光电光谱分析法测定钢中的碳

光电光谱分析法测定钢中的碳

[摘要]本文论述了如何用光电光谱仪对钢中的碳进

行测定，以及光谱分析式样的要求。

[关键词]光谱法碳

中图分类号：F72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X （2015）07-0290-01

为了满足现代炼钢生产的需要，快速、准确的分析钢中碳的含量，现采用光电光谱分析法测定钢中的碳含量。该方法解决了对钢中碳分析上存在的一些问题，获得了理想的分析结果。

1. 实验部分

1.1 实验仪器：本次实验采用日本岛津制造的

GVM-514S光电光谱分析仪。

1.1.1 分光仪

光栅曲率半径：500mm，分辨率：04nm/mm，

碳波长：193.09nm，氩气要求：99.99%

1.1.2 光源

HSPG-300型，带有五种性能的组合式高速光源，测定钢中的碳用其中的正常火花，C=2.5？f，L=150？H，Ip=350A。

1.1.3 软件职能

软件系统具有丰富的分析功能，它独到的功能之一是把

一次激发过程分为三个程次（SEQVENCE），在每个程次中可选用一种光源，根据需要对不同元素用不同光源分别激发。

1.2 采样分析

分析条件：

1.3 制样

1.3.1 切割材料：把炉前去除的试料，用切割机切去有缩孔的顶端部位3-4cm，制成5-8cm高度的试样。

1.3.2 试样的冷却

切割后的试样温度约为800℃，把它迅速放入冷却槽里横放静置冷却，直到试样的切面中心处冒出几个气泡为止，用这种冷却方法可以避免产生裂纹或炸裂。

1.3.3 磨样

把冷却好的试样在粒度为80#的氧化铝砂纸上研磨使其表面纹路整齐，试样温度一般在40℃，磨样时间过长，使样品过热，对碳的分析会有影响，注意不要用手直接接触分析表面，同时对油类的沾污也应避免。

1.4 建立工作曲线

以工业纯铁BHG15号（太原钢研所制）

GSBA68057-68062-89（大连）为基础，建立工作曲线。

1.4.1 登记分析情报

对分析条件、分析通道、显示打印格式、有效数字、化

学分析值、工作曲线数据表进行登记。

1.4.2 调ATT

选择分析方位内含量较高的标准试样进行分析，分度值在5-6之间。

1.4.3 绘制曲线

分别激发标钢试样，含量-强度对应，绘制工作曲线如下：

2. 结果与讨论

2.1 试样本身对钢中碳分析的影响

分析样品制备的标准性能正确管理对于碳的分析是非

常重要的，对带有气孔、裂纹的试样进行试验对照：试验表明：试样气孔的大小和有无水分的程度对碳的分析值有巨大误差。若试样上有裂纹时，碳的分析结果偏高，当裂纹细且分布均匀时，碳的两点激发较接近，可是与真实值相差较远。因此，光谱用试样表面应该无缩孔、气孔、裂纹、夹杂等缺陷。

2.2 铝对碳的干扰

铝对碳的分析有增强的干扰，其相关系数是-0.0415%，而生产上一般用金属铝做为脱氧剂，若不加铝，钢液在样模内翻腾、凝固后出现空心，为了既达到脱氧的目的也不太影响分析值，试样中含铝量要控制在小于0.3%，一般含量在0.1%即可。

2.3 由于分析仪器变化等原因，使碳的分析值会产生飘

移，这时需进行标准化。所谓标准化就是把做工作曲线时，分析标准化试样得到的强度作为标准化强度储存起来，再求出使分析值强度等于做曲线时的强度值的系数。标准化使曲线恢复原始状态。

由于钢的组织结构、加工工艺对分析碳有较大影响，不用热处理改变钢的组织，对不同组织的钢，激发时需要的能量不同，这对分析碳的结果有很大影响。不同加工工艺材料，由于有不同的结晶状态，也影响碳的分析结果，所以应用同一状态的控样来控制。下面是炉前取样六块，标准化控样修正后所得数据，列表如下：

用光电光谱法测定碳含量，获得了令人满意的结果。

参考文献

1）《冶金分析》，谢荣厚，1994

2）《冶金分析》，金声坤、岳纪伦、李幼远，1994为了满足现代炼钢生产的需要，快速、准确的分析钢中碳的含量，现采用光电光谱分析法测定钢中的碳含量。该方法解决了对钢中碳分析上存在的一些问题，获得了理想的分析结果。

1. 实验部分

1.1 实验仪器：本次实验采用日本岛津制造的

GVM-514S光电光谱分析仪。

1.1.1 分光仪

光栅曲率半径：500mm，分辨率：04nm/mm，

碳波长：193.09nm，氩气要求：99.99%

1.1.2 光源

HSPG-300型，带有五种性能的组合式高速光源，测定钢中的碳用其中的正常火花，C=2.5？f，L=150？H，Ip=350A。

1.1.3 软件职能

软件系统具有丰富的分析功能，它独到的功能之一是把一次激发过程分为三个程次（SEQVENCE），在每个程次中可选用一种光源，根据需要对不同元素用不同光源分别激发。

1.2 采样分析

分析条件：

1.3 制样

1.3.1 切割材料：把炉前去除的试料，用切割机切去有缩孔的顶端部位3-4cm，制成5-8cm高度的试样。

1.3.2 试样的冷却

切割后的试样温度约为800℃，把它迅速放入冷却槽里横放静置冷却，直到试样的切面中心处冒出几个气泡为止，用这种冷却方法可以避免产生裂纹或炸裂。 1.3.3 磨样

把冷却好的试样在粒度为80#的氧化铝砂纸上研磨使其表面纹路整齐，试样温度一般在40℃，磨样时间过长，使样品过热，对碳的分析会有影响，注意不要用手直接接触分析

表面，同时对油类的沾污也应避免。

1.4 建立工作曲线

以工业纯铁BHG15号（太原钢研所制）

GSBA68057-68062-89（大连）为基础，建立工作曲线。

1.4.1 登记分析情报

对分析条件、分析通道、显示打印格式、有效数字、化学分析值、工作曲线数据表进行登记。

1.4.2 调ATT

选择分析方位内含量较高的标准试样进行分析，分度值在5-6之间。

1.4.3 绘制曲线

分别激发标钢试样，含量-强度对应，绘制工作曲线如下：

2. 结果与讨论

2.1 试样本身对钢中碳分析的影响

分析样品制备的标准性能正确管理对于碳的分析是非

常重要的，对带有气孔、裂纹的试样进行试验对照：试验表明：试样气孔的大小和有无水分的程度对碳的分析值有巨大误差。若试样上有裂纹时，碳的分析结果偏高，当裂纹细且分布均匀时，碳的两点激发较接近，可是与真实值相差较远。因此，光谱用试样表面应该无缩孔、气孔、裂纹、夹杂等缺陷。

2.2 铝对碳的干扰