Sjö aðferðir til að ákvarða kolefnisinnihald í stáli

Þróun og notkun málma og samsettra efna þeirra krefst oft skilvirkrar stjórnunar og nákvæmrar ákvörðunar á kolefnis- og brennisteinsinnihaldi. Kolefni í málmefnum er aðallega til í formi frjálss kolefnis, kolefnis í föstu lausninni og samsetts kolefnis, svo og loftkenndu kolefnis og yfirborðsverndaðrar kolefnis og húðaðs lífræns kolefnis.

 

Sem stendur eru helstu aðferðir til að greina kolefnisinnihald í málmum brunaaðferð, losunarrófsgreining, gasrúmmálsaðferð, títrun án vatnslausnar, innrauð frásogsaðferð og litskiljun. Vegna notagildis hverrar mælingaraðferðar og áhrifa margra þátta á mælingarniðurstöður, svo sem tilvist kolefnis, hvort kolefni geti losnað alveg við oxun, núllgilda o.s.frv., er nákvæmni sömu aðferðar mismunandi eftir mismunandi aðferðum. aðstæður. Þessi grein tekur saman núverandi greiningaraðferðir, sýnavinnslu, tæki sem notuð eru og notkunarsvið kolefnis í málmum.

 

1. Innrauð frásogsaðferð.

Bruna innrauða frásogsaðferðin sem þróuð er byggð á innrauða frásogsaðferð tilheyrir sérhæfðri aðferð til magngreiningar á kolefni (og brennisteini).

Meginreglan er að brenna sýnið í súrefnisstraumi til að mynda CO2. Við ákveðinn þrýsting er orkan sem CO2 gleypir í innrauðri geislun í réttu hlutfalli við styrk þess. Því er hægt að reikna út kolefnisinnihaldið með því að mæla orkubreytingarnar fyrir og eftir að CO2 gasið flæðir í gegnum innrauða gleyfann.

 

Á undanförnum árum hefur innrauða gasgreiningartækni þróast hratt og ýmis greiningartæki sem nýta hátíðni innleiðsluhitunarbrennslu og innrauða litrófsgleypni hafa einnig komið fram hratt. Til að ákvarða kolefni og brennisteini með hátíðni innrauða frásogsaðferð við bruna skal almennt íhuga eftirfarandi þætti: þurrkur sýnis, rafsegulnæmni, rúmfræðileg stærð, sýnisstærð, gerð, hlutfall, samlagningarröð og magn flæðis, núlltími gildisstilling o.s.frv.

Kosturinn við þessa aðferð er nákvæm magngreining og færri truflunarskilmálar. Hentar notendum sem hafa miklar kröfur um nákvæmni kolefnisinnihalds og hafa nægan tíma til að prófa meðan á framleiðslu stendur.

 

2. Emission spectroscopy

Þegar frumefni er hita- eða rafspennt mun það breytast úr grunnástandi yfir í spennt ástand og örvunarástandið mun sjálfkrafa fara aftur í jarðástand. Í því ferli að fara aftur frá spenntu ástandinu í grunnástandið losnar einkennandi litrófslínur hvers frumefnis og hægt er að ákvarða innihald þeirra í samræmi við styrk einkennandi litrófslínanna.

 

Í málmvinnsluiðnaði, vegna brýnrar framleiðslu, er nauðsynlegt að greina innihald allra helstu þátta í ofnvatninu á stuttum tíma, ekki bara kolefnisinnihald. Spark beinlestur losunarrófsmælir hefur orðið ákjósanlegur kostur í greininni vegna getu hans til að fá fljótt stöðugar niðurstöður. Hins vegar hefur þessi aðferð sérstakar kröfur um undirbúning sýna.

Til dæmis, þegar steypujárnssýni eru greind með neistalitrófsgreiningu, er nauðsynlegt að greina yfirborðskolefnið í formi karbíða, án frís grafíts, annars mun það hafa áhrif á niðurstöður greiningar. Sumir notendur nýta sér eiginleika hraðrar kælingar og góðrar hvítunar á þunnum sýnum og eftir að sýnin eru þunnar sneiðar er kolefnisinnihald í steypujárni ákvarðað með neistagreiningu.

Þegar línuleg sýni úr kolefnisstáli eru greind með því að nota neistalitrófsgreiningu er nauðsynlegt að vinna úr sýnunum nákvæmlega og nota lítinn sýnisgreiningarbúnað til að setja þau "upprétt" eða "slétt" á neistastigi til greiningar, til að bæta nákvæmni greiningu.

 

3.Bylgjulengd dreifð röntgenaðferð

Bylgjulengdardreifandi röntgengreiningartækið getur fljótt og samtímis ákvarðað marga þætti.

Við röntgenörvun fara innri rafeindir mældra frumefna atóma í gegnum orkustigsbreytingar og gefa frá sér auka röntgengeisla (þ.e. röntgenflúrljómun). Bylgjulengdardreifandi röntgenflúrljómunarrófmælir (WDXRF) er tæki sem notar kristalla til að aðskilja ljós og tekur síðan á móti dreifðum einkennandi röntgengeislamerkjum frá skynjaranum. Ef litrófskristallinn og stjórnandinn hreyfast samstillt og breyta stöðugt sveifluhorninu er hægt að fá bylgjulengd og styrkleika einkennandi röntgengeisla sem myndast af ýmsum þáttum í sýninu, sem hægt er að nota til eigindlegrar og megindlegrar greiningar. Þessi tegund hljóðfæra var þróuð á fimmta áratugnum og hefur vakið athygli vegna getu þess til að ákvarða samtímis marga íhluti í flóknum kerfum. Sérstaklega í jarðfræðideildinni hefur þetta tæki verið stillt í röð, sem hefur verulega bætt greiningarhraðann og gegnt mikilvægu hlutverki.

Hins vegar veldur létt kolefni oft ákveðnum erfiðleikum við XRF greiningu á kolefni vegna langrar bylgjulengdar einkennandi geislunar, lágrar flúrljómunar og verulegrar frásogs og deyfingar kolefniseinkennandi geislunar af fylkinu í þungum fylkisefnum eins og stáli. Að auki, þegar kolefni í stáli er mælt með röntgenflúrljómunartæki, ef yfirborð jarðarsýnis er stöðugt mælt 10 sinnum, má sjá að kolefnisinnihaldsgildið er stöðugt að aukast. Þess vegna er notkunarsvið þessarar aðferðar ekki eins umfangsmikið og fyrstu tvær.

 

4. Títrunaraðferð án vatnslausnar

Títrun án vatnslausnar er aðferð við títrun í leysiefnum sem ekki eru vatnskenndir. Þessi aðferð getur títrað ákveðnar veikar sýrur og basa sem ekki er hægt að títra í vatnslausnum með því að velja viðeigandi leysiefni til að auka sýrustig þeirra og basa. Kolsýran sem myndast af CO2 í vatnslausn hefur veikt sýrustig og hægt er að títra hana nákvæmlega með því að velja mismunandi lífræn hvarfefni.

Eftirfarandi er algeng títrunaraðferð sem ekki er vatnskennd:

① Sýnið er sett undir háhitabrennslu í ljósbogaofni sem er búinn kolefnisbrennisteinsgreiningartæki.

② Koldíoxíðgasið sem losnar við bruna frásogast af etanóletanólamínlausninni og koltvísýringurinn hvarfast við etanólamín og myndar tiltölulega stöðuga 2-hýdroxýetýlamínkarboxýlsýru.

③ Notaðu KOH fyrir títrun án vatnslausnar.

Hvarfefnin sem notuð eru í þessari aðferð eru eitruð, langvarandi váhrif geta haft áhrif á heilsu manna og erfið í notkun. Sérstaklega þegar kolefnisinnihaldið er hátt er nauðsynlegt að forstilla lausnina og lítilsháttar kæruleysi getur valdið kolefnisleka og minni árangri. Hvarfefnin sem notuð eru við títrun án vatnslausnar eru að mestu eldfim og tilraunin felur í sér upphitun við háan hita. Rekstraraðilar ættu að hafa nægilega öryggisvitund.

 

5. Litskiljun

Logaúðunarskynjarinn er sameinaður gasskiljun til að hita sýnið í vetnisgasi og síðan eru losaðar lofttegundir (eins og CH4 og CO) greindar með því að nota logaskiljunarskynjara gasskiljunaraðferðina. Sumir notendur nota þessa aðferð til að prófa snefilmagn af kolefni í háhreinu járni, með innihaldi 4 μ G/g, greiningartími er 50 mínútur.

Þessi aðferð hentar notendum með mjög lágt kolefnisinnihald og miklar kröfur um niðurstöður greiningar.

 

6. Rafefnafræðileg aðferð

Notandi kynnti notkun mögulegrar greiningaraðferðar til að ákvarða lágt kolefnisinnihald í málmblöndur: eftir oxun á járnsýnum í örvunarofni voru gasafurðir greindar með því að nota rafefnafræðilega styrkingarklefa sem samanstendur af kalíumkarbónati föstu raflausn til að ákvarða styrk kolefnis. Þessi aðferð er sérstaklega hentug til að ákvarða kolefni með mjög lágum styrk og hægt er að stjórna nákvæmni og næmi greiningarinnar með því að breyta viðmiðunargassamsetningu og oxunarhraða sýnisins.

Þessi aðferð hefur fáar hagnýtar beitingar og helst að mestu leyti á tilraunarannsóknarstigi.

 

7.Online greiningaraðferð

Þegar stál er hreinsað er oft nauðsynlegt að stjórna kolefnisinnihaldinu í bráðnu stálinu í Vacuum ofninum í rauntíma. Sumir fræðimenn í málmvinnsluiðnaði hafa kynnt dæmi um að nota upplýsingar um útblástursloft til að meta kolefnisstyrkinn: kolefnisinnihald í bráðnu stáli er metið með því að nota súrefnisnotkun og styrk í lofttæmisílátinu og flæðishraða súrefnis og argon í lofttæmi afkolunarferlinu.

Það eru líka notendur sem hafa þróað aðferðir og tengd tæki til að ákvarða snefilkolefni í bráðnu stáli: burðargasinu er blásið inn í bráðna stálið og kolefnisinnihald í bráðnu stáli er metið út frá oxaða kolefninu í burðargasinu.

Svipaðar greiningaraðferðir á netinu eiga við um gæðastjórnun og árangurseftirlit í framleiðsluferli stálframleiðslu.