金屬材料分析相關(guān)知識(shí)
自然界中大約有70多種金屬,其中常見的有鐵、銅、鋁、錫、鎳、金、銀、鉛、鋅等。而合金是指兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬結(jié)合而成,具有金屬特性的材料。常見的合金如鐵和碳所組成的鋼合金;鐵、鉻、鎳組成的不銹鋼;銅和鋅所形成的黃銅等。
金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。
黑色金屬又稱鋼鐵材料,包含純鐵,含碳 2%~4%的鑄鐵,含碳小于 2%的碳鋼,以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、工具鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。
鐵是地球上最豐富且價(jià)廉的金屬元素,幾乎是所有的產(chǎn)業(yè)不可欠缺的基礎(chǔ)素材。從冰箱、廚具、洗衣機(jī)、汽車、鐵道、電車、鐵橋、船舶、電塔、樓宇、廠房、機(jī)械無不充斥著它的身影。
有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金,通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高,并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小,具有良好的綜合機(jī)械性能。常用的有色合金有鋁合金、銅合金、鎂合金、鎳合金、錫合金、鈦合金、鋅合金等。作為結(jié)構(gòu)材料和功能材料廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)、建筑業(yè)、電子工業(yè)、航空航天、核能利用等領(lǐng)域。
鑄態(tài)金屬組織缺陷
鑄態(tài)金屬常見的組織缺陷有縮孔、疏松、偏忻、內(nèi)裂紋、氣泡和白點(diǎn)等。
縮孔
金屬在冷凝過程中由于體積的收縮而在鑄錠或鑄件心部形成管狀(或喇叭狀)或分散的孔洞,稱為縮孔?s孔的相對(duì)體積與與液態(tài)金屬的溫度、冷卻條件以及鑄件的大小等有關(guān)。液態(tài)金屬的溫度越高,則液體與固體之間的體積差越大,而縮孔的體積也越大。向薄壁鑄型中澆注金屬時(shí),型壁越薄、則受熱越快,液態(tài)金屬越不易冷卻,在剛澆完鑄型時(shí),液態(tài)金屬的體積也越大,金屬冷凝后的縮孔也就越大。
疏松
在急速冷卻的條件下澆注金屬,可避免在鑄錠上部形成集中縮孔,但此時(shí)液體金屬與固態(tài)金屬之間的體積差仍保持一定的數(shù)值,雖然在表面上似乎已經(jīng)消除了大的縮孔,可是有許多細(xì)小縮孔即疏松,分布在金屬的整個(gè)體積中。
鋼材在鍛造和軋制過程中,疏松情況可得到很大程度的改善,但若由于原鋼錠的疏松較為嚴(yán)重、壓縮比不足等原因,則在熱加工后較嚴(yán)重的疏松仍會(huì)存在。此外,當(dāng)原鋼錠中存在著較多的氣泡,而在熱軋過程中焊合不良,或沸騰鋼中的氣泡分布不良,以致影響焊合,亦可能形成疏松。z89g88l5ysqw
疏松的存在具有較大的危害性,主要有以下幾種:(1)在鑄件中,由于疏松的存在,顯著降低其力學(xué)性能,可能使其在使用過程中成為疲勞源而發(fā)生斷裂。在用作液體容器或管道的鑄件中,有時(shí)會(huì)存在基本上相互連接的疏松,以致不能通過水壓試驗(yàn),或在使用過程中發(fā)生滲漏現(xiàn)象;(2)鋼材中如存在疏松,亦會(huì)降低其力學(xué)性能,但因在熱加工過程中一般能減少或消除疏松,故疏松對(duì)鋼材性能的影響比鑄件的;(3)金屬中存在較嚴(yán)重的疏松,對(duì)機(jī)械加工后的表面粗糙度有一定的影響。
重金屬的定量檢測(cè)分析分類
1. 原子吸收光譜(簡(jiǎn)稱:AAS),即原子吸收光譜法,是基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對(duì)紫外光和可見光范圍的相對(duì)應(yīng)原子共振輻射線的吸收強(qiáng)度來定量被測(cè)元素含量為基礎(chǔ)的分析方法,是一種測(cè)量特定氣態(tài)原子對(duì)光輻射的吸收的方法。它在地質(zhì)、冶金、機(jī)械、化工、農(nóng)業(yè)、食品、輕工、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、材料科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。該法主要適用樣品中微量及痕量組分分析。
2.分光光度法(spectrophotometry 縮寫為SP):一種是利用物質(zhì)本身對(duì)紫外及可見光的吸收進(jìn)行測(cè)定;另一種是生成有色化合物,即“顯色”,然后測(cè)定。雖然不少無機(jī)離子在紫外和可見光區(qū)有吸收,但因一般強(qiáng)度較弱,所以直接用于定量分析的較少。加入顯色劑使待測(cè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為在紫外和可見光區(qū)有吸收的化合物來進(jìn)行光度測(cè)定,這是目前應(yīng)用最廣泛的測(cè)試手段。