為(wèi)什么检出限在金属质(zhì)量控制中(zhōng)非常重要

   日期：2020-03-10

日立新(xīn)型OE750火花(huā)光谱仪能(néng)够以非常低的检出限测量整个金属元素谱。对于我们日立分(fēn)析仪器而言，该功能(néng)是OE750开发团队的目标，為(wèi)此，我们最终开发构思了一个全新(xīn)的光學(xué)概念，并采用(yòng)了不同的探测器技(jì )术。我们认為(wèi)检测限全面低于10 ppm或高于1 ppm（取决于应用(yòng)和元素）对于当今的金属质(zhì)量控制至关重要。以下是对检出限為(wèi)何如此重要的原因的阐述。
残留元素的识别和控制
混合物(wù)中(zhōng)的残留元素虽然未列入产(chǎn)品规范中(zhōng)，但仍需对其进行仔细监控。这在使用(yòng)废料作(zuò)為(wèi)原材料的情况下尤其重要，因為(wèi)废金属是残余金属的重要来源。这些元素的存在会对成品的性能(néng)产(chǎn)生显著影响，有(yǒu)些产(chǎn)品的敏感度比其他(tā)产(chǎn)品更高，如低碳钢和低合金钢。

常见的残留物(wù)是铜、镍、铬、钼和锡。我们以锡為(wèi)例，讨论该元素对钢的影响。锡会增加钢的强度和硬度，但会降低钢的延展性、抗冲击性和应变硬化能(néng)力。锡的存在还会影响加工(gōng)条件，如再结晶，且可(kě)能(néng)会导致晶界脆化。
痕量元素的控制
基本上，痕量元素的控制符合合金牌号的规格。虽然对过多(duō)不同牌号的铸铁、钢和铝的讨论超出了本文(wén)的主题范围，然而，為(wèi)了说明这一点，我们可(kě)对碳钢中(zhōng)的硼加以讨论。添加少量的硼（少至3ppm）可(kě)提高碳钢的淬透性。然而，一旦超出该含量，硼会从钢中(zhōng)分(fēn)离出来并沉淀在晶界上，从而降低钢的淬透性、可(kě)焊性、韧性，并导致脆化。鉴于微量的硼对材料具(jù)有(yǒu)如此重大的影响，因此必须非常仔细地监控硼的含量。
控制熔體(tǐ)化學(xué)性质(zhì)

控制熔體(tǐ)化學(xué)性质(zhì)指的是控制铸造过程中(zhōng)所添加的能(néng)影响结构的元素，例如铸铁中(zhōng)的孕育元素或铝铸件中(zhōng)的改性剂。这些元素的含量通常必须控制在10 ppm以下。

例如，在铝铸件中(zhōng)，锶和钠用(yòng)作(zuò)改性剂，可(kě)去除磷化铝（硅的成核剂）并改善结构的延展性。然而，这些改性剂会因磷、锑和铋的存在而受到影响。為(wèi)了确保改性剂正常发挥作(zuò)用(yòng)，必须监测和控制磷族元素的含量。 

符合ASTM标准的要求
许多(duō)ASTM试验方法要求通过火花(huā)发射光谱法检测含量非常低的元素。一个著名(míng)的例子是2017年经修订的ASTM E415试验方法。该方法指南规定了从铝到锆的21种不同元素的成分(fēn)范围。对于典型的火花(huā)光谱仪而言，极具(jù)挑战性的可(kě)能(néng)是氮含量，这就是开发OE750的初衷，即為(wèi)了测出含量低于10 ppm的氮元素。

迄今為(wèi)止，我们讨论了已知的元素对材料性能(néng)、熔體(tǐ)化學(xué)性质(zhì)和合规性的影响，然而，随着越来越多(duō)的铸造厂将废金属作(zuò)為(wèi)原料使用(yòng)，我们可(kě)能(néng)会发现熔體(tǐ)中(zhōng)引入了更多(duō)我们不熟悉的元素，因此，我们需要密切监控这些元素的性质(zhì)。為(wèi)了充分(fēn)了解和研究这些元素对熔體(tǐ)化學(xué)性质(zhì)和材料性能(néng)的影响，需要以非常低的检出限分(fēn)析所有(yǒu)的成分(fēn)。

OE750火花(huā)光谱仪能(néng)够分(fēn)析钢、铁和铝应用(yòng)中(zhōng)的所有(yǒu)合金元素、痕量元素、残留元素和杂质(zhì)元素。

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