É importante para conter carbono no próprio aço inoxidável

O carbono no aço inoxidável tem uma importante influência em suas propriedades mecânicas, microestrutura e processo. Portanto, a determinação precisa do teor de carbono em materiais metálicos e matérias-primas relacionadas tem um importante significado de orientação para fundição e catálogo de acessórios para tubos de aço inoxidável.

O "carbono" está localizado no quarto grupo do segundo ciclo da tabela periódica. É um dos elementos mais comuns na natureza. Ele existe principalmente na forma de substâncias e compostos simples na crosta, atmosfera e organismos da natureza, acompanhado de processamento mineral, fundição de minerais, Processos como a fabricação de materiais serão inevitavelmente introduzidos em materiais metálicos.

1. Determinação de carbono em aço inoxidável

De acordo com as propriedades químicas do carbono e a relação de transformação da forma, os métodos de determinação do teor de carbono em materiais metálicos podem ser divididos em três categorias: método químico, método físico e método físico-químico;

I. Método químico e método físico-químico

É um método especial para análise quantitativa de carbono. Ele usa o método de combustão de alta temperatura para converter o carbono na amostra em CO2 e separa-o da amostra, e então mede a quantidade de CO2 por um método apropriado. Consiste em um sistema de combustão de alta temperatura e um sistema de detecção.

Este método é adequado para ligas metálicas, minerais de rocha, materiais inorgânicos não metálicos que podem ser processados em forma de chip, granular e em pó. Entre eles, o método de absorção infravermelho de combustão de alta frequência é usado em aço, ligas de ferro, metais não ferrosos comumente usados, ligas à base de níquel e difícil. Tem sido amplamente e com maturidade aplicado na análise de teor de carbono de ligas metálicas materiais como metais fundidos, ligas duras e metais de terras raras.

Atualmente, o princípio de medição e o escopo de aplicação de dois métodos comuns de combustão de alta temperatura no teste de teor de carbono de materiais metálicos:

(1) Método de volume de gás de combustão em alta temperatura:

O princípio da medição é mostrado na figura abaixo: a amostra é aquecida em um forno de alta temperatura e queimada com oxigênio, de modo que o carbono na amostra é quantitativamente oxidado a CO2, o gás misturado é coletado no tubo de medição após agente de dessulfuração, e o volume é medido. Deixe o gás misturado passar por um absorvedor equipado com solução de hidróxido de potássio para absorver o CO2 nele, e o oxigênio restante retornará ao tubo de gás de medição. De acordo com a diferença entre o volume antes e depois da absorção, é calculado o volume de CO2 gerado.

O método é rápido em operação, baixo custo, simples nos procedimentos e alta precisão analítica, e é adequado para a determinação do teor de carbono acima de 0,10%. Usando o método de volume de gás aprimorado para medir carbono de alto teor, a faixa de medição é 5%-21% e a precisão da medição é de cerca de 0,03%, que pode atender aos requisitos de precisão da medição de carbono de liga dura.

(2) Método de absorção infravermelho de combustão de alta frequência:
O princípio de medição deste método é passar o oxigênio para o forno de indução de alta frequência na presença de fluxo. O forno de alta frequência aquece e derrete rapidamente a amostra e gera gás CO2 na célula de absorção infravermelha, e a luz infravermelha passa através do gás CO2 na célula de absorção. Após a absorção, incide no detector e na intensidade da luz correspondente à concentração de gás CO2 é medida no detector, que é convertido em sinais elétricos pelo detector e normalizado no computador para obter a fração de massa do carbono.

Este método usa aquecimento de forno de indução de alta frequência, a temperatura de aquecimento pode atingir 1700-2000 ℃, é propício para a determinação de amostras refratárias e de baixo teor de carbono e é adequado para a determinação de teor de carbono de 0,001-10%.

II. Lei Física

De acordo com a intensidade da linha espectral emitida pela amostra quando excitada em alta temperatura, o teor de carbono pode ser medido diretamente. Este é um método de análise rápida simultânea de vários elementos e canais. De acordo com o princípio de detecção, é dividido em espectroscopia de emissão e outros métodos.

A aplicação desse método para a determinação de carbono concentra-se principalmente em materiais siderúrgicos, pois possui requisitos especiais quanto ao formato e tamanho da amostra, ou não consegue realizar análises quantitativas precisas, o que limita seus campos de aplicação.

(1) Espectroscopia de emissão:

Use o espectro característico e a intensidade de átomos e elementos para realizar análises qualitativas e quantitativas. De acordo com a diferença da fonte de luz de excitação, ela é dividida em espectroscopia de emissão de fonte de faísca (Spark-OES), espectroscopia de emissão de descarga luminosa (GD-OES), espectroscopia de emissão induzida por laser (LIBS), etc.

A espectrometria de emissão de fonte de faísca é adequada para análise rápida de ligas de metal a granel e pode realizar análises automáticas e inteligentes da produção de aço na frente do forno. A espectroscopia de emissão de descarga brilhante é adequada para inspeção de superfície e análise de profundidade de materiais metálicos e envolve a determinação de carbono na análise de composição de alguns materiais de aço.

A espectroscopia de emissão induzida por laser é adequada para análise in-situ não destrutiva (minimamente invasiva) de ablação localizada e adequada para análise de composição de aço inoxidável.

(2) Outros métodos:

Além da espectroscopia, a espectroscopia de fluorescência de raios-X (XRF), a espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), a espectrometria de massa de descarga luminosa (GD-MS), etc. são comuns.

O XRF é adequado para inspeção no local e análise quantitativa de laboratório de ligas metálicas, amostras geológicas e materiais não metálicos; O XPS é adequado para análise semiquantitativa da composição da superfície de amostras de pó e análise de valência de elemento; O GD-MS é adequado para materiais de alta pureza e ligas metálicas. A análise de micro-traços e ultra-traços de elementos é mencionada na determinação do teor de carbono em aço de baixa liga e liga de alta temperatura.

2. Resumo

Após décadas de desenvolvimento, o método de análise de carbono em aço inoxidável formou gradualmente um método de análise baseado na absorção infravermelha de alta frequência. Esses padrões estabelecidos por métodos de análise tradicionais, como o método de volume de gás, estão gradualmente sendo absorvidos pelo infravermelho de alta frequência. Substituído pelos padrões da lei. Métodos de análise física, como espectrometria de emissão atômica com fonte de faísca, espectrometria de emissão de descarga luminescente ou espectrometria de massa também são usados, mas eles têm requisitos especiais para material de amostra, tamanho e forma, ou não podem alcançar uma análise quantitativa precisa, o que limita o campo de aplicação.

A tendência de desenvolvimento atual dos métodos de detecção de carbono é expandir continuamente o campo de aplicação e a faixa de medição do método de absorção infravermelho de combustão por indução de alta frequência, padronizar os métodos de detecção de muitos materiais e melhorar continuamente a precisão e exatidão da análise de sólidos de múltiplos elementos métodos representados por análise espectral. Precisão, também é necessário desenvolver e produzir mais amostras padronizadas de diferentes tipos de materiais e diferentes gradientes de teor de carbono, a fim de melhor atender aos campos de pesquisa de metalurgia, processamento mineral e materiais.