陳帥 敬宏彪

摘要：使用直讀光譜分析儀分析檢測各種鋼材的化學成分，制作出滿足生產(chǎn)需要的元素工作曲線，排除元素干擾，制作出穩(wěn)定、精準的工作曲線適應多元化產(chǎn)品的檢測需要。

關(guān)鍵詞：直讀光譜；曲線；鑄造；曲線

重工業(yè)是我國東北的重要產(chǎn)業(yè)支柱，涵蓋了機械、工程、生活的各個領(lǐng)域，鑄造則為各種大型設備提供基礎(chǔ)產(chǎn)品，本文就詳細研究鑄造各種鋼材、毛坯產(chǎn)品的控制器—直讀光譜元素檢測曲線的制作。

鑄造產(chǎn)品各種鋼的材質(zhì)主要為C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo，因此，光譜曲線的制作主要針對以上各元素，對于材質(zhì)的檢測，大多數(shù)鑄造廠采用化學分析法，即利用各元素反應沉淀物等來定位，這種方法耗時耗力，對于元素的檢測有較多薄弱地方，隨著科技的發(fā)展機器儀表的普及化應用，光譜分析儀應運而生，光電直讀光譜儀具有速度快、準確度高、操作簡單、分析范圍廣等優(yōu)點，是化學分析方法無法比擬的。可以說至今還沒有比它能更有效的用于爐前快速分析的儀器，具備了那么多的特點而能取代它。所以世界上冶煉、鑄造以及其他金屬加工企業(yè)均競相采用這類儀器成為一種常規(guī)分析手段，從保證產(chǎn)品質(zhì)量，從經(jīng)濟效益等方面，它是十分有利的分析工具。

一、制作曲線的準備

直讀光譜分析儀，儀器工作原理：組成物質(zhì)的各種元素被光源激發(fā)，會發(fā)出各個元素特征光譜。光譜的譜線強度與所屬元素的含量有一定的函數(shù)關(guān)系，如測出各元素譜線的強度值，就可以計算出該元素在物質(zhì)中的含量。

標鋼若干：根據(jù)國家標準，由國家權(quán)威機構(gòu)制造出來用以檢測爐前剛才元素的參照鋼材。

二、工作各種材質(zhì)曲線的制作

首先利用原始曲線的拷貝，建立需要材質(zhì)曲線組，根據(jù)該曲線組的元素特點及含量確定曲線分析范圍，選定相近標鋼制作阧曲線。

根據(jù)需要材質(zhì)的元素含量要求選取標樣，標樣一定要包含要求分析元素的高、中、低范圍，并將這些范圍包含其中。然后，根據(jù)標鋼元素由低到高的原則依次對C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo等元素工作曲線制作。

（一）排除各元素間干擾

據(jù)以往制作經(jīng)驗及實際檢測分析，鋼材中各元素之間多多少少存在相互影響的關(guān)系，由于影響元素及其含量的多樣性導致被分析元素的準確度會有波動，因此，制作過程需要對某些原色的曲線進行干擾元素的設定及曲線斜率的調(diào)整及校準。

C元素的干擾元素：含碳量越高，鋼的硬度越高，但是他的可塑性及韌性就越差。因此，C元素的干擾元素可以忽略。

Si元素可以提高鋼的硬度，能夠改善軟磁性能，干擾元素可忽略。Mn元素能提高鋼的強度，能消弱S的不良影響，提高鋼的淬透性含量高具有良好的耐磨性。

Cr、Ni元素可以提高鋼的淬透性和耐磨性，提高抗腐蝕能

力和抗氧化性。干擾元素主要為Mo、Ni元素。

S元素是鋼中的有害雜物，S含量較高的鋼加工時容易脆裂。因此，控制S尤為重要，其干擾元素有Cr、Ni、Mo、C。

P元素，P能使鋼的可塑性降低，冷萃性，含量過高鋼的耐寒差，容易斷裂，干擾元素較多Cr、Ni、Mo、C。

Mo元素可明顯提高鋼的淬透性和耐熱強度，防止熱處理過程中鋼的脆裂。試驗過程顯示，其他元素未有明顯干擾性。

Cu元素，銅的最明顯特點就是改善普通低合金鋼的抗大氣氧化性能，在與適量的P元素搭配時，效果極其明顯。

（二）制作出來曲線穩(wěn)定性、精準性的測試

工作曲線制作出來后，我們需要對該曲線的精準性、穩(wěn)定性進行檢測。通常我們采用對兩種或兩種以上標準樣品進行連續(xù)性的檢測，通常周期為三到四天。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)和標樣化學成分元素對比來確定該曲線是否制作成功。

如下為制作出的高鉻鎳鉬銅合金鋼工作曲線的檢測結(jié)果：

通過數(shù)據(jù)對比分析，我們清晰發(fā)現(xiàn)該曲線浮動平穩(wěn)，精準性良好，可用于實際生產(chǎn)。

根據(jù)以上方法步驟，我們經(jīng)過數(shù)月的研究分析，制作出了304不銹鋼工作曲線，高鉻合金鋼工作曲線，高猛鋼工作曲線，高鉻鎳鉬銅工作曲線，工作曲線元素成分越多，曲線的制作及校準越發(fā)復雜艱難，考慮的因素越多，由于直讀光譜的不完善性，目前對于非金屬元素的檢測分析比較困難，在日后的工作中還需不斷完善。

擁有完善精準穩(wěn)定的工作曲線才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)合格的產(chǎn)品，鑄造冶煉的基礎(chǔ)就是元素的掌控，它影響著產(chǎn)品的性能，壽命等一系列指標，隨著工業(yè)化改革的浪潮，我們將致力研發(fā)高精端產(chǎn)品的國際化、普及化和多元化。