Es importante para contener carbono en el propio acero inoxidable.

El carbono en el acero inoxidable tiene una influencia importante en sus propiedades mecánicas, microestructura y proceso. Por lo tanto, la determinación precisa del contenido de carbono en materiales metálicos y materias primas relacionadas tiene una importancia rectora importante para la fundición y catálogo de accesorios de tubería de acero inoxidable.

"El carbono se encuentra en el cuarto grupo del segundo ciclo de la tabla periódica. Es uno de los elementos más comunes en la naturaleza. Existe principalmente en forma de sustancias y compuestos simples en la corteza, la atmósfera y los organismos de la naturaleza, acompañados por el procesamiento de minerales, la fundición de minerales, Procesos como la fabricación de materiales inevitablemente se introducirá en los materiales metálicos.

1. Determinación de carbono en acero inoxidable

Según las propiedades químicas del carbono y la relación de transformación de la forma, los métodos de determinación del contenido de carbono en materiales metálicos se pueden dividir en tres categorías: método químico, método físico y método físico-químico;

I. Método químico y método físico-químico

Es un método especial para el análisis cuantitativo de carbono. Utiliza el método de combustión a alta temperatura para convertir el carbono de la muestra en CO2 y lo separa de la muestra, y luego mide la cantidad de CO2 mediante un método apropiado. Consiste en un sistema de combustión de alta temperatura y un sistema de detección.

Este método es adecuado para aleaciones metálicas, minerales de roca, materiales inorgánicos no metálicos que se pueden procesar en forma de viruta, granulado y polvo. Entre ellos, el método de absorción de infrarrojos por combustión de alta frecuencia se utiliza en acero, aleaciones de hierro, metales no ferrosos de uso común, aleaciones a base de níquel y difícil. Se ha aplicado de forma amplia y madura en el análisis del contenido de carbono de la aleación de metal. materiales como metales fundidos, aleaciones duras y metales de tierras raras.

En la actualidad, el principio de medición y el alcance de aplicación de dos métodos comunes de combustión a alta temperatura en la prueba de contenido de carbono de materiales metálicos:

(1) Método de volumen de gas de combustión a alta temperatura:

El principio de medición se muestra en la siguiente figura: la muestra se calienta en un horno de alta temperatura y se quema con oxígeno, de modo que el carbono de la muestra se oxida cuantitativamente a CO2, el gas mezclado se recoge en el tubo de medición después agente de desulfuración y se mide el volumen. Deje que el gas mezclado pase a través de un absorbedor equipado con una solución de hidróxido de potasio para absorber el CO2 que contiene, y el oxígeno restante volverá a la tubería de gas de medición. Según la diferencia entre el volumen antes y después de la absorción, se calcula el volumen de CO2 generado.

El método es rápido en operación, bajo costo, procedimientos simples y alta precisión analítica, y es adecuado para la determinación de contenido de carbono por encima de 0.10%. Usando el método de volumen de gas mejorado para medir carbono de alto contenido, el rango de medición es 5%-21%, y la precisión de la medición es de aproximadamente 0.03%, que puede cumplir con los requisitos de precisión de la medición de carbono de aleación dura.

(2) Método de absorción de infrarrojos por combustión de alta frecuencia:
El principio de medición de este método es pasar oxígeno al horno de inducción de alta frecuencia en presencia de flujo. El horno de alta frecuencia calienta rápidamente y derrite la muestra y genera gas CO2 en la celda de absorción de infrarrojos, y la luz infrarroja pasa a través del gas de CO2 en la celda de absorción. Después de la absorción, incide en el detector y la intensidad de la luz. correspondiente a la concentración de gas CO2 se mide en el detector, que se convierte en señales eléctricas por el detector y se normaliza en la computadora para obtener la fracción de masa de carbono.

Este método utiliza calentamiento por horno de inducción de alta frecuencia, la temperatura de calentamiento puede alcanzar los 1700-2000 ℃, es propicio para la determinación de muestras refractarias y de bajo contenido de carbono, y es adecuado para la determinación del contenido de carbono de 0,001-10%.

II. Ley física

Según la intensidad de la línea espectral emitida por la muestra cuando se excita a alta temperatura, el contenido de carbono se puede medir directamente. Este es un método de análisis rápido simultáneo de múltiples elementos y canales. Según el principio de detección, se divide en espectroscopía de emisión y otros métodos.

La aplicación de este método para la determinación de carbono se concentra principalmente en materiales de acero, porque tiene requisitos especiales para la forma y tamaño de la muestra, o no puede lograr un análisis cuantitativo preciso, lo que limita sus campos de aplicación.

(1) Espectroscopia de emisión:

Utilice el espectro característico y la intensidad de los átomos y elementos para realizar análisis cualitativos y cuantitativos. Según la diferencia de la fuente de luz de excitación, se divide en espectroscopia de emisión de fuente de chispa (Spark-OES), espectroscopia de emisión de descarga luminiscente (GD-OES), espectroscopia de emisión inducida por láser (LIBS), etc.

La espectrometría de emisión de fuente de chispa es adecuada para el análisis rápido de aleaciones de metales a granel y puede realizar un análisis automático e inteligente de la producción de acero frente al horno. La espectroscopia de emisión de descarga luminiscente es adecuada para la inspección de superficies y el análisis de profundidad de materiales metálicos, e implica la determinación de carbono en el análisis de composición de algunos materiales de acero.

La espectroscopia de emisión inducida por láser es adecuada para el análisis in situ no destructivo (mínimamente invasivo) de ablación puntual y adecuada para el análisis de la composición de acero inoxidable.

(2) Otros métodos:

Además de la espectroscopía, la espectroscopía de fluorescencia de rayos X (XRF), la espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), la espectrometría de masas de descarga luminiscente (GD-MS), etc., son comunes.

El XRF es adecuado para la inspección in situ y el análisis cuantitativo de laboratorio de aleaciones metálicas, muestras geológicas y materiales no metálicos; XPS es adecuado para análisis semicuantitativo de la composición de la superficie de muestras de polvo y análisis de valencia de elementos; GD-MS es adecuado para materiales de alta pureza y aleaciones metálicas. El análisis de micro-trazas y ultra-oligoelementos se menciona en la determinación del contenido de carbono en aceros de baja aleación y aleaciones de alta temperatura.

2. Resumen

Después de décadas de desarrollo, el método de análisis de carbono en acero inoxidable se ha ido convirtiendo gradualmente en un método de análisis basado en la absorción de infrarrojos de alta frecuencia. Los estándares establecidos por los métodos de análisis tradicionales, como el método del volumen de gas, están siendo absorbidos gradualmente por infrarrojos de alta frecuencia. Reemplazado por las normas de la ley. También se utilizan métodos de análisis físicos como la espectrometría de emisión atómica de fuente de chispa, la espectrometría de emisión de descarga luminiscente o la espectrometría de masas, pero tienen requisitos especiales para el material, el tamaño y la forma de la muestra, o no pueden lograr un análisis cuantitativo preciso, lo que limita el campo de aplicación.

La tendencia de desarrollo actual de los métodos de detección de carbono es expandir continuamente el campo de aplicación y el rango de medición del método de absorción de infrarrojos por combustión por inducción de alta frecuencia, estandarizar los métodos de detección de muchos materiales y mejorar continuamente la precisión y precisión del análisis de sólidos de múltiples elementos. métodos representados por análisis espectral. Precisión, también es necesario desarrollar y producir más muestras estándar de diferentes tipos de materiales y diferentes gradientes de contenido de carbono para servir mejor a los campos de investigación de metalurgia, procesamiento de minerales y materiales.