Il est important de contenir du carbone dans l'acier inoxydable lui-même

Le carbone dans l'acier inoxydable a une influence importante sur ses propriétés mécaniques, sa microstructure et son processus. Par conséquent, la détermination précise de la teneur en carbone dans les matériaux métalliques et les matières premières connexes a une importance capitale pour la fusion et catalogue de raccords de tuyauterie en acier inoxydable.

Le "carbone" est situé dans le quatrième groupe du deuxième cycle du tableau périodique. C'est l'un des éléments les plus courants dans la nature. Il existe principalement sous forme de substances et de composés simples dans la croûte, l'atmosphère et les organismes de la nature, accompagnés par le traitement des minéraux, la fusion des minéraux, les processus tels que la fabrication de matériaux seront inévitablement introduits dans les matériaux métalliques.

1. Détermination du carbone dans l'acier inoxydable

Selon les propriétés chimiques du carbone et la relation de transformation de la forme, les méthodes de détermination de la teneur en carbone dans les matériaux métalliques peuvent être divisées en trois catégories : méthode chimique, méthode physique et méthode physico-chimique ;

I. Méthode chimique et méthode physico-chimique

C'est une méthode spéciale pour l'analyse quantitative du carbone. Il utilise la méthode de combustion à haute température pour convertir le carbone de l'échantillon en CO2 et le sépare de l'échantillon, puis mesure la quantité de CO2 par une méthode appropriée. Il se compose d'un système de combustion à haute température et d'un système de détection.

Cette méthode convient aux alliages métalliques, aux minéraux de roche, aux matériaux inorganiques non métalliques qui peuvent être transformés en copeaux, en granulés et en poudre. Parmi eux, la méthode d'absorption infrarouge de combustion à haute fréquence est utilisée dans l'acier, les alliages de fer, les métaux non ferreux couramment utilisés, les alliages à base de nickel et les alliages difficiles. matériaux tels que les métaux en fusion, les alliages durs et les métaux des terres rares.

À l'heure actuelle, le principe de mesure et le champ d'application de deux méthodes courantes de combustion à haute température dans le test de teneur en carbone des matériaux métalliques :

(1) Méthode du volume de gaz de combustion à haute température :

Le principe de la mesure est illustré dans la figure ci-dessous : l'échantillon est chauffé dans un four à haute température et brûlé avec de l'oxygène, de sorte que le carbone de l'échantillon est oxydé quantitativement en CO2, le gaz mélangé est collecté dans le tube de mesure après agent de désulfuration, et le volume est mesuré. Laissez le gaz mélangé passer à travers un absorbeur équipé d'une solution d'hydroxyde de potassium pour absorber le CO2 qu'il contient, et l'oxygène restant retournera dans le tuyau de mesure du gaz. En fonction de la différence entre le volume avant et après l'absorption, le volume de CO2 généré est calculé.

La méthode est rapide à mettre en œuvre, peu coûteuse, simple dans ses procédures et d'une grande précision analytique, et convient à la détermination de la teneur en carbone supérieure à 0,10%. En utilisant la méthode améliorée du volume de gaz pour mesurer le carbone à haute teneur, la plage de mesure est de 5%-21% et la précision de mesure est d'environ 0,03%, ce qui peut répondre aux exigences de précision de la mesure du carbone en alliage dur.

(2) Méthode d'absorption infrarouge de combustion à haute fréquence :
Le principe de mesure de cette méthode est de faire passer de l'oxygène dans le four à induction haute fréquence en présence de flux. Le four à haute fréquence chauffe rapidement et fait fondre l'échantillon, et génère du gaz CO2 dans la cellule d'absorption infrarouge, et la lumière infrarouge traverse le gaz CO2 dans la cellule d'absorption. Après absorption, elle est incidente sur le détecteur et l'intensité lumineuse correspondant à la concentration de gaz CO2 est mesurée sur le détecteur, qui est convertie en signaux électriques par le détecteur et normalisée sur l'ordinateur pour obtenir la fraction massique de carbone.

Cette méthode utilise un chauffage par four à induction à haute fréquence, la température de chauffage peut atteindre 1700-2000 ℃, est propice à la détermination d'échantillons réfractaires et de carbone à faible teneur, et convient à la détermination de la teneur en carbone 0,001-10%.

II. Loi physique

Selon l'intensité de la raie spectrale émise par l'échantillon lorsqu'il est excité à haute température, la teneur en carbone peut être directement mesurée. Il s'agit d'une méthode d'analyse rapide simultanée multi-éléments et multi-canaux. Selon le principe de détection, il est divisé en spectroscopie d'émission et autres méthodes.

L'application de cette méthode pour la détermination du carbone est principalement concentrée sur les matériaux en acier, car elle a des exigences particulières pour la forme et la taille des échantillons, ou ne peut pas réaliser une analyse quantitative précise, ce qui limite ses domaines d'application.

(1) Spectroscopie d'émission :

Utilisez le spectre caractéristique et l'intensité des atomes et des éléments pour réaliser des analyses qualitatives et quantitatives. Selon la différence de la source lumineuse d'excitation, elle est divisée en spectroscopie d'émission de source d'étincelles (Spark-OES), spectroscopie d'émission de décharge luminescente (GD-OES), spectroscopie d'émission induite par laser (LIBS), etc.

La spectrométrie d'émission à source d'étincelles convient à l'analyse rapide des alliages métalliques en vrac et peut réaliser une analyse automatique et intelligente de la production d'acier devant le four. La spectroscopie d'émission à décharge luminescente convient à l'inspection de surface et à l'analyse en profondeur des matériaux métalliques, et elle implique la détermination du carbone dans l'analyse de la composition de certains matériaux en acier.

La spectroscopie d'émission induite par laser convient à l'analyse in situ non destructive (minimalement invasive) de l'ablation ponctuelle et convient à l'analyse de la composition de l'acier inoxydable.

(2) Autres méthodes :

En plus de la spectroscopie, la spectroscopie de fluorescence X (XRF), la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS), la spectrométrie de masse à décharge luminescente (GD-MS), etc. sont courantes.

XRF convient à l'inspection sur site et à l'analyse quantitative en laboratoire d'alliages métalliques, d'échantillons géologiques et de matériaux non métalliques ; XPS convient à l'analyse semi-quantitative de la composition de surface des échantillons de poudre et à l'analyse de la valence des éléments ; Le GD-MS convient aux matériaux de haute pureté et aux alliages métalliques. L'analyse des éléments micro-traces et ultra-traces est mentionnée dans la détermination de la teneur en carbone dans les aciers faiblement alliés et les alliages à haute température.

2. Résumé

Après des décennies de développement, la méthode d'analyse du carbone dans l'acier inoxydable est progressivement devenue une méthode d'analyse basée sur l'absorption infrarouge à haute fréquence. Les normes établies par les méthodes d'analyse traditionnelles telles que la méthode du volume de gaz sont progressivement absorbées par l'infrarouge à haute fréquence. Remplacé par les normes de la loi. Des méthodes d'analyse physique telles que la spectrométrie d'émission atomique à source d'étincelles, la spectrométrie d'émission à décharge luminescente ou la spectrométrie de masse sont également utilisées, mais elles ont des exigences particulières pour le matériau, la taille et la forme de l'échantillon, ou ne peuvent pas réaliser une analyse quantitative précise, ce qui limite le champ d'application.

La tendance actuelle du développement des méthodes de détection du carbone est d'étendre en permanence le champ d'application et la plage de mesure de la méthode d'absorption infrarouge par combustion à induction à haute fréquence, de normaliser les méthodes de détection de nombreux matériaux et d'améliorer en permanence la précision et la précision de l'analyse solide multi-éléments. méthodes représentées par l'analyse spectrale. Précision, il est également nécessaire de développer et de produire des échantillons plus standards de différents types de matériaux et différents gradients de teneur en carbone afin de mieux servir les domaines de recherche de la métallurgie, du traitement des minéraux et des matériaux.