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您知道哪些元素需要用火花直讀光譜儀來測嗎？

來源：廣州明陽機電有限公司時間：2022-10-11 17:00:59 瀏覽：4944次

直讀光譜儀（OES）

簡介：

OES技術的最大優(yōu)勢在于其能夠檢測最廣泛的元素。對于鋼材中的有重要元素（包括碳（C）、硼（B）、磷（P）和氮（N）），OES技術可在超低檢測含量的情況下實現(xiàn)極高準確度。實質(zhì)上，OES可檢測出其他技術會漏檢的痕量元素的存在。OES擅長分析金屬和非金屬元素，但只能分析金屬的基體材料。這是因為OES的工作原理是在材料表面進行放電，所以基體材料必須具有導電性。OES會在表面留下可見的激發(fā)斑點，因此不適合用于成品。最后，OES設備往往體積更大，所需的能源更多，并且該技術需要氬氣供應。

10種需要火花OES才可獲得精確結(jié)果的元素

1.氫【H】

以鈦合金為例，分析時需要非常小心地控制氫元素含量。氫元素可與鈦基合金的結(jié)構(gòu)相互作用，導致機械降解和斷裂，尤其是在高溫下亦如此。因此，不同牌號鈦均設有氫元素最大值。對于許多牌號鈦，如1號鈦，其中的氫含量限值為0.15%，但對于醫(yī)用鈦，如2、3號鈦，合金中的氫含量必須低于0.125%。對于鋼而言，溶解在固態(tài)鋼中的氫會在焊接時立即或在焊接后短時間內(nèi)導致冷裂紋，尤其是在熱影響區(qū)（HAZ）的碳錳鋼中亦如此。這也可能延伸至焊縫中。

2. 氧【O】

除非使用燃燒分析法，否則氧元素也可能像氫元素一樣難以分析。分析銅熔體時需要減少氧含量，因為高含量的氧會影響導電性、可塑性和耐腐蝕性；如果銅將用于電氣應用領域，這一點尤其重要。對于鈦牌號，通常規(guī)定其中的氧含量為0.2%左右，以增加強度。在日立火花OES光譜儀系列中，OE750能夠分析氧元素。

3. 氮【N】

監(jiān)測鋼中的氮含量極其重要；氮的存在與否會影響強度、耐腐蝕性和可加工性，因此必須對氮含量加以控制以適應應用領域。雙相鋼中的氮是一種重要的合金元素，可形成優(yōu)異的耐腐蝕性和強度等關鍵特性。然而，不正確使用雙相鋼將產(chǎn)生問題，尤其是在低溫下亦如此。精確測定鋼中氮成分對于熔體控制和來料檢驗至關重要，可避免材料混淆。火花OES是燃燒分析法的一種合的替代技術，OE750等最先進的儀器可滿足旨在管控鋼中氮含量的ASTM E415規(guī)范的要求。氮是鈦牌號中的一種合金元素，其存在會影響焊接。

4. 硼【B】

硼是一種輕元素，且XRF或LIBS無法檢測出硼，只有OES才能檢測出硼。在金屬檢測中，必須小心控制硼在低合金鋼和碳鋼中的存在。一方面，硼在提高碳鋼的淬透性方面非常有用，只要3ppm的硼便可產(chǎn)生巨大的影響。因此，含硼鋼通常用于車輛的安全桿、立柱和儀表板。然而，當硼的含量上升時，其會從鋼中分離出來，并沉淀在晶界內(nèi)。僅僅5ppm的硼就會降低淬透性、降低韌性、導致脆化并導致焊縫開裂。因此含硼鋼不能用于大型結(jié)構(gòu)，并且已制定適當?shù)姆ㄒ?guī)確保這一點。

5. 鋰【Li】

對于鋁基合金而言，鋰是一種有問題的雜質(zhì)。首先，鋰會導致鑄造問題，影響孔隙率。熔融鋁中鋰的存在會影響氧化速率，并對鑄造產(chǎn)品產(chǎn)生不利影響。在加工線更下游的工序中，鋰會在熱軋過程中導致脆化。在最終應用領域中，鋰會導致焊接性問題，從而導致電弧不穩(wěn)定；即使鋰的含量低于5ppm，其也會導致鋁箔在潮濕條件下變色。在制造過程中，尤其是對于8090系列，需要進行進料和出貨檢驗，而且在金屬回收過程中，鋰鋁需要分離，因為鋰含量超過5ppm的任何物質(zhì)都會導致鑄造回收原材料的問題。

6. 鈹【Be】

鈹是銅中一種重要的合金元素，其主要功能是抵消銅成分在長期受熱后的弱化。因此含鈹銅被用于發(fā)動機、飛機和洗衣機的電連接器。鈹?shù)暮咳Q于銅的牌號，銅的牌號通常分為兩類：高強度牌號和高導電性牌號。高強度牌號銅的鈹含量通常不足2%，而高導電性合金（如鋁合金174）的鈹含量可低至0.15%。

7. 碳【C】

碳是鋁中的一種雜質(zhì)，在鋁中形成碳化物，碳化物遇水分解，會導致表面點蝕。然而，檢測鋼（包括碳鋼和鎳鉻鋼）中碳含量的需求最為廣泛。鋼材按含碳量分類；低碳鋼（L）用于耐腐蝕，高碳鋼（H）用于提高強度。低碳鋼與高碳鋼之間的差異非常小；低碳鋼要求含碳量在0.03%或以下，高碳鋼則要求含碳量在0.04%至0.1%之間。

8. 鈉【Na】

鈉是鋁合金中的一種雜質(zhì)。在鋁熔煉和鑄造過程中保持低鈉含量至關重要，否則會導致熔體損失。鋁合金中可接受的鈉含量屬于低ppm范圍；在熱軋過程中，僅少量ppm的鈉即可導致裂紋，如果焊絲中的鈉含量超過10ppm，焊弧會變得不穩(wěn)定。

9. 磷【P】

鋼中的磷可能有害或有益，這取決于應用領域和成型工藝。例如，加入磷可提高機械加工性和耐腐蝕性，加入少于0.2%的磷可提高低碳薄鋼板的抗拉強度。但是磷也會導致脆化，從而導致延展性降低。某些鋼特別容易脆化，如高強度低合金鋼，此類鋼的磷含量必須限制在0.02%以下。對于鋁壓鑄件，磷會污染含鍶和含鈉變質(zhì)劑，大幅降低其在鑄造過程中的效果。這可能導致鑄造產(chǎn)品形成次優(yōu)熔體結(jié)構(gòu)和較差的性能特性。

10. 硫【S】

硫在鋼中被視為雜質(zhì)還是被視為所需元素取決于相關用途。在接受焊接的低合金鋼中，硫被歸類為雜質(zhì)，其含量必須保持在0.05%以下。當硫含量高于0.05%時，鋼會變脆，焊接完整性會受損。然而，易切削鋼中會特意添加含量為0.10%至0.30%的硫，以改善機械加工性。硫的原子質(zhì)量相對較低，火花OES則能夠以所需精度可靠地分析金屬中硫含量的技術。

來源：廣州明陽機電有限公司

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