日立新型OE750火花光譜儀能夠以非常低的檢出限測量整個金屬元素譜。對于我們日立分析儀器而言，該功能是OE750開發團隊的目標，為此，我們最終開發構思了一個全新的光學概念，并采用了不同的探測器技術。我們認為檢測限全面低于10 ppm或高于1 ppm（取決于應用和元素）對于當今的金屬質量控制至關重要。以下是對檢出限為何如此重要的原因的闡述。

殘留元素的識別和控制

混合物中的殘留元素雖然未列入產品規范中，但仍需對其進行仔細監控。這在使用廢料作為原材料的情況下尤其重要，因為廢金屬是殘余金屬的重要來源。這些元素的存在會對成品的性能產生顯著影響，有些產品的敏感度比其他產品更高，如低碳鋼和低合金鋼。

最常見的殘留物是銅、鎳、鉻、鉬和錫。我們以錫為例，討論該元素對鋼的影響。錫會增加鋼的強度和硬度，但會降低鋼的延展性、抗沖擊性和應變硬化能力。錫的存在還會影響加工條件，如再結晶，且可能會導致晶界脆化。

痕量元素的控制

基本上，痕量元素的控制符合合金牌號的規格。雖然對過多不同牌號的鑄鐵、鋼和鋁的討論超出了本文的主題范圍，然而，為了說明這一點，我們可對碳鋼中的硼加以討論。添加少量的硼（少至3ppm）可提高碳鋼的淬透性。然而，一旦超出該含量，硼會從鋼中分離出來并沉淀在晶界上，從而降低鋼的淬透性、可焊性、韌性，并導致脆化。鑒于微量的硼對材料具有如此重大的影響，因此必須非常仔細地監控硼的含量。

控制熔體化學性質

控制熔體化學性質指的是控制鑄造過程中所添加的能影響結構的元素，例如鑄鐵中的孕育元素或鋁鑄件中的改性劑。這些元素的含量通常必須控制在10 ppm以下。

例如，在鋁鑄件中，鍶和鈉用作改性劑，可去除磷化鋁（硅的成核劑）并改善結構的延展性。然而，這些改性劑會因磷、銻和鉍的存在而受到影響。為了確保改性劑正常發揮作用，必須監測和控制磷族元素的含量。 

符合ASTM標準的要求

許多ASTM試驗方法要求通過火花發射光譜法檢測含量非常低的元素。一個著名的例子是2017年經修訂的ASTM E415試驗方法。該方法指南規定了從鋁到鋯的21種不同元素的成分范圍。對于典型的火花光譜儀而言，最具挑戰性的可能是氮含量，這就是開發OE750的初衷，即為了測出含量低于10 ppm的氮元素。

迄今為止，我們討論了已知的元素對材料性能、熔體化學性質和合規性的影響，然而，隨著越來越多的鑄造廠將廢金屬作為原料使用，我們可能會發現熔體中引入了更多我們不熟悉的元素，因此，我們需要密切監控這些元素的性質。為了充分了解和研究這些元素對熔體化學性質和材料性能的影響，需要以非常低的檢出限分析所有的成分。

OE750火花光譜儀能夠分析鋼、鐵和鋁應用中的所有合金元素、痕量元素、殘留元素和雜質元素。

標簽：