影响的结果和金相结果有良好的对应;通过二维成分分布图和三维成分分布图可看出Al、Si、Fe的分布较为均匀。由原位统计分布可推测,Pb存在大量的夹杂相,而P弥散在整个合金中;Ti、B作为主要的变质剂,存在明显的偏析。此外,Cu、P夹杂的原位统计结果与扫描电镜和能谱的结果对应良好。     

12Mn钢连铸圆坯的原位统计分布分析

为获得连铸圆坯横截面内各元素的偏析、疏松和夹杂物分布,采用金属原位分析仪对12Mn无缝钢管连铸圆坯进行了原位成分统计分布分析。通过C、Si、Mn、P的二维成分分布图及线分布图看出,在中心部位处C元素呈明显富集状态,而Si、Mn和P则相反,即含量极低。在整个横截面内,C、Si、P等元素尤其是C元素含量表现为明显偏析状态,Al元素则由于夹杂物的形成而表现为分散的岛状富集分布状态,S则无明显变化,Si、Mn的分布极为相似。此外,通过定量分析和夹杂物粒度分析获得了各元素的含量频次图及Al粒度分布图。通过表观致密度分布图可以获得,圆坯横截面整体表观致密度低至95.60%,这是铸坯中心缩孔导致。     

中低合金钢中铝夹杂物的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术测定钢中铝夹杂物时,测定结果不仅受异常火花频数影响,还受异常火花强度影响,据此建立了一种新的计算钢中铝夹杂物的数学模型。该数学模型与单由异常火花频数建立的数学模型相比,计算结果更准确。用于碳素钢和中低合金钢标样中铝夹杂物的测定,测定值与认定值吻合较好,相对标准偏差为7.31%~15.11%(n=11)。     

Study on original position statistic quantitative method for the content of Al in inclusions from steels

The inclusions of Al in steels have great influence on the properties and the quality of steels.But there are some difficulties on the content determination of Al inclusions with accuracy and rapidity.Conventional quantity analysis of stable inclusions is electrolysis method with the disadvantages of long analytical period,trivial operation and a little loss of some fine and instable oxides.The content of insoluble aluminum can be obtained by the subtraction between the content of total Al and acid soluble Al determined by chemical methods with the disadvantage of complicate procedure.Original position statistic distribution analysis(OPA) can be used for the determination of inclusions by collecting and discriminating the signals produced by single spark discharge in the way of no pre-sparking,scanning and emitting continuously.In this study the element of Al in some spectrum certified reference materials of carbon and medium or low-alloyed steels was analyzed by original opposition statistic distribution technique.Two quantitative mathematical models used by original position distribution analysis technology for the analysis of the content of Al inclusions have been investigated and been applied to the analysis of the content of Al inclusions in many kinds of spectrum certified reference materials and some medium and low-alloyed steel samples.The scope of application of the models and their limited conditions were discussed.It was found that the results calculated by OPA had great difference with the value by chemical method for some samples with the total content of Al above 0.2%.The reason is that some intensity of abnormal sparks have gone beyond the range of the largest intensity that can be determined by the instrument so that there is a certain deviation on the identification of abnormal sparks and the calculation of threshold value.It was found that the size distribution of Al inclusions had a great influence on the application of the two models.For most of certified reference materials for spectrum analysis and real steel samples the results of the content of Al in inclusions calculated by model 1 was satisfied and had good coincidence with the value of insoluble Al by chemical method. But for the samples with so many large inclusions of Al existed,the influence of intensity should be considered because the signal increase did not vary in the form of simple function.So model 2 was more suitable for the content calculation of Al in inclusions in this case.In order to choose suitable model to be used it is suggested that the size distribution of inclusions should be determined by OPA before content determination of Al in inclusions. The results of the content of Al inclusions calculated by the selected mathematical model were satisfied and had good coincidence with the value of insoluble Al obtained by the subtraction between the content of total Al and soluble Al determined by chemical methods when the content of total aluminum was below 0.2%.     

轻压下管线钢连铸板坯的原位统计分布分析

针对轻压下两种不同加压分配位置,采用原位统计分布分析方法对两炉管线钢板坯的偏析和致密度进行了对比分析。方法定量检测出了管线钢板坯的偏析和疏松部位及变化情况,从板坯不同部位碳元素分布和致密度的二维等高图中,可以直观地呈现出板坯的缺陷和疏松情况。实验结果表明,连铸过程中,在钢水成分、中包温度、过热度、拉速、压下量均相同,压下分配位置不同的条件下,试验样品中碳元素的偏析和致密度有所不同,不同的压下位置能够改善板坯偏析和致密度,进而提高板坯的质量。     

不锈钢连铸板坯横截面夹杂物的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析表征技术对电磁搅拌工艺条件下生产的不锈钢连铸板坯样品横截面进行取样分析,对铸坯横截面1/4处(宽度方向)沿厚度方向的全尺寸范围、中心部位及白亮带处的铝系夹杂物含量、组成、数量、粒度分布进行解析。试验表明,由电磁搅拌产生的白亮带中C、Ti、Si各元素分布呈负偏析,其位置与低倍组织形貌中白亮带位置准确对应,Al和Ca在白亮带富集呈严重正偏析;白亮带区铝系夹杂物总量较中部区域略多,且白亮带区Al-Ca 夹杂比例略高,而中部区域Al-O 夹杂比例略高;白亮带中铝系夹杂物小颗粒比例略大,而中部区域大颗粒略多;Ca夹杂最大粒度位于白亮带,而Al夹杂最大粒度位于中部区域。采用扫描电镜结合能谱分析,验证了铸坯横截面“全尺寸” 原位统计分布分析表征结果的正确性。研究表明,与扫描电镜等微观分析技术相结合,可实现原位统计分布分析对指定部位夹杂形貌的解析。     

帘线钢72A连铸坯的原位统计分布分析

为了更好地了解铸坯中元素偏析、疏松和夹杂物分布规律,采用金属原位分析仪对帘线钢72A连铸坯进行了原位成分统计分布分析,并探讨了铸坯中C、Si、Mn、P、S和Al元素分布规律,发现C、Si、Mn和P元素在铸坯中心都存在明显的偏析,且中心区域的偏析程度比边部严重。Mn元素含量的分布规律与C元素相似,在铸坯边部附近,C、Mn元素有明显的负偏析带,在铸坯中心区域元素出现了明显的正偏析带,整体上,Mn元素成分分布比C元素更均匀;比较这几种元素的成分分布,发现Si元素成分分布较均匀,而P元素成分分布较不均匀。帘线钢中Al、S元素基本上都以夹杂物的形式存在,两种元素分布规律极其相似,且中心夹杂物的含量明显比边部多。由于铸坯中心存在明显的缩孔,导致铸坯表观致密度下降,表观致密度为0.869 0。