کربن موجود در چدن - دلیل نیاز به "ریخته گری سفید"

هنگام تجزیه و تحلیل فلزات دانه‌ای توسط جرقه OES استفاده از یک «پیش جرقه» یا «پیش سوختن» قبل از اندازه‌گیری واقعی، امری عادی است. این پیش جرقه شامل چندین هزار جرقه پرانرژی است که هدف آنها ذوب کردن و در نتیجه همگن کردن سطح نمونه قبل از اندازه‌گیری است. متأسفانه، اگر ناخالصی‌های گرافیت آزاد وجود داشته باشد، پیش جرقه منجر به تصعید برخی یا تمام گرافیت قبل از انجام اندازه‌گیری واقعی می‌شود که منجر به کاهش مقادیر کربن می‌شود. این اثر را می‌توان با نگاه کردن به ناحیه پیش جرقه در زیر میکروسکوپ مشاهده کرد.

برای نمونه‌برداری از نمونه‌های فلز مذاب، اول از همه باید اطمینان حاصل شود که نمونه آنالیز می‌تواند میانگین ترکیب شیمیایی مذاب یا محصول نمونه‌برداری شده را نشان دهد، یعنی عناصر نمونه باید یکنواختی خوبی داشته باشند. ثانیاً، نمونه باید در حین پردازش، آلاینده‌هایی مانند پوشش‌ها، رطوبت و گرد و غبار را از بین ببرد و همچنین از منافذ، ترک‌ها، سستی‌ها، برآمدگی‌ها، چین‌ها یا سایر عیوب سطحی جلوگیری کند. در نهایت، هنگامی که نمونه در حال خنک شدن است، ترکیب شیمیایی و ساختار متالوگرافی آن باید ثابت نگه داشته شود. به عنوان مثال، نمونه‌های چدن باید به مشکل ریخته‌گری سفید توجه کنند. ریخته‌گری سفید به این معنی است که در هنگام خنک شدن سریع، عنصر کربن موجود در چدن در ساختار متالوگرافی به شکل سمنتیت (کاربید Fe3C) وجود دارد و شکستگی آن سفید روشن است، بنابراین به آن ساختار چدن سفید گفته می‌شود. پس از عملیات چدن سفید، عنصر کربن آن در ساختار متالوگرافی به شکل کاربید (Fe3C) وجود دارد، بدون کربن گرافیتی. عنصر کربن به طور یکنواخت‌تری در ساختار چدن سفید به شکل کاربید (Fe3C) و بدون جدایش توزیع شده است، که الزامات طیف‌سنجی خوانش مستقیم فوتوالکتریک برای نمونه‌ها را برآورده می‌کند.

اگر درجه سفیدکاست ضعیف باشد، درصد C و S مورد تجزیه و تحلیل بیشتر خواهد بود. بنابراین، هرچه درجه سفیدکاست بهتر باشد، تجزیه و تحلیل اجزای موجود در نمونه دقیق‌تر خواهد بود.

وقتی آهن مذاب در قالب مسی ریخته می‌شود، شروع به انجماد می‌کند. پس از انجماد کامل نمونه، می‌توان آن را از قالب خارج کرده و برای خنک شدن در آب قرار داد. پس از خنک شدن نمونه، می‌توان آن را بیرون آورده و صیقل داد و سپس با طیف‌سنج آنالیز کرد.

لازم به ذکر است که:

۱. «سرد شدن سریع» به زمان کوتاهی که طول می‌کشد تا آهن مذاب جامد شود اشاره دارد. باید از قالب مسی استفاده شود و صفحه مسی برای صفحه زیرین بهترین گزینه است.

۲. نمونه باید با موفقیت در یک مرحله ریخته‌گری شود.

۳. از آنجا که نمونه "ریخته گری سفید" بسیار سخت است، هنگام سنگ زنی نمونه، باید از کاغذ سنباده، دیسک سنباده یا چرخ سنگ زنی با اندازه ذرات بزرگتر، بافت سخت تر و چسبندگی بهتر استفاده شود.