使用直读光谱仪测量灰口铸铁化学成分的方案
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使用直读光谱仪测量灰口铸铁化学成分的方案

发布日期:2019-04-29 16:29:57  发布人:声呐科技  点击量:444

对于一般铸铁件样品来说,碳的存在状态有三种:

① 以石墨晶体单质形式单独存在

② 与铁形成二元或多元化合物以化合状态存在

③ 溶入α-Fe或γ-Fe中以固溶状态存在

由于在灰口铸铁中石墨晶体单质形式存在比例较大,而且其状态为游离态,也就是说碳在铸铁组织中分布是不均匀的。

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而光电直读光谱法样品首要条件就是其各组分必须均匀,因此对于铸铁件样品不能直接在光电直读光谱法上分析,需要对样品进行白口化处理,以保证分析样品各元素组分比较均匀。

灰口铸铁经过白口化处理后,其碳元素以碳化物(Fe3C)形式存在于金相组织,无石墨碳,分布较均匀,无偏析现象,符合光电直读光谱法对样品的要求。

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材料与设备

• QT450灰口铸铁样品

• 切割机

• 中频炉

• 模具

• 磨样机

• GNR S1直读光谱仪


方法与步骤

【切割】

使用切割机将待分析的铸铁材料切割成小块,以便于放入中频炉坩埚中进行下一步熔融过程。

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切割时应注意剔除毛边、油污等杂质部分。

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由于白口化铸铁是熔融铸铁快速冷却下的产物,所以要保证较高的熔融温度。熔融温度越高,其温度落差才越大,铸铁在高温下以石墨为核心的夹杂物才会越少。而铸铁在中频感应熔炼电炉中低温浇铸温度为1250℃,高温出铁水温度为1450℃,因此浇铸温度应该在1450℃左右。

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【浇铸】

待铁水达到均一稳定的亮白色状态后,及时进行浇铸。

要保证浇注物快速冷却,可以将浇注试样放到水中快速冷却。为了白口化更彻底,还应该注意试样的厚度不能太厚,其模具可采用散热效果较好的铜模浇注。

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打磨

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将该样品在磨样机上进行磨制。磨制样品时,要求分析面在磨样机上磨出金属光泽,而且分析面最好是圆弧线的粗条纹,这样电流有着陆点(尖端放电的原理),有利于样品被激发。

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【类型校准】

这一步骤用于校正待分析样品和标准标样之间,由于组织结构不一致引起的分析结果的偏差。

由于本次待测样品是球墨铸铁QT450,故选择QT450铸铁标样作为类型控样。

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测量结果

选择S1中预设的铸铁测试程序FE10 Cast Iron,进行铸铁样品的测试。

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图12. 测样结果

由上图可以看出,C、Si、Mn、P、S五大元素的相对标准偏差和极差都很低。所以,使用本方法测得的数据有着不错的稳定性。

对比QT450的化学成分表可以看出,数据全部落在标准化学成分区间内,数据准确性同样完美满足用户的应用要求。

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