الزامات کلیدی برای آماده‌سازی نمونه آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم برای آنالیز طیف‌سنجی

آلومینیوم و آلیاژهای آن خواص منحصر به فردی از جمله نقطه ذوب پایین، میل ترکیبی بالا با اکسیژن، سختی نسبتاً کم و عناصر آلیاژی فرار از خود نشان می‌دهند که آماده‌سازی نمونه آنها را نسبت به فلزات آهنی دشوارتر می‌کند. آماده‌سازی نمونه استاندارد پیش‌نیاز تجزیه و تحلیل دقیق ترکیب از طریق ...طیف‌سنجی نشری نوری(OES). در زیر الزامات فنی اصلی و دستورالعمل‌های عملیاتی استاندارد آمده است:

۱. پیشگیری دقیق از گرمای بیش از حد

آلومینیوم با نقطه ذوب تنها ۶۶۰ درجه سانتیگراد، در طول آماده‌سازی به شدت مستعد گرم شدن بیش از حد سطح است. گرمای بیش از حد باعث ضخیم شدن لایه‌های اکسید، تبخیر عناصر با نقطه جوش پایین (مانند منیزیم، روی و لیتیوم)، جدایش تبلور مجدد موضعی و لایه‌های سخت شده در اثر کار می‌شود که همگی منجر به انحراف قابل توجه در نتایج تحلیلی می‌شوند.

· در حین سنگ‌زنی، فشار ملایم و یکنواختی اعمال کنید. از سنگ‌زنی طولانی مدت یک طرفه خودداری کنید؛ در صورت افزایش قابل توجه دمای سطح، اجازه دهید نمونه‌ها به طور طبیعی خنک شوند. تغییر رنگ سطح، چسبندگی مواد یا آثار ذوب موضعی غیرقابل قبول است.

برای عملیات تراشکاری یا فرزکاری، ابزارهای برشی تیز را در اولویت قرار دهید، با سرعت اسپیندل و نرخ پیشروی کنترل‌شده برای به حداقل رساندن گرمای اصطکاکی. چرخ‌های سنگ‌زنی معمولی به دلیل تولید گرمای زیاد و ذرات ساینده درشت توصیه نمی‌شوند.

برای سری‌های 5xxx (Al-Mg)، 7xxx (Al-Zn-Mg-Cu) و آلیاژهای Al-Li با محتوای بالای عناصر فرار، برش با سرعت پایین نسبت به سنگ‌زنی ترجیح داده می‌شود تا از دست رفتن عناصر سطحی به حداقل برسد.

۲. انتخاب مناسب مواد ساینده و فرآیند

بافت نسبتاً نرم آلومینیوم، آن را مستعد پارگی سطحی و فرورفتگی ناشی از سایش در هنگام استفاده از سنباده‌های درشت می‌کند.

تسمه‌های ساینده یا کاغذ سنباده کاربید سیلیکون توصیه می‌شوند. برای شکل‌دهی عمومی، گریت ۱۲۰ تا ۲۴۰ مناسب است؛ برای آلیاژهای نرم و آلومینیوم با خلوص بالا، می‌توان از گریت ۳۲۰ برای پرداخت نهایی استفاده کرد. برای جلوگیری از خراش‌های عمیق و پارگی فلز، باید از گریت‌های درشت‌تر از ۸۰ مش اجتناب شود.

تراشکاری و فرزکاری برای قطعات آهنگری شده ایده‌آل هستندآلیاژهای آلومینیومبا سختی بالاتر (سری 2xxx، 7xxx)، سطوح یکنواختی را بدون خطر فرورفتگی ناشی از سایش ارائه می‌دهد.

پرداخت بیش از حد ضروری نیست. سطوح بیش از حد ظریف، اکسیداسیون را تسریع می‌کنند و ممکن است یک لایه سخت شده بیش از حد ضخیم تشکیل دهند که پایداری تحریک را مختل می‌کند. یک سطح مات یکنواخت از ساینده ۲۴۰ گریت، الزامات معمول را برآورده می‌کند.تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی.

۳. کنترل اکسیداسیون و آنالیز فوری

آلومینیوم به عنوان یک فلز با میل ترکیبی بالا با اکسیژن، در عرض چند ثانیه در هوا یک لایه اکسید در مقیاس نانو روی سطوح تازه آماده شده تشکیل می‌دهد. یک لایه اکسید ضخیم‌تر، پایداری تحریک را کاهش می‌دهد و دقت عناصر سبک مانند Si، Mg و Cu را کاهش می‌دهد.

تجزیه و تحلیل باید ظرف 30 ثانیه پس از آسیاب کردن، با حداکثر فاصله مجاز 2 دقیقه، تکمیل شود.

هرگز سطح مورد آزمایش را با دست خالی لمس نکنید. عرق، چربی و نمک سطح را آلوده کرده و اکسیداسیون را تسریع می‌کنند. در صورت نیاز به تمیز کردن، فقط از اتانول یا استون بی‌آب استفاده کنید و بلافاصله پس از خشک شدن در هوا، تحریک را انجام دهید.

نمونه‌هایی که پس از نگهداری تیره‌تر شده‌اند یا درخشندگی فلزی خود را از دست داده‌اند، باید قبل از تجزیه و تحلیل، دوباره آسیاب شوند تا کل لایه اکسید از بین برود.

۴. درمان هدفمند برای انواع نمونه‌های خاص

ورق‌ها و پروفیل‌های آلومینیومی روکش‌دار

لایه روکش سطحی از آلومینیوم با خلوص بالا با ترکیب کاملاً متفاوت از آلیاژ پایه است و باید کاملاً برداشته شود.

·سنگ زنی را تا عمقی بیش از ضخامت روکش یک طرفه (معمولاً 2 تا 5 درصد از کل ضخامت ورق) انجام دهید. برای تأیید رنگ یکنواخت در کل سطح برانگیخته، بدون هیچ ناحیه آلومینیوم خالص باقیمانده، سنگ زنی متقاطع انجام دهید.

آلیاژهای آلومینیوم ریخته‌گری شده

ساختارهای ریخته‌گری معمولاً حاوی تخلخل، سوراخ‌های دمشی، حفره‌های انقباضی و جدایش بین دانه‌ای هستند؛ آلیاژهای پر سیلیسیم همچنین ممکن است دارای تجمع سیلیسیم اولیه باشند.

· نواحی متراکم و عاری از نقص را برای ماشینکاری انتخاب کنید، از تخلخل، آخال‌های سرباره و سایر عیوب ریخته‌گری جلوگیری کنید.

برای نمونه‌هایی که تفکیک ترکیب آنها آشکار است، حداقل ۳ تا ۵ آزمایش تحریک در موقعیت‌های مختلف انجام دهید و میانگین مقادیر را در نظر بگیرید. نتایج تک نقطه‌ای نمایانگر نیستند.

آلیاژهای آلومینیوم آهنگری شده (ورق، میله، پروفیل)

قبل از آماده سازی سطح مورد آزمایش، پوسته‌های اکسیدی، لایه‌های غیرفعال، پوشش‌ها و لکه‌های روغنی را به طور کامل از سطح پاک کنید.

· توصیه می‌شود سطح تحریک عمود بر جهت نورد/اکستروژن باشد تا تأثیر بافت تغییر شکل بر نتایج کاهش یابد.

۵. پیشگیری از آلودگی متقابل

سطح آلومینیوم تازه و بسیار فعال به راحتی توسط فلزات خارجی آلوده می‌شود و حذف کامل لایه آلودگی دشوار است.

تسمه‌های ساینده، ابزارهای برش، وسایل و سایر ابزارهای آماده‌سازی باید منحصراً به نمونه‌های آلومینیومی اختصاص داده شوند. برای جلوگیری از آلودگی متقابل آهن، مس و سایر عناصر، ابزارها را با فولاد، آلیاژهای مس یا سایر فلزات به اشتراک نگذارید.

محل آماده‌سازی را تمیز نگه دارید تا از نشستن گرد و غبار فلز روی سطوح آلومینیومی تازه جلوگیری شود.

۶. الزامات اندازه نمونه و مسطح بودن

سطح مورد نیاز برای آنالیز باید بزرگتر از نقطه تحریک طیف‌سنج باشد (معمولاً ≥10 میلی‌متر) تا تحریک کامل در ناحیه نمونه تضمین شود.

سطح باید صاف و بدون تاب باشد تا آب‌بندی محکم با پایه تحریک تضمین شود و از نشت آرگون جلوگیری شود.

ضخامت نمونه توصیه شده ≥2 میلی‌متر است. برای نمونه‌های بیش از حد نازک، قبل از تجزیه و تحلیل از یک تکیه‌گاه آلومینیومی خالص برای پشتیبانی استفاده کنید.

رعایت مشخصات فوق، عملکرد تحریک قابل اعتماد و تجزیه و تحلیل دقیق ترکیب شیمیایی را برای نمونه‌های آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم تضمین می‌کند.طیف‌سنجی نشری نوریآزمایش کردن.

سوالات متداول

س: چرا نقاط تحریک اغلب پس از آماده‌سازی نمونه طیف‌سنجی برای آلیاژهای آلومینیوم با سیلیکون بالا (مانند A380 و ADC12) ناپایدار یا غیرطبیعی هستند؟

الف) آلیاژهای آلومینیوم پرسیلیس ریخته‌گری شده و ریخته‌گری شده حاوی مقدار زیادی فازهای سیلیکون یوتکتیک (و سیلیکون اولیه در گریدهای هایپریوتکتیک) هستند که منجر به اختلاف سختی زیادی بین فازهای نرم و سخت می‌شود. در صورت تهیه با استفاده از چرخ‌های سنگ‌زنی خشک یا کاغذ سنباده:

• کندن فاز سیلیکونیذرات سیلیکون با سختی بالا به راحتی با اعمال نیرو بیرون کشیده می‌شوند و میکروپیگمنت‌هایی روی سطح باقی می‌گذارند که باعث تخلیه جرقه ناهموار در حین تحریک می‌شوند.

• جاسازی با مواد ساینده و لکه‌گذاری با ماتریکسماتریس آلومینیوم نسبتاً نرم به راحتی تغییر شکل پلاستیکی می‌دهد و روی فازهای سیلیکون را می‌پوشاند. علاوه بر این، اگر از چرخ‌های کاربید سیلیکون (SiC) یا کاغذ سنباده استفاده شود، ذرات ساینده به راحتی در سطح فرو می‌روند. این امر نه تنها پایداری تحریک را مختل می‌کند، بلکه باعث اندازه‌گیری‌های کاذب سیلیکون (Si) نیز می‌شود.

راه حل پیشنهادیبرای آماده‌سازی نمونه، دستگاه‌های فرزکاری طیف‌سنجی اختصاصی و پرسرعت را در اولویت قرار دهید تا از سطوح مقطع تمیز، مسطح و دست‌نخورده فازهای سیلیکون اطمینان حاصل شود. از عیوب ریخته‌گری مانند سوراخ‌های دمشی و حفره‌های انقباضی در طول آزمایش خودداری کنید و 3 تا 5 آزمایش تحریک را در نقاط مختلف سطح نمونه انجام دهید تا نتایج را میانگین‌گیری کنید و خطاهای اندازه‌گیری ناشی از جداسازی ریزساختاری را به حداقل برسانید.

لطفا برای سوالات بیشتر یا اطلاعات دقیق با ما تماس بگیرید!

تلفن: +86-183-5283 6805

ایمیل: sales@jinyibo.com

وب سایت: www.jinyibo.com