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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：4450次

直讀光譜儀（OES）

簡介：

OES技術的最大優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極高準確度。實質上，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構相互作用，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，溶解在固態鋼中的氫會在焊接時立即或在焊接后短時間內導致冷裂紋，尤其是在熱影響區（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。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構，并且已制定適當的法規確保這一點。

5. 鋰【Li】

對于鋁基合金而言，鋰是一種有問題的雜質。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，并對鑄造產品產生不利影響。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動機、飛機和洗衣機的電連接器。鈹的含量取決于銅的牌號，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，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。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劑，大幅降低其在鑄造過程中的效果。這可能導致鑄造產品形成次優熔體結構和較差的性能特性。

10. 硫【S】

硫在鋼中被視為雜質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，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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