Содержание

Химический анализ металла

Химический анализ металлов и сплавов

Оказание услуг по проведению химического анализа металла

Мы можем выполнить следующие работы:

Химический состав, химанализ металла:

Определить химический состав сталей и сплавов

Подтвердить марки сталей

Восстановить документацию на продукцию

Подтвердить или опровергнуть сертификат

Входной контроль металлов и сплавов

Сортировать лом из черных и цветных металлов

Определить химический состав рудных пород

Подобрать аналог сталей и сплавов (с использованием специальной программы — марочника сталей Win Steel 8.0 Prof)

Механические испытания:

Сжатие и растяжение

Определение твердости

Варианты сотрудничества:

Проведение испытаний на предприятии заказчика

Испытание образцов в нашей лаборатории

Выезд в регионы и получение образцов через транспортные компании

Оперативность

Выезд специалиста на объект заказчика

Работа на всей территории РФ

Высоко квалифицированные специалисты

Работа в соответствии ГОСТ

Подбор аналогов сталей и сплавов

Консультация специалиста

Заявка в один клик (заказать услугу с сайта)

Рентгенофлуоресцентный метод

Метод фотоэлектрического спектрального анализа

Метод мокрой химии

ГОСТ 28033-89

«Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа»

ГОСТ 18895-97

«Метод фотоэлектрического спектрального анализа»

ГОСТ 12353-78, ГОСТ 12344-2003, ГОСТ 12345-2001, ГОСТ 12350-78, ГОСТ 12346-78, ГОСТ 12347-77, ГОСТ 12348-78, ГОСТ 12352-81, ГОСТ 12355-78

Используемое оборудование для химического анализа

ВСЕ ОБОРУДОВАНИЕ ИМЕЕТ ДЕЙСТВУЮЩИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА О ПОВЕРКЕ.

X-MET 8000 является рентгенофлуоресцентным портативным энергодисперсионным спектрометром с возможностью определения легких элементов Mg, Al, Si, P, S в соответствии с ГОСТ 28033-89.

Диапазон измеряемых элементов: от Mg до Bi.

PMI MASTER UVR-мобильный оптико-эмиссионный анализатор металлов, который позволяет проводить высокоточный анализ и определять марку любых сталей и сплавов с возможностью анализа углерода, серы, фосфора.

АRC-MET-8000 портативный оптико-эмиссионный анализатор работающий в аргоновом режиме. С возможностью определения и прекрасной повторяемостью результатов по углероду, сере, фосфору и бору.

Стационарный твердомер по методу Роквелла МЕТОЛАБ101
Стационарный твердомер используется для измерения твердости твердых сплавов, а также закаленных и не закаленных сталей, литья, подшипниковых сталей, алюминиевых сплавов, тонких плит твердых сплавов, меди, цинкованных, хромированных и луженых покрытий поверхностей и др. по методу Роквелла.
Свидетельство об утверждении типа средств измерений RU.C.28.002.A № 63563.

Последовательность измерения

Пробоподготовка согласно ГОСТ 7565-81

Измерение подходящим анализатором

  • X-MET 8000
  • PMI MASTER UVR

Определение химического состава образца

Сегодня проведение химического анализа металлов — стилоскопирования — не требует нарушения целостности проверяемой конструкции или подготовки образцов. Чтобы сделать спектральный анализ и определить физико-химические характеристики металлов и сплавов, в лабораторию обращаться тоже необязательно: современный фотоэлектрический метод спектрального анализа позволяет контролировать качество готовых изделий даже в полевых условиях.

Зачем нужен спектральный анализ металлов и сплавов?

Проведение спектрального анализа металлов с помощью стационарных или портативных приборов, использующих метод рентгенофлуоресцентного спектрального анализа стали согласно ГОСТ 28033–89, призвано помочь профильным предприятиям в сортировке металла.

Подобное решение демонстрирует целый ряд преимуществ. Чтобы провести экспертизу металла не понадобится много времени. Результат будет известен уже через несколько минут. Такая мини-лаборатория по химическому анализу металла значительно сократит издержки производственного предприятия, крупного ритейлера и коммунальные службы. Устанавливаемая на спектральный анализ металла цена в специализированных организациях и график их работы больше не имеют значения: однажды купив анализатор металлов и пройдя курс подготовки специалистов, которые будут с ним работать в дальнейшем, ваша компания сможет организовать спектральный анализ металла в удобное время и в удобном месте.

Используется химический анализ металла в следующих случаях:

Определение химического состава сталей и сплавов.

Восстановление документации на продукцию.

Подтверждение марки, подтверждение сертификатов.

Входной контроль металлов и сплавов.

Сортировка лома металлов и сплавов. В этой сфере достаточно распространены фальсификации, однако если приемщиками используется химический анализ, определение металла, дающее максимально точный результат, гарантированно избавит предприятие от убытков.

Подбор аналогов сталей и сплавов (с использованием специальной программы — марочника сталей Win Steel 7.0 Prof).

Калибровочные программы прибора.

С какими веществами работает анализ химического состава металлов?

Рентгенофлюоресцентный анализ химического состава металлов и сплавов производится в лаборатории с помощью рентгенофлюоресцентного анализатора типа X-MET 7500 с возможностью определения легких элементов Mg, Al, Si, P, S в соответствии с ГОСТ 28033-89. Диапазон измеряемых элементов: от Mg до Bi. Метод подходит для определения химического состава и марки стали, других металлов. В частности, допускается:

  • химический анализ алюминиевых сплавов;
  • химический анализ титановых сплавов;
  • анализ сплавов железа и т. д.

Универсальная программа химического анализа сплавов использует несколько фундаментальных параметров для анализа металлов и сплавов, стандартный набор из 33 элементов: Mg, Al, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Hf, Ta, W, Pt, Ir, Au, Pb, Bi в концентрациях от 0 до 100%. Применима для анализа металлов на любой основе: Pb, W, Au и пр., ферросплавов

Как работает химический анализ металлов и сплавов?

Для того чтобы сделать сделать химический экспресс анализ металла, достаточно приложить к его поверхности один из реализуемых нами приборов. Рентгенофлюоресцентный метод основан на зависимости интенсивности характеристических линий флюоресценции элемента от его массовой доли в пробе.

Приборы для проведения спектрального анализа

Что такое рентгенофлуоресцентный анализатор?

Рентгенофлуоресцентный спектрометр представляет собой аналитический прибор, который определяет каждый химический элемент, присутствующий в тестируемом образце.

Это устройство также определяет общее количество химических элементов в образце.

Рентгенофлюоресцентный анализ химического состава металлов и сплавов производится с помощью рентгенофлюоресцентного анализатора типа X-MET 7500 с возможностью определения легких элементов Mg, Al, Si, P, S в соответствии с ГОСТ 28033-89. Диапазон измеряемых элементов: от Mg до Bi.Рентгенофлюоресцентный метод основан на зависимости интенсивности характеристических линий флюоресценции элемента от его массовой доли в пробе.

Данный вид контроля используется в следующих случаях :

  • Определение химического состава сталей и сплавов.
  • Восстановление документации на продукцию.
  • Подтверждение марки,подтверждение сертификатов.
  • Входной контроль металлов и сплавов.
  • Сортировка лома металлов и сплавов.
  • Подбор аналогов сталей и сплавов (с использованием специальной программы — марочника сталей Win Steel 7.0 Prof).

Какие параметры позволяет определить химанализ металла?

Пользователю доступен набор из 8 специализированных эмпирических программ: «низколегированные стали и чугуны», «нержавеющие стали», «инструментальные стали», «алюминиевые сплавы», «медные сплавы», «кобальтовые сплавы», «титановые сплавы», «никелевые сплавы». Выбор программы, с помощью которой планируется проводить определение химического состава металла, осуществляется автоматически.

  • Программа для идентификации спектра (да/нет).
  • Программа для анализа углеродистых, низколегированных сталей и чугунов.
  • Программа для анализа нержавеющих сталей.
  • Программа для анализа инструментальных сталей.
  • Программа для анализа медных сплавов.
  • Программа для анализа никелевых сплавов.
  • Программа для анализа титановых сплавов.
  • Программа для анализа кобальтовых сплавов.
  • Программа для анализа алюминиевых сплавов.
  • Идентификационные программы (да/нет).
  • Функция автоматического определения типа материала и выбора необходимой программы для анализа.
  • Автоматическая коррекция концентраций при измерении образцов малых размеров и сложных форм.
  • Функция рекалибровки по одной точке.
  • Встроенный марочник металлов и сплавов, возможность корректировки и добавления марок.
  • Возможность усреднения результатов не менее чем по 50-ти измерениям для получения достоверных результатов при анализе неоднородных образцов.
  • Возможность создания отчетов в защищенном от корректировки формате PDF по шаблону пользователя с возможностью размещением логотипа компании, результатов измерений, погрешности измерений, времени и длительности измерений, имени оператора и другой информации на выбор пользователя.

Что нужно для быстрого анализа химического состава металла и сплавов?

Анализ химического состава металлов и сплавов

Информация о наличии микропримесей в чистых металлах, компонентов в сплавах необходима для проведения технологических процессов, выполнения исследовательских работ. Данные можно получить несколькими методами, которые отличаются точностью, продолжительностью определения, количеством требуемого оборудования, приспособлений, лабораторной посуды.

Читать еще:  Флокатор своими руками в домашних условиях

Краткий обзор методов

Анализ состава металла традиционными методами аналитической химии основан на способности к взаимодействию с реагентами. Процедура включает подготовку проб, взвешивание, титрование; требует усилий и времени. Сейчас химанализ металла классическим аналитическим исследованием на практике проводится редко.
Определение состава, основанное на физических явлениях, проходит быстро и результативно. Так, часто используемый спектральный анализ сплавов имеют следующие достоинства:

  • • оперативность исполнения: • минимальное количество вспомогательных приспособлений; • максимальная точность значений; • простота осуществления; • возможность проведения в полевых и стационарных условиях.

Достоверный химический анализ металла проводят на современном спектральном оборудовании, регистрирующем интенсивность волн эмиссии. Надежны, удобны в работе, доступны по стоимости эмисcионные спектрометры отечественной марки. Спектральный анализ стали, других материалов имеет высокую точность, используется при сертификации.

Суть, возможности атомно-эмисcионных измерений

Спектральный анализ металлов основан на способности атомов в результате возбуждения испускать волны. Процесс инициирует искровое, лазерное, дуговое, другие воздействия.
Источник возбуждения расположен в генераторе – блоке спектрометра, который при необходимости легко подлежит замене.

В эмисcионном анализаторе происходит измерение интенсивности оптических волн, испускаемых атомами после перехода в возбужденное состояние. По длине волны и величине пика на спектре автоматически идентифицируется химический элемент, рассчитывается его концентрация.
Атомно-эмисcионная спектроскопия позволяет анализировать вещества в различных агрегатных состояниях. Для измерений требуется минимальное количество материала.
Посредством анализа на стационарном или мобильном спектрометре устанавливают марку стали, степень чистоты металлов; делают химанализ металлических сплавов. Приборы могут определять массовые доли элементов с пределом детектирования 0,0001%

Дополнительные устройства для работы с оптико-эмисcионным оборудованием

Спектральный анализ металлов и сплавов с лазерным инициированием производится в атмосфере особо чистого аргона. Если степень очистки газа неудовлетворительна, его нужно доочищать.
Лаборатория спектрального анализа металлов подлежит укомплектованию устройством для дополнительной очистки газов. Агрегат позволяет довести до идеального состояния не только аргон, но и гелий, азот, водород, необходимый для многих спектральных исследований.
Для извлечения кислорода из рабочей камеры используются вакуумные насосы. Эффективно работает двухступенчатое пластинчато-роторное оборудование.
Существует несколько видов эмисcионных спектрометров, часть их которых производит неразрушающий анализ. Образующийся на поверхности образца очаг эрозии с глубиной несколько микрон не мешает последующей эксплуатации объекта. В других ситуациях пробу нужно предварительно подготовить, для чего понадобятся специальные устройства.

Рентгено-флуоресцентный спектрометр

Анализ химического состава металла можно проводить с участием рентгеновских лучей. После возбуждения первичными рентгеновскими лучами характеристическое излучение химических элементов образует спектр. Измерение интенсивности флуоресцентных линий дает информацию о концентрации.
Существуют стационарные и мобильные спектрометры, которые проводят экспресс измерения образца без разрушения материала.
На приборах с рентгено-флуорнсцентрым принципом действия выполняется спектральный анализ сталей, других сплавов, композитов, сложных веществ Таким методом можно узнать концентрацию 45 химических элементов. Маленькие атомы с порядковым номером до 11 после возбуждения флуоресцируют слабо, что мешает их идентификации. Эти элементы можно идентифицировать химически или другими физическими методами. РФА не рекомендован для анализа черных металлов, метод удобен для проведения сортировки лома с учетом ограниченных возможностей идентификации легких элементов
Все результаты визуализируются на цветном дисплее, сохраняются в файле приборного компьютера
Для расширения диапазона возможностей портативных рентгено-флуоресцентных спектрометров на них устанавливают дополнительные калибровки. Услуга может быть выполнена на заводе-изготовителе за небольшую цену или в сервисных центрах, имеющихся в Москве, других крупных городах.

Заключение

Спектрометры обеспечивают быстрый и точный анализ химического состава металлов и сплавов. Отечественные модификации имеют оптимальные цены, позволяют оперативно исследовать стальные сплавы, подтверждать марки, контролировать режим плавки в металлургии, качество сырья и продукции в машиностроении. Spectral определения можно проводить в любых условиях, в соответствии с которым следует подобрать модель прибора.

Анализ химического состава металла

Точная стоимость зависит от конкретного случая. Оставьте заявку или уточняйте по телефону.

Анализ химического состава металла и наши современные возможности.

Для современных, хорошо оснащенных лабораторий, проводящих молекулярные, химические и другие исследования, не является сегодня сложной и необычной процедурой такой тип экспертизы, как анализ химического состава металла. В том случае, если это лаборатория, специализированная для проведения именно такого типа исследований, Вы сможете получить в ней достаточно точные для большинства ситуаций ответы на вопрос о составе любого металла и сплава. Однако некоторые из подобных лабораторий обладают расширенными возможностями, ввиду специфики содержащих их организаций, и об одной такой организации мы хотим Вам сейчас рассказать.

Речь идет о возможностях лаборатории химического анализа, и возможностях департамента металловедческой экспертизы такого учреждения, как НП «Федерация Судебных Экспертов». Наше независимое партнерство существует на рынке экспертных исследований России вот уже несколько лет – в том виде, в каком работает сейчас как крупная независимая экспертная организация, а теперь уже федерация экспертных организаций. Наша активная деятельность как автономного экспертного института началась со времени появления возможности для негосударственных учреждений заниматься экспертными исследованиями в России. В числе прочих услуг нами проводится и предлагается любым российским Заказчикам сертифицированный анализ химического состава металла.

С помощью этого исследования сегодня можно ответить на многие вопросы, которые еще не так давно не могли находиться в компетенции металловедческой экспертизы из-за нехватки технического оснащения для химического анализа таких объектов и материалов. Однако сегодня НП «Федерация Судебных Экспертов» может провести анализ химического состава металла любого типа. Включаются сюда все возможные сплавы, стали, образцы цветных, не цветных, драгоценных и полудрагоценных металлов, а также любых изделий из них. Наш экспертиза рассматривает напыления, вкрапления, любые примеси металлов и сплава на предмет химического состава.

В некоторых случаях анализ химического состава металла может быть затруднен из-за абсолютной, или абсолютной по мнению нашего клиента, невозможности предоставить работникам НП «Федерация Судебных Экспертов» пример материала, образцы для проведения экспертиз. Многие проблемы такого рода мы решаем благодаря своему универсальному опыту изучения металлов и сплавов в различном виде и на различных объектах. В тех случаях, когда предоставление и переправка образцов до наших лабораторий не представляются возможными, мы высылаем наших работников на место.

Металлография с помощью микроскопа

Они проводят у Вас все необходимые исследования и анализы, либо методологически правильно отбирают образцы вещества для анализа и проводят анализ химического состава металла таким образом, чтобы в любом случае представить Вам всю интересующую Вас информацию. Ответы, которые на любые подобные вопросы дает сегодня анализ химического состава металла в исполнении наших специалистов, научно точны и оформляются в виде юридически сильных экспертных заключений, или задокументированных отчетов любого другого типа – в том виде, в котором это может понадобиться Вам, нашему уважаемому Заказчику.

НП «Федерация Судебных Экспертов» давно проводит на территории Российской федерации все типы и виды экспертологических исследований, которые сертифицированы или официально не сертифицированы у нас в стране. Главный принцип, по которому работают специалисты наших многочисленных департаментов – это востребованность тех или иных экспертных исследований. Их востребованность, их высокая научная точность и соблюдение всех экспертных методологий при их проведении – это основы работы, которые делают услуги НП «Федерация Судебных Экспертов» повсеместно популярными среди российских физических и юридических лиц, граждан и организаций.

Термин «повсеместно» здесь упомянут неслучайно. Так как на сегодняшний день НП «Федерация Судебных Экспертов» имеет сеть из более чем семи десятков лабораторий, занимающихся экспертными исследованиями на территории всех регионов Российской федерации. Вы прекрасно понимаете, какой это охват, и какие возможности по всестороннему обслуживанию организаций и населения это нам дает. Этими возможностями мы активно пользуемся, предоставляя российским Заказчикам как сертифицированный и независимый анализ химического состава металла, так и многие другие специализированные экспертные исследования любого типа и свойства.

Мы предлагаем российскому Заказчику судебные, внесудебные, независимые экспертизы металлов и сплавов и анализ химического состава металла, который проводится нами с точностью до 0,005%, что означает пять тысячных процента при определении содержания в составе металла того или иного элемента из таблицы химических элементов Менделеева. При этом спектр наших исследований и современная техника, которая используется в НП «Федерация Судебных Экспертов», позволяют проводить такие исследования в отношении всех элементов данной таблицы, то есть с указанной точностью определять наличие любого из них.

Наш сертифицированный анализ химического состава металла может подразумевать разные способы проведения таких исследований. В частности НП «Федерация Судебных Экспертов» производит физико-химический анализ сталей, легированных, углеродистых, жаростойких и других, анализ любого типа цветных и черных металлов. Анализ сплавов, любых деталей и объектов из металла и сплава любого типа. Химический и физический анализ любых деталей, анализ состава напыления, металлизированных слоев, покрытий и любых образцов металла и сплава.

Читать еще:  Сталь 35 характеристики применение

В нашем учреждении любому Заказчику, будь то физическое или юридическое лицо, гарантируется точность полученных результатов, и не только это. Специалисты НП «Федерация Судебных Экспертов» много работают со следственными и арбитражными инстанциями, профессиональными и надзорными российскими организациями. Они могут гарантировать Вам полное соблюдение экспертологических правил и регламентов, в том числе – и обязательно, законодательных – в отношении ведения любых экспертных исследований. В частности и таких, как анализ химического состава металла.

Все подробности о наших услугах, их организации, стоимости, возможностях и видах Вы сможете узнать у наших специалистов, которые направят Вас в нужные Вам отделы и департаменты. Получить консультации, ответы на вопросы, заказать анализ химического состава металла Вы сможете через контактную информацию центральных и региональных представительств НП «Федерация Судебных Экспертов».

Химический анализ металла

ВЫБОР МЕТОДА АНАЛИЗА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА

Зяблов Антон Сергеевич

студент 1 курса магистратуры, Национальный исследовательский Томский политехнический университет; г. Томск

При сварке и наплавке металлических материалов большая часть легирующих элементов испаряется за счет воздействия высоких температур электрической дуги. Благодаря тому, что средняя температура капель электродного металла и сварочной ванны колеблется в пределах 1900…2500 К некоторые элементы переходят в металл шва не полностью. В таблице представлены коэффициенты перехода С, Mn, Si и Cr в зависимости от способа сварки и наплавки в наплавленный металл [5, с. 346].

Таблица 1.

Коэффициенты перехода элементов в наплавленный металл

Способ сварки/наплавки

Коэффициенты перехода элементов

С

Mn

Si

Cr

В атмосфере без защиты проволокой:

Для выбора схемы проведения исследований необходимо проанализировать существующие методы определения химического состава металлов.

В настоящее время имеется ряд методов, способных установить химический состав материалов: пробирный анализ, волнодисперсионный анализ, рентгено-флоуресцентный анализ, эмиссионный анализ. Поэтому целью данной работы является сравнительный обзор способов химического анализа состава металлов и сплавов.

Все способы определения химического состава металлов основываются на аналитической химии, которая позволяет разработать методы определения компонентов изучаемого образца, решить задачи анализа конкретных объектов.

Основная задача аналитической химии — обеспечить в зависимости от поставленной задачи точность, высокую чувствительность, экспрессность и избирательность анализа. Активно разрабатываются методы, способные анализировать микрообъекты (микрохимический анализ), осуществлять локальный анализ (в точке, на поверхности и т. д.), анализ без разрушения образца, на некотором расстоянии от него (дистанционный анализ), непрерывный анализ, а также определять, в виде какого химического компонента существуют элементы в материале (фазовый анализ) [1, с. 48].

Химический анализ состава металлов и сплавов в зависимости от цели можно разделить на качественный и количественный. Качественный анализ — совокупность химических, физико-химических и физических методов, используемых для нахождения элементов, радикалов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе применяют легко выполнимые химические реакции, при которых происходит появление или исчезновение окрашивания, появление или растворение осадка, выделение газа и др. Качественный анализ позволяет определить элемент в материале. Количественный анализ—совокупность методованалитической химиидля определения количества (содержания) элементов (ионов),радикалов, функциональных групп, соединений или фаз в анализируемом объекте. Количественный анализ позволяет идентифицировать концентрацию или массу элемента в материале.

Для проведения качественного анализа широко применяется метод стилоскопирования, основанный на визуальном определении того или иного элемента по интенсивности его свечения. Данный метод имеет недостатки: необходимость хорошей подготовки операторов, невозможность определения примесей, субъективность результатов, влияние человеческого фактора, к тому же длительная работа на стилоскопе пагубно сказывается на зрении оператора [3, с. 27].

Стилоскопирование также как и рентгено-флуоресцентный анализ, не дает информации о содержании углерода, серы и фосфора в сталях. Это ограничение не позволяет проводить полную сортировку и исследование углеродистых и карбидосодержащих сталей [4, с. 116].

Высокую точность можно достичь с помощью пробирного метода, сущность которого основана на физико-химических закономерностях восстановления металлов, шлакообразования и смачивания расплавленными веществами. Но для проведения такого анализа необходима длительная по времени и трудоемкая процедура пробоподготовки [1, с. 57].

В настоящее время широко используются различные спектрометры: рентгенофлуоресцентный, искровой оптико-эмиссионный, лазерный, ИК-спектрометр, спектрометр индуктивно-связанной плазмы, атомно-абсорбционный, масс-спектрометр.

Данные приборы использует тот же (спектральный) принцип работы, что и стилоскоп, но благодаря современной цифровой автоматической обработке спектра и использованию инертного газа (аргона) позволяют осуществить точный количественный анализ любых типов сталей с высокой точностью в условиях лаборатории, цеха, улицы.

В отличие от портативных приборов, специализирующихся на ограниченном круге задач, стационарные установки универсальны. Это связано, в первую очередь, с тем, что для точного количественного анализа необходим набор эталонных образцов для каждого элемента, что невозможно при работе с портативными установками. При этом стоит уделить особое внимание подбору и подготовке аналитических проб, составлению схемы анализа и выбору методов, принципах и путях автоматизации анализа. Поэтому для исследования выгорания элементов новых конструкционных материалов приемлемым является использование стационарных установок, среди которых оптико-эмиссионные и атомно-абсорбционные спектрометры получили наибольшее распространение.

Использование оптико-эмиссионного метода дает возможность одновременно определять в пробе несколько элементов. Интервалы обнаружения Cr, Al, Hg, As, Ni, Pb составляют 1—20 мкг/л. Однако, эмиссионные спектрометры уступают атомно-абсорбционным по воспроизводимости и по селективности [6, с. 356].

Атомно-абсорбционный метод позволяет исследовать до 70 элементов в пробе с чувствительностью в пределах 10 -4 —10 -9 % масс. С использованием графитовой печи затруднительно определять Hf, Nb, Та, W и Zr, образующие с углеродом труднолетучие карбиды. Пределы обнаружения многих элементов в растворах при атомизации в пламени 1—100 мкг/л, в графитовой печи в 100—1000 раз ниже. Стандартное относительное отклонение в оптимальных условиях измерений достигает 0,2—0,5 % для пламени и 0,5—1,0 % для печи. Отличительная особенность атомно-абсорбционного метода высокая абсолютная и относительная чувствительность. Атомно-абсорбционный метод превосходит другие по точности и чувствительности [2, с. 203].

На основании проведенного обзора можно сделать вывод, что для анализа выгорания химических элементов новых конструкционных материалов в зависимости от параметров режима наплавки высококонцентрированными источниками энергии целесообразно использовать атомно-абсорбционные спектрометры с атомизацией пробы в пламени. Осуществление поставленной задачи возможно с использованием атомно-абсорбционного спектрометра SOLAAR S2/S4.

Список литературы:

  1. Аналитическая химия: наука, приложения, люди / Золотов Ю.А. — М.: Наука, 2009. — 324 с.
  2. Атомно-абсорбционный анализ: учебное пособие / А.А. Ганеев и др. — СПб.: Лань, 2011. — 304 с.
  3. Оптический и рентгеноспектральный анализ / Петров В.И. — М.: Металлургия, 1973. — 285 с.
  4. Рентгеноспектральный анализ: раздельный учет физических процессов / Верховодов П.А. — Н. Думка, 1992. — 232 с.
  5. Сварка и свариваемые материалы: В 3-х т. Т. 1. Свариваемость материалов. Справочник / под ред. Э.Л. Макарова. — М.: Металлургия, 1991. — 528 с.
  6. Цифровой спектральный анализ и его приложения / Марпл С.Л. — М.: Мир, 1990. — 584 с.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Макроанализ. Макроанализом называется изучение структуры металлов и сплавов невооруженным глазом или при небольших увеличениях (например, с помощью лупы).

Для макроанализа приготовляют специальный образец — шлиф. По шлифу выявляют макроструктуру — строение металла или сплава, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении. Подготовка шлифа состоит в выравнивании и шлифовании поверхности напильником и наждачной бумагой. В случае надобности шлиф травят реактивами, т. е. подвергают воздействию кислот, или щелочей, или (чаще) их растворов, а также растворов солей, которые по-разному окрашивают или растворяют отдельные составляющие сплава.

С помощью макроанализа можно обнаружить усадочные раковины и рыхлости, пустоты, трещины, неметаллические включения (шлак, графит в сером чугуне и т. д.), наличие и характер расположения некоторых вредных примесей, например серы.

Микроанализ. Шлиф для микроанализа приготовляется так же, как и для макроанализа, однако после шлифования производят полирование шлифа для получения гладкой, зеркальной поверхности.

По шлифу с помощью специального металлографического микроскопа выявляют микроструктуру: наличие, количество и форму тех или иных структурных составляющих, загрязненность сплава посторонними включениями. Наличие и характер неметаллических включений определяют по нетравленным шлифам: для выявления структуры металлической основы шлиф подвергают травлению.

Металлографические микроскопы работают с помощью отраженного света, так как металлы непрозрачны. Оптика (система линз) современных микроскопов позволяет производить увеличение в 30—2500 раз.

На рис. 1, а приведен общий вид широко распространенного вертикального металлографического микроскопа МИМ -6. Микроскоп состоит из трех основных частей: осветительного устройства I, собственно микроскопа II (с иллюминационным тубусом И, визуальным тубусом В, предметным столиком С, механизмом грубой Г и точной Т наводки на фокус) и нижнего корпуса III с основанием.

Читать еще:  Чем покрасить мангал из металла

На рис. 1, б приведена оптическая схема хода лучей в микроскопе. Осветительное устройство состоит из лампы, конденсора и откидных светофильтров (зеленого, желтого, синего и оранжевого), любой из которых может быть установлен в световой поток. Далее свет попадает в иллюминационный тубус, состоящий из поляризатора (устанавливается для наблюдения в поляризованном свете, неметаллических включений на шлифах), полуматовой пластинки, линз, апертурной и полевой диафрагм. От иллюминационного тубуса пучок параллельных лучей попадает на плоскую стеклянную пластинку и часть его теряется (поглощается стенками микроскопа), а другая часть отражается, проходит через линзы объектива и падает на поверхность шлифа. Лучи, отраженные поверхностью шлифа в направлении объектива, вновь проходят через него, пластинку и отражательной призмой направляются к линзам окуляра, через который и производится визуальное рассмотрение шлифов.

Для фотографирования шлифов призму отодвигают, тогда лучи проходят через фотоокуляр, фотозатвор и зеркалом отражаются на матовое стекло фотокамеры.

Набор сменных объективов и окуляров микроскопа МИМ -6 позволяет получить увеличение от X 63 до X 1425.

На рис. 2 приведена схема, поясняющая видимость границ зерен протравленного шлифа однофазного металла. Под действием реактивов металл по границам зерен вытравливается сильнее, вследствие чего там образуются углубления (канавки). Лучи света, падающие в эти углубления, рассеиваются, поэтому границы зерен под микроскопом выявляются как темные линии; лучи, падающие на плоскую поверхность зерен, отражаются в объектив, и каждое зерно кажется светлым, при этом часто наблюдается различная окраска зерен, что объясняется различной их растворимостью вследствие анизотропности.

У двухфазных бплавов одна из фаз всегда быстрее растворяется данным реактивом, поэтому с помощью микроанализа удается выявить структуру и характер расположения отдельных фаз сплава.

Наряду с обычным световым микроскопом в последние годы стал широко применяться электронный микроскоп, в котором вместо световых лучей используются электронные: эти лучи испускает раскаленная вольфрамовая спираль. Электронный микроскоп, созданный под руководством акад. А. А. Лебедева, обладает электронно-оптическим увеличением порядка 25000 раз. С помощью этого микроскопа можно наблюдать, например, структурные составляющие, выделяющиеся при старении сплавов.

Рентгеноанализ. Рентгеновы лучи получаются в специальных рентгеновских трубках, основными частями которых являются анод, катод и оболочка (колба). При подведении к аноду и катоду высокого напряжения (несколько десятков киловольт) свободные электроны, находящиеся вблизи катода, приобретают большие скорости под влиянием возникающего между анодом электрического поля и, достигнув анода, ударяются о его поверхность. Кинетическая энергия при этом частично преобразуется в энергию рентгеновского излучения (но большей частью в тепловую энергию). По своей природе рентгеновы лучи аналогичны световым, но длина волны их в несколько тысяч раз меньше и находится в пределах от 2-Ю^8 до 0,06-10 8 см. Столь малая длина волны рентгеновых лучей позволяет применять их для исследования кристаллического строения металлов и их просвечивания.

Рентгеноструктурный анализ дает возможность установить типы кристаллических решеток металлов и сплавов и их параметры. Определение структуры металлов, а также размещение атомов в кристаллической решетке и измерение расстояния между ними основано на диффракции (отражении) рентгеновых лучей рядами атомов кристаллической решетки. Зная длину волны рентгеновых лучей, можно определить расстояние между рядами атомов (и отдельными атомами) и схему (систему) расположения атомов в пространстве.

К настоящему времени уже изучено строение почти всех металлов, многих сплавов и минералов.

Рентгенографический анализ (просвечивание) основан на проникновении рентгеновых лучей сквозь тела, не прозрачные для видимого света. Проходя сквозь металлы, рентгеновы лучи частично поглощаются, причем сплошными металлами лучи поглоща-юте я 6ojfbiue, чем частями, где имеются газовые и шлаковые включения или трещины. Величину, форму и характер этих дефектов можно наблюдать на специальном светящемся экране, установленном по ходу лучей за исследуемой деталью. Так как рентгеновы лучи действуют на фотографическую эмульсию подобно световым, то светящийся экран можно заменить кассетой с фотографической пластинкой или пленкой и получить снимок исследуемого объекта.

Таким образом, рентгеновским просвечиванием можно обнаружить микроскопические дефекты, находящиеся внутри детали.

Термический анализ. Термический анализ сводится к выявлению критических точек при нагревании и охлаждении металлов и сплавов и обычно сопровождается построением кривых в координатах температура — время. Такие кривые были приведены выше.

Если в металле не происходит никаких фазовых превращений, кривая охлаждения (нагревания) будет плавной без перегибов и уступов; если же при охлаждении (или нагревании) металла в нем происходят фазовые превращения, которые сопровождаются выделением (при нагревании — поглощением) тепла, кривая будет иметь горизонтальные участки или изломы (т. е. изменения направления кривой). Эти изломы и горизонтальные участки позволяют определить температуры превращений, не видя и не выделяя фаз, возникающих или исчезаю: щих при охлаждении или нагревании системы.

Дилатометрический анализ. Этот анализ основан на изменении объема, происходящем в металле или сплаве при фазовых превращениях, и применяется для определения критических точек в твердых образцах.

При изменении температуры увеличение объема идет плавно (равномерно) лишь в случае отсутствия фазовых превращений. В точках же фазовых превращений в связи с изменением структуры и перестройкой атомов в новые кристаллические решетки происходит скачкообразное изменение объема.

Для дилатометрического анализа пользуются специальными приборами — дилатометрами, фиксирующими изменение объема при нагреве (охлаждении).

Дефектоскопия. Магнитная дефектоскопия и ультразвуковая дефектоскопия относятся к методам, позволяющим выявлять внутренние пороки изделий без разрушения последних.

Магнитная дефектоскопия применяется для выявления пороков деталей, подвергающихся высоким переменным напряжениям. Такие пороки, как трещины, волосовины, пузыри, неметаллические включения и т. п., в условиях переменной нагрузки становятся очень опасными, так как понижают динамическую прочность деталей.

Первый промышленный магнитный дефектоскоп был сконструирован и изготовлен акад. Н. С. Акуловым в 1934 г.

Магнитное испытание слагается из трех основных операций: намагничивания изделий, покрытия намагниченных изделий ферромагнитным порошком, осмотра поверхности и размагничивания изделий.

У намагниченных изделий, имеющих пороки, магнитные силовые линии, стремясь обогнуть места пороков (ввиду их пониженной магнитной проницаемости), выходят за пределы поверхности изделия и затем входят в него, образуя неоднородное магнитное поле. Поэтому при покрытии изделий магнитным порошком частицы последнего располагаются над пороком, образуя резко очерченные рисунки. По характеру этих рисунков судят о величине и форме пороков металла.

Ультразвуковая дефектоскопия позволяет испытывать любые металлы (а не только ферромагнитные) и определять пороки, залегающие в толще металла на значительной глубине и не поддающиеся контролю магнитным методом.

Для исследования металлов применяются ультразвуковые колебания с частотой от 2 до 10 млн. гц (периодов в секунду). При такой частоте колебания распространяются в металле в виде направленных лучей, почти не рассеиваясь по сторонам: ими можно «просвечивать» металлы на глубину свыше 1 м.

Ультразвуковая дефектоскопия использует явление отражения звука от поверхности раздела двух сред. Поэтому, распространяясь в металле, эти лучи не проходят, однако, через встречающиеся в нем пороки: внутренние трещины, раковины, неметаллические включения ит. п., создавая таким образом акустическую тень (рис. 4).

Для излучения ‘и приема ультразвуков используют пьезоэлектрические излучатели и приемники.

Применение радиоактивных изотопов (меченых атомов). Создание ядерных реакторов и возможность в связи с этим получать искусственные радиоактивные вещества обеспечили применение радиоактивных изотопов (меченых атомов) в различных областях науки и техники.

В частности, радиоактивные изотопы применяются в металлургии, металловедении, технологии машиностроения, измерительной технике и т. д.

В металлургии и металловедении радиоактивные изотопы применяют для разных целей. Например, введением радиоактивных изотопов фосфора, серы, марганца и др. в шлак изучают скорость перехода этих элементов в металл и скорость восстановления их равновесного распределения между металлом и шлаком в металлургических ваннах при изменении температуры или состава шлака; применение радиоактивного углерода позволяет изучать скорость диффузии и распределение углерода в металле при цементации. Для выявления характера распределения олова в никеле в жидкий сплав вводят радиоактивное олово. Затвердевший сплав вводят в соприкосновение с фотопластинкой и после соответствующей выдержки проявляют ее. На рис. 52 приведен микрорадиоавтограф сплава никеля с оловом, из которого видно, что радиоактивное (а следовательно, и стабильное) олово располагается по границам зерен никеля (потемневшие от воздействия радиоактивного олова места). Применяют также и другие способы регистрации и измерения излучений радиоактивных изотопов. Простота этих способов является одной из причин их распространенности. Значительное применение получают радиоактивные изотопы при контроле износа огнеупорной кладки доменных печей, износа деталей машин и пр.

При пользовании радиоактивными изотопами необходимо соблюдать особые правила предосторожности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector