[发明专利]一种测试合金板材中元素分布的方法

说明书

技术领域：

本发明属于冶金分析技术领域，具体涉及一种测试合金板材中元素分布的方法。

背景技术

合金板材中的元素分布实质上是不均匀的。特别是在铸态条件下，由于每种元素的比重不一样，会造成比重偏析。另外，合金凝固的先后次序不一样，也会造成元素分布不均匀。即使是均匀化处理，也难以使板材中的元素均匀分布。因而，非均匀性是板材中普遍存在的问题。而恰恰就是这种不均匀性会严重影响到金属板材的力学、物理和化学等多个方面的性能。在绝大多数情况下，人们往往要求板材中的元素分布更加均匀。这就需要了解板材中的元素的分布情况，为冶炼和热处理工艺改进提供有效的定量数据，但要比较准确地知道元素在板材中的分布情况比较难。

目前利用金相显微镜和扫描电镜能谱仪对元素的分布进行分析（李玉胜,翟虎,马宝民,等.高强度ZL205A合金大型铸件“白点”偏析研究[J].铸造,2007,56(2):185-187.），利用金相显微镜进行金相组织分析，虽然可直观的确定是否存在显微组织偏析，能对元素的分布进行定性的分析，但是无法定量确定元素的分布情况，而扫描电镜能谱仪能对元素的分布情况进行定性和定量分析，但是在合金元素含量很小的情况下，扫描电镜能谱仪无法测量或者测量偏差较大，因此均不能为冶炼和热处理工艺提供有效的定量数据。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种能够准确的测试合金板材中元素分布的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：

步骤一、在待测试的板材中截取直径为10～20mm和厚度与板材相同的样品，除样品的上表面或下表面外，其余表面采用胶粘剂进行密封，制得测试样品。

步骤二、取浓度为20～50%强酸溶液于玻璃容器中，再向玻璃容器中加入强酸溶液体积0.3～1%的氯化汞，制得测试用溶液。

步骤三、取10ml测试用溶液于第1烧杯中，称量和记录测试样品质量m₀，将称量后的测试样品放入第1烧杯中，采用超声波震荡搅拌，震荡搅拌时间为30～240s，取出用蒸馏水冲洗，烘干。再称量和记录第1次腐蚀后的测试样品质量m₁，根据第1次腐蚀前后测试样品的质量差△m₁=m₀-m₁，通过反应面积和待测试的板材密度计算出第1次腐蚀掉的厚度△H₁。然后用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得第1烧杯中测试用溶液中各元素的浓度。

步骤四、取10ml测试用溶液于第2烧杯中，将第1次腐蚀后的测试样品放入第2烧杯中，采用超声波震荡搅拌，震荡搅拌时间为30～240s，取出用蒸馏水冲洗，烘干。再称量和记录第2次腐蚀后的测试样品质量m₂，根据第2次腐蚀前后测试样品的质量差△m₂=m₁-m₂，通过反应面积和待测试的板材密度计算出第2次腐蚀掉的厚度△H₂。然后用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得第2烧杯中测试用溶液中的各元素的浓度。

步骤五、重复步骤四所述的方法，进行第3次、……、第n-1次的测试。第n次的测试方法是：即取10ml测试用溶液于第n烧杯中，将第n-1次腐蚀后的测试样品放入第n烧杯中，采用超声波震荡搅拌，震荡搅拌时间为30～240s，测试样品被全部腐蚀，取出密封测试样品用环氧树脂AB胶用蒸馏水冲洗，烘干。再称量和记录第n次腐蚀后的密封测试样品用环氧树脂AB胶m_n，根据第n次腐蚀前的测试样品和腐蚀后的密封测试样品环氧树脂AB胶的质量差△m_n=m_n-1-m_n，通过反应面积和待测试的板材密度计算出第n次腐蚀掉的厚度△H_n。然后用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得第n烧杯中测试用溶液中各元素的浓度。

步骤六、根据步骤三～步骤五依次得到所腐蚀掉的厚度△H₁、△H₂、……、△H_n，再根据第1烧杯、第2烧杯、……、第n烧杯中测试用溶液中各元素的浓度，得到测试样品沿厚度△H₁、△H₂、……、△H_n方向上所对应的各元素的分布情况。

所述的密封样品的胶粘剂为环氧树脂AB胶。