为什么检出限在金属质量控制中非常重要

   日期：2020-03-10

日立新型OE750火花光谱仪能够以非常低的检出限测量整个金属元素谱。对于我们日立分析仪器而言，该功能是OE750开发团队的目标，为此，我们最终开发构思了一个全新的光学概念，并采用了不同的探测器技术。我们认为检测限全面低于10 ppm或高于1 ppm（取决于应用和元素）对于当今的金属质量控制至关重要。以下是对检出限为何如此重要的原因的阐述。
残留元素的识别和控制
混合物中的残留元素虽然未列入产品规范中，但仍需对其进行仔细监控。这在使用废料作为原材料的情况下尤其重要，因为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产生显著影响，有些产品的敏感度比其他产品更高，如低碳钢和低合金钢。

常见的残留物是铜、镍、铬、钼和锡。我们以锡为例，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力。锡的存在还会影响加工条件，如再结晶，且可能会导致晶界脆化。
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。虽然对过多不同牌号的铸铁、钢和铝的讨论超出了本文的主题范围，然而，为了说明这一点，我们可对碳钢中的硼加以讨论。添加少量的硼（少至3ppm）可提高碳钢的淬透性。然而，一旦超出该含量，硼会从钢中分离出来并沉淀在晶界上，从而降低钢的淬透性、可焊性、韧性，并导致脆化。鉴于微量的硼对材料具有如此重大的影响，因此必须非常仔细地监控硼的含量。
控制熔体化学性质

控制熔体化学性质指的是控制铸造过程中𝔍所添加的能影响结构﷽的元素，例如铸铁中的孕育元素或铝铸件中的改性剂。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，锶和钠用作改性剂，可去除磷化铝（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。为了确保改性剂正常发挥作用，必须监测和控制磷族元素的含量。  

符合ASTM标准的要求
许多ASTM试验方法要求通过火花发射光谱法检测含量非常低的元素。一个著名的例子是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种不同元素的成分范围。对于典型的火花光谱仪而言，极具挑战性的可能是氮含量，这就是开发OE750的初衷，即为了测出含量低于10 ppm的氮元素。

迄今为止，我们讨论了已知的元素对材料性能、熔体化学性质和合规性的影响，然而，随着越来越多的铸造厂将废金属作为原料使用，我们可能会发现熔体中引入了更多我们不熟悉的元素，因此，我们需要密切监控这些元素的性质。为了充分了解和研究这些元素对熔体化学性质和材料性能的影响，需要以非常低的检出限分析所有的成分。

OE750火花光谱仪能够分析钢、铁和铝应用中的所有合金元素、痕量元素、残留元素和杂质元素。

如需了解更多有关OE750如何让您实现最终质量控制的信息，请联系我们以安排样机演示。