Как узнать состав металла

Содержание
  1. Как узнать состав металла — Справочник металлиста
  2. Оптические анализаторы
  3. — оптический анализатор металлов М5000 — описание, характеристики:
  4. Рентгеновские анализаторы металлов
  5. Описание работы портативного рентгеновского анализатора
  6. Лазерные анализаторы химического состава металлов и сплавов
  7. Среднерыночные цены на анализаторы металлов и сплавов
  8. — самый бюджетный анализатор металлов Delta Element
  9. Как определить марку стали
  10. Методы определения марки стали
  11. Как определить металл
  12. Определение марки стали
  13. Как отличить латунь от меди
  14. Анализатор состава металлов. Спектр возможностей современных моделей
  15. Классификация современных технологий анализа металлов
  16. Типы анализаторов металла
  17. От чего зависит цена приборов?
  18. Анализаторы металлов и сплавов цветных и чёрных металлов |
  19. Химический анализ металлов и сплавов — современные методы диагностики
  20. Когда и зачем необходим химический анализ металлов и сплавов
  21. Методы химического анализа металлов
  22. Эмиссионный химический анализ
  23. Точность метода
  24. Преимущества
  25. Спектральный анализ
  26. Заключение
  27. Как проверить химический состав металла
  28. Приборы для анализа химического состава металлов
  29. Стилоскопы
  30. Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры
  31. Оптико-эмиссионные спектрометры
  32. Портативные лазерные спектрометры
  33. Иные инструментальные методы

Как узнать состав металла — Справочник металлиста

Как узнать состав металла

Трудоёмкой проблемой на многих пунктах приёма металлолома является процесс сепарирования поступающего сырья по маркам и виду металлов. Иногда сложно отличить медь от сплавов, с высоким содержанием меди, а определить содержание никеля в нержавеющей стали абсолютно невозможно.  Поэтому при разнородном характере поступающих металлоотходов применяются анализаторы состава металлов.

Практическое применение получили два вида таких приборов – основанные на использовании явления оптической эмиссии (лазерная), и применяющие рентгеновское излучение.

Оптические анализаторы

Анализаторы металлов и сплавов этого типа позволяют с высокой степенью точности устанавливать наличие и содержание лёгких химических элементов – серы, фосфора, углерода, т.е., тех элементов, которые обязательно присутствуют в химическом составе любой стали.

Оптический анализатор металлов — метод исследования искры

Их действие основано на следующем: исследуемый фрагмент подвергается воздействию искрового разряда на воздухе. Образующаяся искра содержит в себе в ионизированном виде все вышеперечисленные элементы, эмиссия которых улавливается чувствительным элементом прибора, и выводится на дисплей.

Оптико-эмиссионным методом удаётся быстро идентифицировать металлолом, не прибегая к его заметному разрушению. Иногда, с целью снижения опасности взрыва или возгорания вместо воздуха используется инертный газ, преимущественно аргон. Смена режима исследования осуществляется простой переустановкой насадки.

— оптический анализатор металлов М5000 — описание, характеристики:

Фиксация химического состава металла производится тремя способами:

  • Марочным, когда фактический состав сличается с тем, который указан в эталонной таблице. Метод сравнительно громоздкий, поскольку требует обязательного вмешательства человека;
  • По отпечатку, когда сравниваются спектры эмиссии исследуемого металла и эталонные;
  • По принципу «да/нет», когда требуется ответить на вопрос, является ли исследуемый образец тем металлом или сплавом, который необходимо определить.

Область применения анализаторов рассмотренного типа – исследование низкоуглеродистых сталей ферритного класса,  а также нержавеющих сталей, содержащих титан, никель, кобальт – элементы, эмиссионный спектр которых является достаточно характерным. Широкого распространения такие приборы не получили, в связи с повышенной чувствительностью к внешним условиям площадки, где они установлены.

Рентгеновские анализаторы металлов

Анализаторы, действующие с использованием рентгеновского излучения, используют явление флуоресценции, при котором атомы  химических элементов излучают фотоны строго определённого энергии. В качестве источника рентгеновского излучения используется трубка, которая работает под напряжением 45000 В.

В таких условиях для работы анализатора необходимо выделять специальное помещение, и оборудовать его надёжным свинцовым защитным экраном.

Подобным образом  действуют стационарные аппараты, которые применяются для химического анализа крупных фрагментов металла, но такие анализаторы — анахронизм, они могут еще использоваться в старых лабораториях, оставшихся с советских времен, но в настоящее время встречаются все реже и реже.

Сейчас распространение получили носимые, компактные приборы — портативные анализаторы металлов, предназначенные для применения непосредственно на точках приёма металлолома. Они не используют радиоизотопы, а потому считаются  более безопасными.

Рентгеновский портативный анализатор металлов — может легко делать анализ стружки

При рентгеновском способе определения химического состава металла производится его анализ по 45 позициям, которые определяются различным энергетическим уровнем излучаемых  электронов. Соответственно, определяется аналогичное количество элементов, в чём и состоит основное преимущество способа.

Кроме того, такие анализаторы компактны, удобны в применении, а постоянное обновляемое программное обеспечение позволяет совершенствовать обработку получаемых результатов.

Описание работы портативного рентгеновского анализатора

Рентгеновские анализаторы химического состава состоят из флюоресцирующей рентгеновской трубки, детектора, регистрирующего устройства и блока управления. Детекторы адаптированы под твердотельный режим функционирования, в связи с чем очень удобны для использования на крупных пунктах приёма лома чёрных и цветных металлов.

Портативный рентгеновский спектрометр металлов

Технологические возможности рентгеновских анализаторов:

  • Метод определения – многокомпонентный (одновременно устанавливается процентное содержание нескольких химических элементов);
  • Радиоизотопные источники – отсутствуют;
  • Количество одновременно определяемых параметров – до 33 (независимо от атомной массы элемента);
  • Вид исходного образца для анализа – любой, в том числе шлако- и пылеобразные фракции до 50 мкм (может быть использовано для определения редких и редкоземельных элементов в отходах производства, стружке и пр.);
  • Визуализация результатов исследования – цветной дисплей и регистрация в базовый файл специального компьютера (возможно и подключение к обычному компьютеру через разъём USB).

Такие характеристики позволяют применять анализаторы при определении сорта металла, идентификации марки цветного сплава, технологическом контроле в процессе плавки металлов и т.д.

Рентгеновские анализаторы работают достаточно быстро, поскольку не нуждаются в предварительной настройке прибора. Калибровка выполнятся только при решении специальных задач исследовательского характера.

Лазерные анализаторы химического состава металлов и сплавов

на английском — тест лазерного анализатора Sciaps Laser-Z300

Данные приборы появились сравнительно недавно. Они используют принцип глубинного сканирования образца, используя квантовое  лазерное излучение. Поскольку спектр излучения лазера может быть настроен значительно более тонко, чем спектр рентгеновского излучения, то подобного типа анализаторы имеют ряд эксплуатационных преимуществ:

  • Существенно возрастает количество определяемых химических элементов (до 90, в связи с чем такие установки рекомендуется использовать для определения химического состава сложных многокомпонентных сплавов);
  • Повышается точность фиксирования того или иного химического элемента, что позволяет идентифицировать сплав даже с процентным содержанием элемента менее 0,0005%;
  • Прибор пригоден для количественного определении я радиоактивного компонента, что особенно важно для радиационной безопасности оборудования и работающих. Отсекается возможность поступления лома, «грязного» в радиоактивном отношении;
  • Приборы лазерного типа потребляют значительно меньше энергии, что позволяет длительное время применять их без подзарядки аккумуляторов;
  • Поскольку скорость лазерного сканирования весьма велика, то процесс выяснения химического состава даже многокомпонентного сплава  занимает доли секунды.

Отображение результатов лазерного анализатора на экране смартфона Android

Результат работы лазерного анализатора  может выводиться на экран монитора, а может  фиксироваться встроенной видеокамерой или выводиться через специальное приложение на экран смартфона.

Среднерыночные цены на анализаторы металлов и сплавов

Искровые оптико-эмиссионные спектрометры, пожалуй, самые дорогие, цена на такие анализаторы могут доходить до 50 000$.

Портативные рентгеновские анализаторы металлов — стоят немного меньше, но цена тоже немаленькая — порядка 20 000 — 30 000 $.

Лазерные спектрометры — это анализаторы последнего поколения, набирающие все большую популярность, со временем цена будет падать, сейчас стоимость примерно  — 30 000- 40 000 $.

В интернете даже у фирм продавцов на сайте не всегда стоит цена. Т.е. есть товар, есть описание анализатора, представлен большой выбор устройств, но в поле цена стоит «Сделать запрос» или «Узнать цену».  Где вы оставляете свои контактные данные и ждете ответа с ценой.

Это можно объяснить так — анализатор металлов устройство дорогое, позволить себе может не каждая металлоприемка. Чтобы не потерять клиента и довести продажу до конца — менеджеры предпочитают вести диалог напрямую с клиентом, варьируя ценой и прочими бонусами при покупке анализатора у них.

Иначе говоря — это маркетинговый ход, сближающий продавца и покупателя, что делает продажу анализатора металлов проще.

— самый бюджетный анализатор металлов Delta Element

Как определить марку стали

Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения стали, каждая марка характеризуется своими определенными особенностями. Если производитель не провел маркировку, то узнать особенности металла можно только при самостоятельном проведении различных тестов. Об этом далее поговорим подробнее.

Как определить марку стали

Методы определения марки стали

Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как определить марку стали. Выделяют несколько распространенных методов:

  1. Первый предусматривает снятие стружки с поверхности, для чего может использоваться зубило. При высокой концентрации углерода она будет короткой и ломкой. Снижение показателя становится причиной повышения пластичности. Однако, точно определить марку подобным методом не получится.
  2. Второй метод предусматривает закалку изделия, после чего приходится проводить надпилы. Если до закалки и после материал пилится просто, то в составе небольшое количество углерода. За счет повышения концентрации углерода после обработки поверхность становится слишком твердым.
  3. Определение марки стали по искре основывается на визуальном осмотре искр, которые образуются при обработке поверхности точильным кругом. С увеличением размеров искр и их количества повышается показатель твердости, который зависит непосредственно от концентрации углерода. Подобный тест не дает на точный результат, так как от силы нажатия и некоторых других моментов зависят основные характеристики отлетающей стружки. Можно встретить таблицы, по которым проводится расшифровка качеств материала по стружке.

Как определить металл

Как узнать состав металла

Как определить, какой металл перед вами? Этот вопрос крайне важен, например, в ситуациях, когда необходимо подобрать марку электрода или присадочного прутка, а тип материала неизвестен.

При отсутствии возможности прибегнуть к специальным исследованиям — спектральному анализу или анализу на углерод — первое, что можно сделать, это провести визуальный осмотр.

Процесс лучше совместить с такими способами, как высекание искры, закалка, проверка напильником, изучение залома.

Для исследования образца материала и сопоставления результата пригодятся следующие сведения:

  • Черные металлы в процессе резки или при зачистке имеют серебристый цвет. При этом они быстро окисляются под воздействием воздуха и приобретает тусклый серый оттенок. Также черные металлы отличает низкая стойкость к коррозии и моментальная реакция на воздействие магнитного поля.
  • Алюминий и его сплавы не реагируют на воздействие магнита. При срезе можно увидеть блестящий светлый металл, который тускнеет при окислении. У чистого алюминия окисленная поверхность как будто покрывается белым налетом.
  • Бронза обладает желтоватым оттенком. Слабо подвергается окислению, не магнитится.
  • Медь отличается красноватым оттенком, при воздействии воздуха цвет темнеет, а на поверхности образуется зеленоватый налет. Не поддается воздействию магнитного поля. В процессе сгорания пламя приобретает зеленый цвет.
  • Латунь имеет те же отличительные признаки, что и бронза, но гораздо сильнее подвержена окислению.
  • Магний имеет серебристый оттенок, в момент сгорания окрашивает пламя в белый цвет. Не магнитится.

Изображение №1: различия металлов по цвету

Определение марки стали

Стальные заготовки изготавливаются из твердых металлических растворов, в основе которых — углерод и железо. В зависимости от содержания углерода материалы делятся на: низкоуглеродистые (до 0,25%), среднеуглеродистые (до 0,6%), высокоуглеродистые (0,6% и более).

Легирование сталей дополнительными материалами позволяет добиться более качественного состава с уникальными свойствами. Добавлены могут быть: титан, никель, медь, молибден и пр. Выделяют высоколегированные (от 10%), среднелегированные (до 10%) и малолегированные стали (до 2,5%).

Обычно стальные заготовки имеют маркировки, которые позволяют определить марку и другие особенности материала путем визуального осмотра. Но если таких отметок нет, можно использовать следующие способы для получения нужных сведений:

  • Аккуратно срезаем верхний тонкий материала. Получившуюся стружку изучаем на предмет ломкости. Если срезать полноценный завиток невозможно или его легко сломать, значит перед вами высокоуглеродистая сталь. Материал с низким содержанием углерода даст плотную длинную стружку однородной структуры, которую будет легко срезать.
  • При наличии печи можно использовать более энергозатратный метод. На заготовке делаем надрез, после чего подвергаем ее воздействию максимально высокой температуры. После закаливания проводим повторный распил. Если это потребовало небольшого усилия, как и при надрезе холодного материала, то сталь является малоуглеродистой.
  • Берем точильный круг и подготавливаем рабочее место — обеспечиваем хорошее освещение, а сзади устанавливаем темный фон. Наша задача — определить тип стали по особенностям высекаемых искр. Если они яркие и их много, то материал насыщен углеродом. У мягких малоуглеродистых сталей искры тусклые, их частицы небольшие.
  • С помощью точильного круга можно также определить металл по цвету искр. Так, если оттенок звездочек красный, то вы имеете дело с высокоуглеродистой сталью. Светлый сноп с небольшим количеством искр свидетельствует о том, что образец среднеуглеродистый. Если металл мало насыщен углеродом, он будет образовывать лучи соломенного цвета без звездочек на концах.

Изображение №2: определение марки стали по искре

Как отличить латунь от меди

Латунные и медные заготовки имеют визуальное сходство, но и обладают разными свойствами:

  • латунь — мягкая, пластичная, тяжелая, образует спиралевидную стружку, при ударе издает низкий звук;
  • медь — твердая и легкая, образует игольчатую стружку, при ударе издает высокий звук.

Чтобы определить тип материала без использования специальных инструментов, необходимо тщательно очистить изделие от загрязнений и рассмотреть под мощным белым светом. Латунь можно отличить по оранжевому, желтоватому или золотистому оттенку. Оттенок меди — красновато-коричневый. Иногда медные образцы имеют розоватый отлив.

Если исследуемое изделие имеет тонкие стенки, то его состав в некоторых случаях можно определить по степени сопротивляемости механическим нагрузкам. Так, согнуть медную заготовку довольно легко, при этом материал не будет растрескиваться и не сломается. Латунь – твердая и хрупкая, поэтому деформировать изделие будет непросто, но под воздействием больших усилий она может сломаться.

Изображение №3: сравнение цветов меди и латуни

Анализатор состава металлов. Спектр возможностей современных моделей

Как узнать состав металла

Неразрушающий контроль химического состава с помощью анализатора металлов и сплавов используется в различных отраслях хозяйственной деятельности. На металлобазах и предприятиях Вторчермета так определяют марки сплавов, использованных в утилизируемых узлах.

В металлургии цель использования этой техники – контроль качества исходного сырья. Археологи применяют анализаторы для ориентировочного определения срока давности обнаруженных находок, а геологи – с целью количественного и качественного состава грунтов и минералов.

Классификация современных технологий анализа металлов

Химический анализ металлов позволяет количественно определять элементный состав материала, чем обеспечивается контроль качества, исследования причин отказов конструкций и т. п. Металлохимический анализ также применяется при так называемом обратном проектировании, когда исследуется характер отказа, по которому устанавливается, использовался ли правильный сплав.

Химический состав и микроструктура большинства металлических образцов могут быть определены одним из следующих способов:

  1. Металлографическим анализом и энергодисперсионной оптической спектрометрией. Способ используется для массового элементного анализа сталей, нержавеющих сталей, чугунов, медных, алюминиевых, кобальтовых, никелевых, оловянных и цинковых сплавов.
  2. Методом индуктивно связанной плазмы. Используется при массовом анализе небольших образцов, где требуется высокая точность даже при низких концентрациях элементов.
  3. Рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией. Метод применяется для анализа никелевых сплавов и для полуколичественного анализа всех систем сплавов.
  4. Инфракрасном сжиганием, которое находит применение при определении в металле углерода, серы, а также связанных кислорода и водорода.

Если конкретные элементы должны быть определены с особо высокой точностью, то для их измерения могут проводиться испытания по всем вышеупомянутым методам. В необходимых случаях при помощи твердомеров определяется также и твёрдость образцов, что служит дополнительным подтверждением наличия в металле определённых химических элементов. В тех же целях производятся и испытания сталей на искру.

Типы анализаторов металла

Оптические эмиссионные спектрометры реализуют технологию, которая использует интенсивность света (испускаемого пламенем, плазмой, либо любым иным источником энергии, который действует на нужной длине волны) для определения количества элемента в образце. Эмиссионные спектрометры работают так.

Через образец пропускают высококонцентрированный электрический разряд большой тепловой мощности, нагревая его до температуры, при которой начинается термоэлектронная эмиссия. В результате происходит световое излучение на определённой длине волн, которое улавливается монохроматором.

Современные приборы оснащаются источниками контролируемого искрового разряда, что позволяет вести количественный анализ состава металлов.

Плазменные спектрометры относятся к устройствам портативного типа. Электрическая энергия в форме искры генерируется между электродом и образцом металла, в результате чего испарённые атомы приводятся в состояние высокой энергии — плазмы разряда.

Возбуждённые в плазме атомы и ионы создают уникальный спектр излучения, характерный для каждого элемента. Таким образом, один элемент генерирует многочисленные характерные спектры излучения. Этот свет разделяется дифракционной решёткой для извлечения спектра излучения для целевых элементов. Интенсивность каждого спектра излучения зависит от концентрации элемента в образце.

Анализаторы, которые действуют по лазерному принципу, используются преимущественно для оценки наличия в металле алюминия и его сплавов.

Принцип действия основан на оценке длины волны излучения, которое активируется лазерным лучом. Эргономика прибора представляет собой пистолетную форму. Включение лазерного анализатора производится кнопками, которые размещены у триггера. Считывание результатов измерений производится с помощью наклоняемого под любым углом сенсорного экрана.

Особенностью лазерных анализаторов является наличие микрочипа, для работы которого необходимо устанавливать специальную программу. С его помощью выбирается матрица измерений, производится сам химический состав и идентифицируется наличие определённого вещества.

Анализаторы металлов рентгенофлуоресцентного принципа действия предназначены для определения компонентов легирования, следов и сторонних примесей в различных марках сталей.

Образец подвергается воздействию рентгеновского излучения, при этом поглощённые электроны проходят в электронно-лучевой анализатор, а отражённые — в рентгеновский спектрометр. Там сигнал усиливается и через дискриминатор величины импульса выводится на экран.

Поскольку для количественного анализа используется одновременно два различных блока, то точность получаемых результатов является наибольшей.

От чего зависит цена приборов?

Практическая ценность анализатора любого типа определяется:

  1. Диапазоном определения процентного состава элементов.
  2. Номенклатурой определяемых элементов.
  3. Размерами анализатора.
  4. Сложностью подготовки и эксплуатации прибора.

Цена анализатора металлов зависит от престижности фирмы-производителя, а также от доступности её сервисных служб на территории России. Наибольшей популярностью в мире пользуются анализаторы металлов, произведённые в Японии, Германии и США.

С осторожностью стоит относиться к измерительной технике, которая производится в таких странах как Китай, Малайзия или Филиппины: используя лицензированные компоненты, такие установки не всегда отличаются должным качеством сборки, хотя их цена довольно привлекательна.

Стоимость связана и с габаритами устройства. Стационарные анализаторы металла работают от сети и проще в обслуживании, в то время как надёжность портативных моделей сильно зависит от качества аккумуляторных батарей, которые зачастую поставляются фирмами с более низким рейтингом доверия.

Наиболее надёжными и востребованными моделями на отечественном рынке анализаторов металлов и сплавов считаются:

  • Из стационарных приборов – анализатор М5000 китайского производства стоимостью от 1 млн. руб.
  • Из портативных приборов – рентгенофлуоресцентные анализаторы линейки DELTA от торговой марки Olympus (Япония), цена которых, в зависимости от возможностей прибора, составляет от 1 до 2 млн. руб.
  • Многофункциональные ручные лазерные анализаторы Эланик от российского ООО «Лазер-экспорт». Цена – по запросу.

Анализаторы металлов и сплавов цветных и чёрных металлов |

Как узнать состав металла

Трудоёмкой проблемой на многих пунктах приёма металлолома является процесс сепарирования поступающего сырья по маркам и виду металлов. Иногда сложно отличить медь от сплавов, с высоким содержанием меди, а определить содержание никеля в нержавеющей стали абсолютно невозможно.  Поэтому при разнородном характере поступающих металлоотходов применяются анализаторы состава металлов.

Практическое применение получили два вида таких приборов – основанные на использовании явления оптической эмиссии (лазерная), и применяющие рентгеновское излучение.

Химический анализ металлов и сплавов — современные методы диагностики

Как узнать состав металла

instrument.guru > Измерительные > Химический анализ металлов и сплавов — современные методы диагностики

Химический анализ металлов и сплавов является важной процедурой, с помощью которой можно контролировать наличие в том или ином металле каких либо, примесей и включений других металлов.

Физико-химические методы анализа металлов и сплавов позволят определить чистоту материала на предмет содержания в нем нежелательных примесей. Это в свою очередь позволит прогнозировать технические характеристики будущих деталей, которые будут производиться с применением того или иного металла либо сплавов нескольких металлов.

  • Когда и зачем необходим химический анализ металлов и сплавов
  • Методы химического анализа металлов
  • Эмиссионный химический анализ
  • Точность метода
  • Преимущества
  • Спектральный анализ
  • Точность метода
  • Преимущества
  • Заключение

Когда и зачем необходим химический анализ металлов и сплавов

Металлы, а также их сплавы широко используются в разных отраслях промышленности и народного хозяйства. В чистом виде металлы практически не существуют – они обязательно имеют в своем составе природные или технологические примеси.

От их типа и концентрации напрямую зависят эксплуатационные параметры будущей продукции, которая производится из металла. Использование химического анализа позволит установить его качественные и количественные свойства.

В процессе проведения этого анализа можно будет:

  • определить количественный состав элементов;
  • выявить наличие инородных соединений и их концентрацию;
  • провести идентификацию сплавов;
  • определять соотношение смесей в металлических сплавах при их маркировке.

Стоит отметить: современный химический анализ металлов и сплавов является важным этапом экспертизы, которая используется для определения качества продукции и проверки ее соответствия текущим стандартам.

В основном анализ проводится для:

  • экспертизы качества выпускаемых металлов и сплавов на предмет их соответствия текущим стандартам;
  • контроля технологических процессов на этапе производства;
  • выполнения входной экспертизы сырья;
  • разработки и создания новых сплавов;
  • сертификации продукции из металла;
  • освидетельствования чистых металлов.

Методы химического анализа металлов

На сегодняшний день существует много разных методов, которые позволяют провести качественный анализ металлов и их сплавов.

Используемые методы должны обеспечивать:

  • экспрессность проведения процедуры анализа;
  • высокую точность результатов;
  • неразрушающий контроль;
  • простоту проведения эксперимента;
  • возможность использования методик анализа в производственном цикле.

Среди основных методов контроля наиболее часто используется спектральный анализ и эмиссионный химический анализ. Рассмотрим их особенности и преимущества.

Пожалуй, всем полезно знать, как правильно пользоваться микрометром.

Эмиссионный химический анализ

Этот метод исследования металлов позволяет за короткий промежуток времени с высокой вероятностью определить истинный состав исследуемого металлического образца.

На сегодня существует несколько разновидностей этого метода, но наибольшую популярность имеет атомно-эмиссионный спектральный анализ. Именно он используется в научной и промышленной отрасли для экспрессного получения данных о составе исследуемых образцов.

Эти методы анализа металлов и сплавов основаны на том принципе, что кратковременный высокотемпературный нагрев металла приводит к тому, что атомы вещества переводятся в возбужденное состояние и излучают свет в определенном интервале частот. Для каждого химического элемента характерна своя частота, по которой его и можно идентифицировать.

Полихроматическое излучение, которое получается вследствие такого разогрева металлического образца, фокусируется с помощью специальной оптической системы, с последующим раскладыванием в спектр и фиксированием регистратором.

После этого полученные данные обрабатываются с помощью компьютерной техники, на которой установлено специализированное программное обеспечение, позволяющее, используя аналитические инструменты, провести качественный и количественный анализ.

Точность метода

Метод эмиссионного анализа отличается высокими показателями чувствительности, что позволяет определять даже малейшие концентрации примесей в металлах и сплавах.

Показатель чувствительности этого метода находится в пределах 10-5…10-7%.

Что касается точности, то метод позволяет получить показатель в пределах 5% при небольших концентрациях примесей и до 3% при более высоком содержании примесей.

Преимущества

К основным преимуществам современного эмиссионного анализа относятся:

  • возможность параллельного определения сразу 70-ти элементов в составе металла или его сплава;
  • высокая скорость проводимого анализа;
  • низкий порог обнаружения примесей;
  • высокая точность и чувствительность;
  • информативность полученных результатов;
  • относительная простота проведения эксперимента;
  • возможность исследования больших изделий без ущерба их поверхностям.

Спектральный анализ

Спектральный анализ относится к методам качественного и количественного контроля составов металлических объектов. Он основан на проведении изучения спектров взаимодействия металла с используемым излучением.

Исследованию подлежат спектры электромагнитного излучения, спектры распределения элементарных частиц по энергиям и массам, а также спектры акустических волн. Комплексный анализ перечисленных спектров позволит получить детальную картину о составе исследуемого образца.

Спектральный анализ – это современный метод анализа металлов и сплавов, который основан на излучении и поглощении атомами электромагнитных волн при переходе из одного энергетического уровня на другой. Чтобы перевести атомы вещества в возбужденное состояние, в котором они могут излучать характеристическое излучение, в спектральном анализе используются разные источники света.

Общим для всех используемых источников является использование плазмы (высоко- или низкотемпературной), кинетической энергии частиц которой достаточно, чтобы перевести атомы вещества в возбужденное состояние. С помощью специального регистратора фиксируются полученные спектры, которые обрабатываются посредством программного обеспечения на компьютерной технике.

Заключение

Выполнение химического анализа металлов и сплавов стало необходимым атрибутом в различных отраслях промышленности. Без этой процедуры не проводятся технологические процессы в отрасли производства сталей, она необходима при создании и выпуске новых материалов, а также контроле выпускаемой продукции современными предприятиями.

От правильности и точности проведенного анализа будет зависеть качество и надежность будущей продукции, которая производится с использованием металлов и их сплавов.

Как проверить химический состав металла

Как узнать состав металла

Контроль химического состава сталей и сплавов позволяет прогнозировать свойства готовых изделий и является важной составляющей комплексной проверки качества металла.

Приборы для анализа химического состава металлов

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие приборы:

  • Стилоскопы
  • Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры
  • Портативные лазерные спектрометры
  • Оптико-эмиссионные спектрометры

Стилоскопы

Стилоскопы являются простейшими спектральными приборами. Суть метода заключается в испарении металла под действием разряда и наблюдении оператором образующегося при этом свечения. По яркости спектральных линий можно судить о концентрации различных элементов.

Стилоскопы имеют невысокую стоимость, но работа на них довольно сложна и требует специальных навыков, обучение которым занимает от нескольких месяцев до нескольких лет. Кроме того, стилоскопы являются оценочными приборами, — результаты анализа зависят от субъективной оценки оператора.

Эта особенность не позволяет использовать данные приборы во многих технологических процессах, когда требуются точные данные об элементном составе металла.

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры получили широкое распространение из-за небольшого веса и простоты обращения. Приборы часто называют «пистолетами» из-за внешнего сходства – в приборе есть рукоятка, курок и «дуло», в котором находятся рентгеновская трубка и детектор.

При нажатии на курок трубка начинает генерировать рентгеновское излучение, оно вызывает ответное характеристическое излучение от атомов образца, которое регистрируется детектором. Малые размеры и вес позволяют использовать такие приборы вне лаборатории.

Пробоподготовка не требуется – нужно только очистить поверхность металла от грязи, ржавчины, краски, окалины.

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры неприхотливы, не требуют периодических рекалибровок, а обучиться работе на них можно за несколько часов, однако существенным ограничением является невозможность анализа углерода, а также высокие пределы обнаружения серы и фосфора.

Оптико-эмиссионные спектрометры

Оптико-эмиссионные спектрометры позволяют анализировать все основные легирующие элементы в сталях и сплавах, включая углерод, серу, фосфор и др. По принципу работы эти приборы схожи со стилоскопами, но спектральные линии анализируются специальными детекторами.

Обыскривание должно происходить в инертной среде, поэтому для работы оптико-эмиссионных спектрометров требуется аргон. Спектрометры этого типа обычно довольно массивны и являются настольными или напольными приборами, а передвижные (мобильные) модели располагают на специальных тележках.

Несмотря на эти недостатки, оптико-эмиссионные спектрометры отличаются надёжностью, простотой эксплуатации, относительно невысокой стоимостью и требуют лишь простейшей пробоподготовки, благодаря чему на сегодняшний день этот метод является основным для анализа химического состава металлов в большинстве промышленных, экспертных и исследовательских лабораторий.

Портативные лазерные спектрометры

В последние годы на рынке появилось большое количество портативных лазерных приборов. По форме и размерам они похожи на портативные рентгенофлуоресентные спектрометры, а по сути работы – на оптико-эмиссионные приборы.

Анализ происходит за счёт измерения интенсивности спектральных линий в оптическом диапазоне, но их появление вызывается воздействием лазера. Портативные лазерные спектрометры выгодно применять при анализе больших потоков лёгких цветных сплавов (алюминия, магния, титана), т.к.

их анализ выполняется быстрее и точнее, чем на портативных анализаторах.

Однако лазерные анализаторы значительно более прихотливы, чем рентгенофлуоресентные спектрометры – они температурозависмы, требуют регулярных перекалибровок и периодического обслуживания, при этом углерод, ключевой элемент при анализе сталей, анализируется со слишком большой погрешностью.

Иные инструментальные методы

Иные спектральные приборы – атомно-абсорбционные спектрометры, оптико-эмиссионные спектрометры с индуктивно-связанной плазмой, фотоколориметры требуют предварительного растворения пробы, из-за чего менее удобны и в настоящее время применяются реже. Тем не менее, в некоторых случаях, они имеют некоторые преимущества.

Сделай сам
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: