鋼鐵中碳(C)含量超過2%的便是鐵,少于2%的才真正叫鋼,鋼鐵分類很多,有碳素結構鋼,不銹鋼,耐熱鋼,合金鋼,彈簧鋼等等,然后在碳素鋼里面又區分優質和普通碳素結構鋼,里面又有好多不同牌號的鋼種,要區分這些形形色色的鋼種,便需要通過分析里面各種元素的含量,一般鋼中除鐵元素之外,就是碳,硫,錳·磷,硅,鉻,鎳,銅,鉬,釩,鈦,鋁,鎢,鉛。少量的還有稀土元素,氮元素,一般鋼鐵的化驗就是把這些元素成分含量測定出來。
具體操作一般用手工分析(即經過試樣的制備然后用化學試劑化驗,這種方法慢,一個樣子分析完十幾個元素的話需要好幾個小時)還有儀器分析(直讀光譜儀,化驗速度非???,一分鐘分析幾十個元素,比如我單位用德國斯派克光譜儀分析碳硫錳磷硅鉻鎳銅鉬釩鈦鋁鈷鈮鎢鉛錫砷鋯鉍鈣鈰硼鋅鑭等25個元素).
鋼鐵檢測分析的主要目的是傳遞鋼鐵產品的質量信息,便于指導生產,控制質量。我們研究鋼鐵檢測得到的工藝參數,是指分析檢測得到的結果數據,從分析檢測儀器到指導生產現場需求處的加工參數。從進廠原料質量把關,中間產品監控,成品檢驗判定,到售后質量異議處理,鋼鐵檢測分析起著企業眼睛的作用。隨著當今鋼鐵生產企業的大型化、現代化,生產過程越來越高速化、連續化、自動化,分析檢測系統的配備除滿足分析檢測的準確性外,還要求具備適時性、快速性。
樣品從被采集開始 , 經過加工制成適應于某種分析檢測方法的試樣 , 到最終被送至某類儀器分析檢測 , 始終是一種實物形態。 一方面 , 實物本身在流轉過程中應該一直具有其代表性 , 才能保證分析檢測數據的真實性和準確性 ; 另一方面 , 流轉過程還應該滿足快速性 , 以保證工藝上對分析檢測數據的適時性要求。 而傳統的“人工取樣 , 肩挑步送”的實物流過程隨意性大、周期長 , 遠遠滿足不了現代化生產工藝和管理的要求 , 因此 , 實物流過程自動化水平的提高是分析鋼鐵檢測系統提高準確性最基本的要求 , 也是其提高快速性最關鍵的手段。
分析檢測方法是指具體使用某種分析檢測方法對實物試樣進行分析檢測并獲得結果數據的方法。 傳統的鋼鐵分析檢測方法 , 是以手工化學分析即“濕法分析”方法為主的 。 這種分析方法過程長、強度高、功能單一、穩定性差、人為誤差大。目 前 , 光電直讀光譜儀已成為鋼樣化學成分分析的首選儀器 ,X 熒光光譜分析儀則是生鐵和其它礦類樣化學成分分析的首選儀器。 它的應用是很成功的 。 一方面 , 這類儀器具有選擇性好、靈敏度高、準確性高的特點 , 實現了其分析檢測的核心功能 ; 另一方面 , 這類大型精密儀器的設計制造從一開始就是本著高精度、高穩定、快速化、自 動化、多功能整體優化原則進行的。
由此,我們得知傳統的鋼鐵檢測方法已無法適應生產的快節奏,提高鋼鐵分析檢測的自動化水平已成為當今世界先進鋼鐵生產企業必不可少的手段。國外先進企業在這方面投入大量資力,在盡量采用高精度、高穩定、快速化、自動化的光、機、電、計算機一體化大型精密儀器的同時,在整個分析檢測流程的每個環節都不惜重金大量配備自動化儀器和采樣、制樣裝置。都開始引進先進的分析檢測儀器 , 如光電直讀光譜儀、X 熒光光譜儀等大型精密儀器 , 然而 , 將分析檢測過程自 動化作為系統的觀點來考慮并加以現場應用 , 國內還遠不成熟 , 國際上也正處于不斷探索前進的狀況。
據了解,受環保、去產能等因素的影響,全國鋼材市場持續保持著全面上漲的事態。企業高價買了原材料之后很有可能買到質量不達標的產品,我們知道鋼鐵是鐵和碳的合金,其化學成分中大多數元素是鐵,還含有碳、硅、錳、磷、硫等元素。如何科學合理地應用現代檢測技術判斷其成份,并依據其成份、元素百分率決定其材質特性及其應用范圍,在現代制造業中處關鍵作用?,F代檢測鋼鐵成分分析方法有多種,主要采用的分析方法有:
1、氣體容量法定碳、碘量滴定法定硫;
2、紅外碳硫吸收法;
3、濕色比色法檢測硅、錳、磷等元素;
4、直讀光譜儀一次性激發被測樣分析其成份方法,在現階段廣泛被大眾用戶所接受。
直讀光譜儀用于現代鋼鐵成分的檢測相對于傳統分析法而言,直讀光譜儀的優點是快速、準確、高效。該方法可以直接固體進樣,不用進行化學消解,可以減少消解過程以及定容過程所帶來的人為誤差; 智能軟件可實行“傻瓜式”的人性化操作,儀器校準、曲線標定、標準化、數據統計、材質分類等功能強大。 建議使用直讀光譜儀來精準檢測鋼材里元素含量。直讀光譜儀主要用于鐵基合金的化學成分分析。也可以對鋁基、銅基、鎳基等材料分析升級功能。分析基體:鐵基合金(灰鑄鐵、球磨鑄鐵、不銹鋼、碳鋼、鑄鐵等)的成分測量。
直讀光譜儀的操作軟件十分簡單易學,全中英文菜單。沒有任何光譜儀器知識背景的操作人員只需簡單培訓,就可進行儀器的使用。同時儀器的設計處處體現了以人為本的設計理念,使儀器的使用和維護處處體現人性化的關懷。直讀光譜儀來精準檢測鋼材里元素含量,讓您買到質量好鋼材。
鋼材鋼管等金屬材料包括純金屬、合金、特種金屬等,可以廣泛應用于各個領域,包括航空、機械、計算機硬件等領域。隨著各行業對金屬材料的需求不斷增長,一些復雜的材料應運而生。金屬的成分組成是決定材料性能的主要因素,了解金屬成分及性能,才能更好的將材料應用到產品中。
在生產活動中,我們經常要面對兩個問題,一是金屬是什么材質,另一個是某個金屬材料是否符合想要的材料要求。通過對金屬材料的成分進行分析,可以了解材料的成分,從而對產品質量進行監控,對于出現問題的產品進行分析,還可以分析原因,消除隱患。
自然界中大約有70多種金屬,其中常見的有鐵、銅、鋁、錫、鎳、金、銀、鉛、鋅等。而合金是指兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬結合而成,具有金屬特性的材料。常見的合金如鐵和碳所組成的鋼合金;鐵、鉻、鎳組成的不銹鋼;銅和鋅所形成的黃銅等。
金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。
黑色金屬又稱鋼鐵材料,包含純鐵,含碳 2%~4%的鑄鐵,含碳小于 2%的碳鋼,以及各種用途的結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、工具鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。
鐵是地球上最豐富且價廉的金屬元素,幾乎是所有的產業不可欠缺的基礎素材。從冰箱、廚具、洗衣機、汽車、鐵道、電車、鐵橋、船舶、電塔、樓宇、廠房、機械無不充斥著它的身影。
有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金,通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。合金的強度和硬度一般比純金屬高,并且電阻大、電阻溫度系數小,具有良好的綜合機械性能。常用的有色合金有鋁合金、銅合金、鎂合金、鎳合金、錫合金、鈦合金、鋅合金等。作為結構材料和功能材料廣泛應用于機械制造業、建筑業、電子工業、航空航天、核能利用等領域。
金屬材料的成分分析測試方法不斷的發展,由傳統的滴定法、分光光度法不斷發展到新型的測試方法,如等離子體發射光譜法,火花直讀光譜法等,由傳統一個一個元素測試,到現在可以同時測試多個元素,效率和準確度不斷提高。其不同測試方法的原理及特點如下:
分光光度法是一種對金屬元素進行定量分析的分析方法,通過測定被測物質的特定波長范圍內的吸光度和發光強度,對該物質進行定性和定量分析的方法。具有應用廣泛、靈敏度高、選擇性好,準確度高、分析成本低等特點,缺點是一次只能分析一個元素。檢測儀器包括紫外分光光度計、可見光光度計,紅外分光光度計。
滴定法是用一種標準濃度的試驗試劑對溶液中所包含的金屬成分進行測試,在金屬中成分與試劑充分反應后,就可以使其達到最終的滴定終點。該方法適用于含量在1%以上各種物質的測試。此方法主要缺點是效率不高。
原子光譜分析法可以分為原子吸收光譜法和原子發射光譜法,是一種傳統的分析金屬材料成分的技術,原子吸收光譜法的原理是通過氣態狀態下基態原子的外層電子對可見光和紫外線的相對應原子共振輻射線的吸收強度來定量分析被測元素含量。該方法特別適合對氣態原子吸收光輻射,具有靈敏度高、抗干擾能力強、選擇性強、分析范圍廣及精密度高等優點。但也有缺陷,不能同時分析多種元素,對難溶元素測定時靈敏度不高,在測量一些復雜樣品時效果不佳。
原子發射光譜法的原理是通過各元素離子或原子在電或熱激發下具有發射出特殊電磁輻射的特性。該法使用發射物來進行定性定量分析元素,可以同時測試多種元素,消耗較少的樣品就可以達到測量目的,同時還可以較快的得到測得結果,一般檢測整批樣品時采用該方法,但較差的精確度是其致命的缺點,且只能分析金屬材料的成分,對于大多數非金屬成分束手無策。
X射線熒光光譜法大多數用來測定金屬元素,也是一種常見的金屬材料成分測定方法。其測試原理是:基態的原子在沒有被激發狀態下會處于低能態,而一旦被一定頻率的輻射線激發就會變成高能態,高能狀態下會發射熒光,這種熒光的波長非常特殊,測定出這些X射線熒光光譜線的波長就可以測定出樣品的元素種類。把標準樣品的譜線強度作為參照比較被測樣品的譜線,即可以測出元素的含量。該方法是定性半定量的方法,在金屬成分分析中主要作為大概含量的確定。
電感耦合等離子體發射光譜法是當前使用最廣泛的方法。其原理是利用金屬元素受到激發而產生電子躍遷,此躍遷會在譜線上表現出一定強度而進行測定元素及含量,測試范圍廣且靈敏度高,分析速度快,準確度高,可以在一條標線下成批量樣品測試,及同時測試多個元素。
火花直讀光譜儀是用電?。ɑ蚧鸹ǎ┑母邷厥箻悠分懈髟貜墓虘B直接氣化并被激發而發射出各元素的特征波長,用光柵分光后,成為按波長排列的“光譜”,這些元素的特征光譜線通過出射狹縫,射入各自的光電倍增管,光信號變成電信號,經儀器的控制測量系統將電信號積分并進行模/數轉換,然后由計算機處理,測試出各元素的百分含量。該法準確度高,可進行多元素同時分析,在一次激發和分析中同時獲得幾十種元素的定性和定量分析結果。簡單易行,分析速度快,可在20秒內同時測量合金鋼或有色合金的幾十種元素含量,實時分析。不消耗昂貴的化學試劑或特種輔料??梢灾苯訉腆w樣品進行測試。缺點是對樣品形狀尺寸有一定要求。
金屬材料中尤其是鋼材類金屬中,碳元素和硫元素是主要的測試元素,而以上的方法都不能直接對碳元素和硫元素的精確定量。因此,碳、硫元素需要用碳硫分析儀進行測試。試樣中的碳、硫經過富氧條件下的高溫加熱,氧化為二氧化碳、二氧化硫氣體。該氣體經處理后進入相應的吸收池,對相應的紅外輻射進行吸收,由探測器轉發為信號,經計算機處理輸出結果。此方法具有準確、快速、靈敏度高的特點,高低碳硫含量均可使用。碳硫分析儀主要應用于測試鋼鐵中的碳和硫含量。該方法是目前國內常用的碳硫分析方法,其所依據的標準是GB/T20123鋼鐵 總碳硫含量的測定 高頻感應爐燃燒后紅外吸收法(常規方法)。該方法準確性高。
氧氮分析儀是通過氧氮分析儀在惰性氣氛下,通過脈沖加熱分解試樣,由紅外檢測器和熱導檢測器分別測定各種鋼鐵、有色金屬和新型材料中氧、氮的含量。具有準確度高,檢出限低等特點。
1、所用分析天平除特殊說明者外,其感量應達到0.1毫克。分析天平、砝碼及容量器皿特別是塑料容量器皿定期予以校準。
2、配制試劑及分析用水除特殊說明者外,均以蒸餾水或離子水。
3、分析方法標準中所有操作除特殊說明者外,均在玻璃器皿中進行。
4、分析方法標準中所用試劑除注明者外,均為分析純試劑。如能保證不降低測定準確度,其他純度級的試劑也可采用。如系由化驗室自行提純和合成者,應寫明提純和合成方法。做基準者應采用基準試劑,光度法和*普法配制標準溶液所用的金屬純度應在99.9%以上。
5、分析方法標準中所載溶液除已指明溶劑者外。均系水溶液。
6、分析方法標準中所載的酸、氫氧化銨和過氧化氫等液體試劑,如僅寫出名稱則為濃溶液,并應在名稱后括號內寫明其比重。
7、由液體試劑配制的稀的水溶液,除過氧化氫以重量百分數表示外,其他均應以濃溶液的體積加水的體積表示,而不以百分數濃度表示,以免于試劑重量百分濃度相混。例如:鹽酸(1+2)系指1單位體積的鹽酸(比重1.19)加2同單位體積的水混合配制而成。而3%過氧化氫系指100克溶液含3克過氧化氫。
8、有固體試劑配制的非標準溶液以百分濃度表示,系指稱取一定量的固體試劑溶于試劑中,并以同一試劑稀釋至100毫升混勻而成。如固體試劑含結晶水應在配制方法中試劑名稱后括號內寫出分子式。
9、配制備用的試劑溶液如有特殊要求應予說明。如需貯于棕色瓶中、用時現配等。
10、標準溶液的濃度一般以當量濃度(N)或每毫升相當于多少毫克、微克的元素或化合物表示。
11、需標定的標準溶液應在標準溶液名稱及配制方法下面寫出標定方法、標定份數及允許的*差値5(超過此値時,不能取平均數,須重新取同樣份數再標定)。
12、分析方法標準中光度法、*普法所用的稀標準溶液,應在用時以標準溶液稀釋配制而成。
13、易燃、易爆、易灼、傷毒性大的試劑要特別注意使用,如氫氟酸、高氯酸、汞、鈹、氰化物、苯、甲苯。過氧化氫等。
14、分析方法標準中所載熱水或熱溶液系指溫度在60℃以上,溫水或溫溶液系指其溫度在40~60℃。常溫系指其溫度在15~25℃。冷處系指在1~15℃之處。
15、分析方法標準中所載的“干過濾”系指溶液用于濾紙、干燥漏斗過濾于干燥的容器中。干過濾均應棄去*初濾液。
16、分析方法標準中所載的“灼燒或烘干至恒重”系指經連續兩次灼燒或烘干并于干燥器中冷至室溫后,兩次稱重之差不超過0.3毫克。
17、分析方法標準中重量法計算公式中的換算因數;容量法的滴定或滴定用標準溶液的當量濃度的有效數字一般均用四位。