Изложены вопросы влияния состава и размеров пробы на результаты спектрального анализа чугу-нов, простых и сложнолегированных сталей, жаропрочных сплавов, а также сплавов легких и цветных металлов. Обобщены данные, полученные при исследованиях, связанных с выпуском общесоюзных эталонов для различных групп сплавов, широко применяемых в промышленности, а также материалы, опубликованные в отечественной и зарубежной литературе. Особое внимание уделяется описанию приемов подавления и учета влияния структуры и состава сплавов на результаты анализа, а также вопросам рационального пробоотбора в связи с применением для анализа обычных и вакуумных кван-тометров, высказываются некоторые соображения о перспективах исследований в этом направлении. Книга предназначена для инженерно-технических работников спектральных лабораторий предприятий металлургической и металлообрабатывающей промышленности, а также сотрудников научно-исследовательских организаций.
Табл. 15, илл. 102, библ. 304.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Спектральный анализ как метод изучения вещества находит все более широкое применение в науке и технике. В черной и цветной металлургии, а также в отраслях промышленности, потребляющих металлы и сплавы, для контроля их химического состава особенно широкое распространение получил эмиссионный атомный количественный анализ.
Успех внедрения методов количественного спектрального анализа в значительной мере зависит от того, насколько изучено влияние различных факторов, иногда сильно искажающих результаты определений. В настоящее время еще не полностью изучен вопрос о влиянии элементов* и размеров пробы на результаты спектрального анализа сплавов. Это вызывает большие затруднения как при разработке методик анализа некоторых сплавов в производственных условиях, так и при назначении композиции эталонов перед их выпуском.
Изучению влияния состава и размеров пробы посвящено много исследований в нашей стране и за рубежом. Однако до настоящего времени отсутствует единство мнений об основных особенностях влияний, их механизме, а также путях подавления или уменьшения этих влияний. Особенно актуальными эти вопросы становятся в связи с применением фотоэлектрических приборов и необходимостью
* Во всех случаях, когда речь идет о влиянии элементов, массы и формы, по существу имеет место влияние различия в составе, массе и форме анализируемых проб и применяемых эталонов. Однако для краткости в дальнейшем мы будем придерживаться старой термино-
логии.
создания унифицированных методов спектрального анализа различных сталей и сплавов.
Настоящая книга является попыткой последовательно изложить вопросы влияния состава, массы и формы монолитной пробы на результаты спектрального анализа сплавов. Часть материала, касающаяся анализа чугунов, сталей и жаропрочных сплавов, излагается по данным исследований, проведенных автором в Лаборатории стандартных образцов (ЛСО, ныне преобразованной во Всесоюзный институт стандартных образцов и спектральных эталонов) в связи с выпуском соответствующих эталонов. Влияние и размер пробы при анализе сплавов цветных и благородных металлов, так же как и некоторые приемы учета и подавления влияния состава и размеров пробы на результаты анализа сплавов излагаются преимущественно по литературным данным.
Выводы некоторых исследователей о природе влияний вышеуказанных факторов иногда находятся в прямом противоречии с данными, полученными при проведении опыта, или являются результатом только предположений. Поэтому в отдельных случаях автор излагал свою точку зрения, хотя она, естественно, не является бесспорной.
При накоплении материала для написания настоящей книги автор неоднократно обсуждал некоторые вопросы со спектроскопистами. Особенно признателен автор за ценные дискуссии канд. техн. наук|В. Г. Корицкому,| докторам наук Н. С. Свентицкому, А. Р. Стриганову, С. М. Райскому, Н. К. Рудневскому, кандидатам техн. наук Л. Н, Филимонову, Н. В. Буянову и И. А. Грикиту.
Автор заранее благодарен читателям за критические замечания и отзывы, которые просит присылать по адресу: Киев, 4, Пушкинская, 28, издательство чТехткш».
Глава I
О ПОСТУПЛЕНИИ МАТЕРИАЛА ПРОБЫ
В ИЗЛУЧАЮЩЕЕ ОБЛАКО
ПРИ СПЕКТРАЛЬНОМ АНАЛИЗЕ МЕТАЛЛОВ
И СПЛАВОВ
ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ НА ЭЛЕКТРОДАХ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИСКРОВЫХ
И ДУГОВЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ
В настоящее время в практике эмиссионного спектрального анализа металлов и сплавов наибольшее распростране-,ние получили искровые и дуговые источники возбуждения. В зависимости от типа источника характер процессов на электродах и, как следствие, поступление материала пробы в излучающее облако могут существенно изменяться.
Так, например, при применении конденсированной искры материал пробы в излучающее облако поступает за счет выбросов светящихся факелов, которые образуются в результате высвобождения за короткое время (10~5— 10~в сек) очень большой энергии разряда на малом участке поверхностного слоя электродов [12, 120, 146].
Обобщение данных о характере разрушения металлических электродов показывает, что в процессе эрозии доминирует нестационарный процесс распространения тепла от плоских источников*, образовавшихся на поверхности электродов под действием электрических разрядов [78]. Процесс эрозии обусловлен действием плоского источника Тепла на поверхности электродов, сил электрического характера (пондеромоторные силы электромагнитного и электротермического происхождения) и механических сил термического происхождения (мгновенного газовыделения, сил сжатия при прохождении тепловой волны) [77, 78].
Г. И. Покровский и В. И. Лихтман [139] исследовали структурные изменения алюминиевого электрода после Действия апериодического конденсированного искрового
При энергии порядка 10—20 эв электроны и ионы не проникают на замртт/ш rnvritiuv и птпянчт ЧНРПГИЮ повеохности.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Стр.
. а
ГЛАВА I. О поступлении материала пробы в излучающее облако
при спектральном анализе металлов и сплавов ... 5-
Процессы, протекающие на электродах при использовании искровых и дуговых источников возбуждения $ Особенности использования специальных источников возбуждения..............9-
ГЛАВА II. Влияние состава пробы на результаты спектрального анализа чугунов, сталей, жаропрочных сплавов, сплавов легких и цветных металлов........13
Литейные и передельные чугуны.......17
Легированные чугуны...........22
Низко- и среднелегированные стали......26
Высоколегированные стали.........40
Жаропрочные сплавы...........52
Алюминиевые сплавы...........56
Магниевые сплавы............61
Медные сплавы.............6$
ГЛАВА III. Общие закономерности и природа влияния состава пробы 67 Основные особенности влияния элементов .... 67 Некоторые особенности эффекта обыскривания и связи электрической эрозии пробы с ее составом .... 80 Зависимость интенсивности спектральных линий элементов пробы от окислительной способности атмосферы 93 Связь поступления элементов в излучающее облако с их диффузией в поверхностных слоях пробы . . .104 О механизме влияния элементов........116
ГЛАВА IV. Общие закономерности и природа влияния размеров
пробы..................124
Влияние массы пробы...........126
Влияние диаметра пробы..........133
Основные особенности влияния размеров пробы . .138 Влияние температуры пробы на процесс обыскривания (обжига)................139
211
О связи влияния массы пробы с окислительной способностью атмосферы............147
О природе влияния размеров пробы ...... 149
•ГЛАВА V. Приемы подавления влияния состава пробы .... 157 Анализ с применением искрового возбуждения . . 158 Анализ с применением дугового возбуждения . . . 163 Применение искрового и дугового возбуждений с использованием контролируемой атмосферы . . .164 Анализ с применением низковольтного импульсного
источника возбуждения..........174
Специальные приемы ........... 175
'ГЛАВА VI. Приемы подавления влияния размеров пробы . . . 182 Уменьшение теплового воздействия источника возбуждения на пробу..............182
Увеличение скорости теплоотвода от проб малой массы Применение для анализа нейтральной атмосферы и другие приемы.............184
ГЛАВА VII. Приемы учета влияния состава пробы.....184
Учет разбавления основы сплава ...... 184
Метод параллельных графиков........187
Метод расчетных графиков.........190
Эмпирические методы учета.........191
ГЛАВА VIII. О рациональном пробоотборе при спектральном анализе сплавов.........•.....194
Некоторые особенности пробоотбора при анализе передельных чугунов, углеродистых и среднелегированных
сталей ................195
О направлениях исследований по разработке рационального пробоотбора при анализе чугунов и сталей с. применением обычных и вакуумных квантометров 197
ЛИТЕРАТУРА......-...........199
Цена: 150руб.
