理化檢測(cè)在金屬材料質(zhì)量控制中的作用

彭鋒(武漢國檢檢測(cè)技術(shù)有限公司,湖北 武漢 430062)

前言

進(jìn)行金屬材料的研究與金屬材料的組成成分和組織結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)工藝等信息分不開，取得此種信息的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ蕉喾N多樣，近階段，研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)較為合理的檢測(cè)模式就是理化檢測(cè)。依照理化檢測(cè)的研究模式和理論根據(jù)能全面的協(xié)助研究人員發(fā)現(xiàn)金屬材料組成成分與組織結(jié)構(gòu)和材料性能間的關(guān)聯(lián)。掌握其中存在的內(nèi)在規(guī)律。進(jìn)行理化檢測(cè)是金屬材料研究中缺一不可的步驟，體現(xiàn)出研究的重要性，經(jīng)過對(duì)其內(nèi)容與特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用方面的介紹，旨在理化檢測(cè)可以更全面的發(fā)展。

1.理化檢測(cè)內(nèi)容和特點(diǎn)

進(jìn)行理化檢測(cè)是金屬材料研究途中較為主要的一部分，檢測(cè)過程關(guān)系到物理與化學(xué)兩方面的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要運(yùn)用不同種類的測(cè)量設(shè)備和化學(xué)儀器，經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)取得金屬材料的組成與結(jié)構(gòu)信息，依照搜集的試驗(yàn)結(jié)果更直接總結(jié)性能和材料屬性間的關(guān)聯(lián)。進(jìn)行理化檢測(cè)涵蓋眾多方面，其中涵蓋物理檢測(cè)和化學(xué)試驗(yàn)等。物理檢測(cè)關(guān)系到的測(cè)試有以下測(cè)試：變形測(cè)試、彈性測(cè)試、應(yīng)力測(cè)試，化學(xué)試驗(yàn)主要是經(jīng)過各個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解析金屬材料中的成分組成與材料擁有的性能，各種不一樣的檢測(cè)需運(yùn)用眾多的基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)，在材料研究上給一定的理論支持。具有金屬材料結(jié)構(gòu)和性能數(shù)據(jù)信息，以此提供研究關(guān)系和變化規(guī)律。

2.理化檢測(cè)的研究核心

經(jīng)過各種實(shí)驗(yàn)獲得材料和性能信息之后，解析之間存在的關(guān)系是技術(shù)人員研究的著重點(diǎn)。對(duì)其金屬材料實(shí)行研究探索時(shí)，非常容易發(fā)覺金屬體現(xiàn)出來的特性主要是由材料的結(jié)構(gòu)模式?jīng)Q定的，金屬材料存在的元素模式由元素類型與工藝方法決定[1]。因此為了取得較好的性能金屬材料，需依照需要的性能來挑選金屬材料和材料結(jié)構(gòu)，在根據(jù)金屬材料的適用環(huán)境制定較為合理的加工處理模式，設(shè)計(jì)較為科學(xué)的工藝，經(jīng)過此種模式可以依照要求，直觀的制備金屬材料。

金屬材料研究的首要就是對(duì)材料成本進(jìn)行解析，運(yùn)用化學(xué)試驗(yàn)檢測(cè)材料中存在元素的含量。近階段對(duì)五種元素進(jìn)行檢測(cè)，其中涵蓋碳、錳、硅、硫、磷的含量。與此同時(shí)需對(duì)材料中影響到材料性能的元素進(jìn)行檢測(cè)，比如：鈦、鉻、鎳的含量進(jìn)行測(cè)量。進(jìn)行化學(xué)試驗(yàn)?zāi)芎芎玫臏y(cè)量出各種元素的含量，是較為合理的定量分析辦法，相關(guān)學(xué)者經(jīng)過光譜解析的模式對(duì)材料組成成分進(jìn)行測(cè)定，此種模式能獲得材料中包含的元素種類，不能準(zhǔn)確的得出元素含量數(shù)值。近階段，經(jīng)常用到的檢測(cè)辦法有化學(xué)檢測(cè)和電化學(xué)檢測(cè)以及原子光譜法，對(duì)金屬材料元素進(jìn)行測(cè)定時(shí)需依照實(shí)驗(yàn)要求運(yùn)用不同種類的辦法，整體采用各種辦法亦或挑選最為合理的方式。

目前最科學(xué)的整體性檢測(cè)模式就是物理化學(xué)分析，具體研究鋼與其余金屬材料中的第二相分離技術(shù)，檢測(cè)組織結(jié)構(gòu)和個(gè)數(shù)以及化學(xué)組成及布置狀況。此種模式能最大范圍的運(yùn)用各種材料，經(jīng)過解析各元素間的分配情況，總結(jié)有關(guān)數(shù)量和組成以及材料間的關(guān)系。當(dāng)前金屬材料研究結(jié)果顯示，經(jīng)過解析存在的元素組成來估算合金材料的部分性能。達(dá)到對(duì)分子結(jié)構(gòu)與材料的組織間的設(shè)計(jì)，依照檢測(cè)材料的力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來計(jì)算材料的實(shí)際壽命等。沒有全部的控制材料結(jié)構(gòu)和性能間的規(guī)律，進(jìn)行理化檢測(cè)研究可以陸續(xù)對(duì)此方面進(jìn)行更近一步的研究，健全科研成果。

3.理化檢測(cè)研究中擁有的應(yīng)用

經(jīng)常運(yùn)用的金屬材料解析檢測(cè)模式擁有很多類型，不一樣的類型模式應(yīng)用區(qū)域不同，對(duì)于檢測(cè)的效果也存在不同，有效的挑選實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ侥茉谝欢ǔ潭壬蠀f(xié)助更好的完成檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。下面主要介紹幾種檢測(cè)方法，詳細(xì)簡(jiǎn)述。

3.1 原子吸收光譜法

此種方法主要是依照氣態(tài)的原子外層環(huán)繞的電子對(duì)不同光的共振射線實(shí)行吸收，經(jīng)過測(cè)量設(shè)備測(cè)出吸收強(qiáng)度來確保被測(cè)元素的含量。原子熒光光譜法經(jīng)過化學(xué)蒸汽分離和光學(xué)色散系統(tǒng)的特點(diǎn)來測(cè)量砷、汞、銻等其他元素辦法。當(dāng)氫化物產(chǎn)生原子熒光光譜法運(yùn)用惰性氣體當(dāng)做載體來將氰化物和氫氣進(jìn)行混合，經(jīng)過加熱裝置進(jìn)行燃燒，氰化物受熱分解，被測(cè)元素將會(huì)分解為基態(tài)的原子蒸汽，以此進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)常對(duì)汞、砷、銻等較容易揮發(fā)的元素進(jìn)行測(cè)量，我國已經(jīng)有了此方面的技術(shù)并非常成熟。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法經(jīng)過對(duì)氣溶膠載體氬與氬輔助經(jīng)過石英矩管的協(xié)助和磁場(chǎng)影響下，經(jīng)過觀測(cè)等離子煙炬來對(duì)多個(gè)材料元素進(jìn)行解析測(cè)定，其測(cè)量精度非常好，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作較為簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明了，出現(xiàn)的結(jié)果也較為容易確定，因此是主要的使用分析工具。電感耦合等離子體質(zhì)譜法是經(jīng)過制定的技術(shù)將電感耦合等離子體高溫電離能力和質(zhì)譜儀的掃描功能融合在一塊創(chuàng)造出分析技術(shù)，擁有解析能力的靈敏，檢測(cè)速度非?？斓奶攸c(diǎn)。

3.2 X 射線熒光光譜法

當(dāng)前運(yùn)用的X 射線熒光光譜法是近階段分析技術(shù)能力相比以外取得了較大的提高，技術(shù)專家可以不用解析大量的連續(xù)的X 射線光譜，當(dāng)前需以散射線為主，存在的強(qiáng)度非常小，儀器檢測(cè)得到的普峰和本底相比非常凸顯，解析的靈敏度非常好，操作過程也非常簡(jiǎn)便。應(yīng)用于各種不同類型的固態(tài)與液態(tài)材料的測(cè)量，此種模式達(dá)到全自動(dòng)化變?yōu)榘l(fā)展的方向，當(dāng)前在進(jìn)行分析鐵合金檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用此種模式能獲得較小的誤差。

3.3 提高檢驗(yàn)員的工作能力

進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)需有相對(duì)的專業(yè)素質(zhì)，同時(shí)還需擁有對(duì)應(yīng)的工作能力，能堅(jiān)決、果斷以及快速的獲得正確結(jié)論，進(jìn)行工作時(shí)需遵守法律法規(guī)，堅(jiān)定的落實(shí)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)語辦法，能做到融會(huì)貫通，將檢測(cè)到的有關(guān)知識(shí)成功的運(yùn)用到自己的專業(yè)知識(shí)中。

3.4 檢驗(yàn)工作需與時(shí)俱進(jìn)

隨著材料的不斷研究以及新品種的出現(xiàn)，達(dá)到各種要求，需滿足材料的發(fā)展需求，確保材料性能得到驗(yàn)證與確定。以往的檢測(cè)模式較為復(fù)雜。尤其在新材料出現(xiàn)時(shí)需對(duì)合金元素性能進(jìn)行認(rèn)識(shí)，確保檢驗(yàn)工作和材料發(fā)展相一致，和材料發(fā)展達(dá)到與時(shí)俱進(jìn)。當(dāng)前檢測(cè)儀器的不斷更新和檢測(cè)精度的提升，導(dǎo)致材料中不熟知的微量元素被檢驗(yàn)出來并得到全新認(rèn)識(shí)。材料標(biāo)準(zhǔn)的不斷健全，更加擁有科學(xué)性，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)更健全和準(zhǔn)確，分析更為嚴(yán)格，檢驗(yàn)?zāi)Ｊ礁∪茖W(xué)，當(dāng)前發(fā)展的原子譜分析技術(shù)和直讀光譜儀的運(yùn)用，提升了工作效率與經(jīng)濟(jì)效益。因此進(jìn)行檢驗(yàn)也需要符合材料的發(fā)展方向，材料理化員也需逐漸學(xué)習(xí)新的知識(shí)，提升自己的整體素質(zhì)，達(dá)到材料發(fā)展與檢驗(yàn)工作的需要。

結(jié)束語:

綜上所述，進(jìn)行理化檢測(cè)能在一定程度上協(xié)助研究人員了解材料的成分和結(jié)構(gòu)等最為基礎(chǔ)的信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)此種信息和金屬材料性能間的聯(lián)系存在有力技術(shù)，知道材料到性能間的關(guān)聯(lián)，控制演變的規(guī)律，是技術(shù)材料研究中較為主要的步驟。理化檢測(cè)技術(shù)不但是搜集信息的有效方法，更是表示國家整體國力的體現(xiàn)，為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)現(xiàn)象身后的性質(zhì)，提升我國科研水平，加大企業(yè)制造能力，注重對(duì)金屬材料質(zhì)量方面的研究，使得理化檢測(cè)技術(shù)可以得到健全的發(fā)展。