[发明专利]一种合金钢样品夹杂含量快速测定的分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对合金钢样品夹杂含量快速测定的分析方法，属于金属材料检测技术领域。

背景技术

钢中氧化物夹杂对钢的加工性能、焊接性能、抗疲劳性以及表面质量等特性有很大的影响。以纯净钢、IF钢为代表的许多新品种钢，要求对钢中氧化物夹杂进行严格的控制，以提高钢质的纯净度，改善其性能；此外，重轨连铸坯等样品中氧化物夹杂剖析也要求能够快速、准确的提供其分布，用以指导工艺课题的深入研究。因此，对钢中氧化物夹杂的分析意义重大，研究其新的分析方法尤为紧迫。

直读光谱仪是当今世界上比较先进的大型精密检测仪器，越来越广泛地应用于合金钢炉外精炼及其样品剖析。但其用于分析检测钢中的氧化物夹杂时，如果按照传统的分析方法进行，则存在分析周期太长(一般需要数天时间)和难以反映氧化物夹杂真实分布状况等弊端。而且原设备中带有的夹杂物分析软件存在如下缺陷：①采用光谱谱线的绝对强度进行分析，不能克服铁基带来的背景干扰；②分析门槛值取值较低，不易后期的数据处理；③对于氧化物夹杂不能明确分辨，将碳化物、硫化物、氮化物等的异常放电的光谱现象没有进行区分。申请号为CN03111077.0的专利公开了一种针对氧化物夹杂的快速分析方法，但在计算氧夹杂含量时，需要用标准样品绘制标准曲线，而要制备夹杂含量均匀的标准样品在现有技术下是很难办到的，而且单火花光谱分析涉及表面氧化物夹杂含量的测定，而用标准样品做标准曲线却需要化学方法，涉及单位体积的氧化物夹杂含量，二者之间的对应关系不够准确。采用化学方法绘制标准曲线也不能满足快速测量的要求。目前为止，未见有快速、全面、准确测定钢中夹杂含量的分析方法的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种合金钢样品夹杂化合物M_xN_y含量快速测定的光谱分析方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种合金钢样品夹杂化合物M_xN_y含量快速测定的光谱分析方法，其特征在于：它是用M元素或N元素光谱异常条数与总光谱条数的比值来计算M元素或N元素夹杂物含量，分子式M_xN_y中的x、y为该化合物中M元素与N元素原子数的最简整数比，如Al₂O₃中x为2，y为3；

它包括如下步骤：

a、采集单火花光谱数据：

把样品放在激发台上，在氩气气氛中进行放电，利用单火花光谱分析系统将一定积分时间内，多个元素的单次放电的信号强度值都实时地记录下来，利用相应的软件将火花光谱分解开来，得到元素的单火花强度分布谱图；

b、计算比强度；

c、分别设定M元素、N元素的门槛值，门槛值公式：Im＝Io+Kσ，Io为平均比强度，K＝4，σ为比强度标准偏差；

d、高于M元素门槛值或N元素门槛值的数据进入数据处理系统，以高于门槛值的光谱条数除以总光谱条数计算夹杂物含量：以高于M元素门槛值的光谱条数除以总光谱条数，计算M元素夹杂化合物总含量；以高于N元素门槛值的光谱条数除以总光谱条数，计算N元素夹杂化合物总含量；以同时高于M元素门槛值和N元素门槛值的光谱条数除以总光谱条数，计算M_xN_y夹杂物含量。

在本发明方法中，M_xN_y中的N元素为氧、氮、硫或碳元素。

用本发明方法还可以直接计算某一单质杂质含量。

其中，比强度是以“M元素强度/铁元素强度”或“N元素强度/铁元素强度”来计算的，如：铝元素比强度＝铝元素强度/铁元素强度，硅元素比强度＝硅元素强度/铁元素强度，氧元素比强度＝氧元素强度/铁元素强度。

M元素为合金钢中的夹杂元素，如：铝、硅、锰、镁、钙、钛、铬等元素。

本发明方法具有如下优点和积极效果：

1、以光谱条数计算夹杂物含量，不需要标准样品和通过化学方法制作标准曲线来确定夹杂含量，结果更加准确、可靠。

2、可用Microsoft-Excel等编制成相应的分析程序软件，只要几分钟就可以测出各种夹杂物含量，极大地提高了分析效率。

3、不仅满足了我国目前钢铁行业对钢中氧化物夹杂分析地要求，而且为今后开发其它大型仪器设备的新功能也具有一定的示范借鉴意义。

附图说明

图1是PD3重轨样品横截面剖析取样点图；

图2是铝元素单火花强度图；