Методика безэталонного рентгеноспектрального анализа сплавов методом фундаментальных параметров на рентгеновском флуоресцентном спектрометре «Спектроскан макс»
Назначение и область применения
Методика предназначена для определения массовых содержаний следующих элементов: титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, цинка, циркония, ниобия, молибдена, олова, вольфрама и свинца в сплавах на основе железа, никеля, меди и титана.
Методика использует метод фундаментальных параметров, разработанный для рентгеноспектрального анализа. Программно, применительно к спектрометрам серии «Спектроскан макс», реализовано два варианта метода фундаментальных параметров: бесстандартный и с применением одного стандартного образца.
Погрешности бесстандартного анализа несколько выше, чем погрешности классического метода, использующего градуирование прибора с помощью стандартных образцов состава.
Наиболее эффективно применение методики с целью определения марки сплава при сортировке на складах, в том числе при складировании и приёмке металлолома, а также при входном контроле сырья в металлообрабатывающей промышленности.
Нормы погрешностей измерений
Нормы погрешностей для данной методики определяются, как допустимые расхождения D между результатами анализа и аттестованными значениями содержаний элементов в государственных стандартных образцах состава (ГСО).
Зависимости величины D от содержаний каждого из определяемых элементов в пределах рабочих диапазонов от нижнего предела количественного определения до верхнего предела приведены в таблице 1
Таблица 1
Допустимые расхождения между бесстандартным рентгеноспектральным (РСА) и химическим (ХА) анализами. |
| Элемент |
Диапазон
содержаний С,
мас. доли % |
Зависимость D от содержания элемента С,
мас. доли % |
| 1 |
2 |
3 |
| Низколегированные стали |
| Ti |
0.2 – 0.4 |
0.04 + 0.35C |
| V |
0.4 - 3.7 |
0.008 + 0.281C |
| Cr |
0.02 - 5 |
0.0012 + 0.262C + 0.0004C2 |
| Mn |
0.06 - 2 |
0.01 + 0.23C |
| Co |
0.4 – 0.6 |
0.19 – 0.021C |
| Ni |
1.1 - 5 |
0.35 + 0.15C |
| Cu |
0.6 - 1.4 |
0.46 - 0.276C |
| Mo(Ag) |
0.15 - 6 |
0.04 + 0.13C |
| Mo(Mo) |
3.4 - 6 |
2.05 - 0.113C |
| W |
3 - 7 |
0.79 + 0.224C |
| Высоколегированные стали |
| Ti |
0.4 – 1.7 |
0.08 + 0.28C |
| V |
0.15 – 2.2 |
0.04 + 0.2C |
| Cr |
3.1 - 25 |
0.41 + 0.189C |
| Mn |
0.7 - 15 |
0.25 + 0.104C |
| Ni |
2.5 - 37 |
0.82 + 0.159C |
| Nb |
0.3 - 2 |
0.27C |
| Mo(Ag) |
1.6 - 4 |
0.11 + 0.428C |
| Mo(Mo) |
3 - 4 |
1.21 + 0.086C |
| W |
0.4 - 5 |
0.15 + 0.39C |
| Никелевые сплавы и сплавы на железоникелевой основе |
| Ti |
1 – 3.4 |
0.3 + 0.18C |
| V |
0.6 – 1.1 |
0.17 + 0.18C |
| Cr |
3.3 - 25 |
0.32 + 0.205C |
| Mn |
0.6 – 1.6 |
0.12 + 0.3C |
| Fe |
0.5 - 43 |
0.17 + 0.143C |
| Co |
1.3 - 15 |
0.459 + 0.132C |
| Ni |
36 - 90 |
5.1 + 0.015C |
| Nb |
0.7 - 3 |
0.18 + 0.21C |
| Mo(Ag) |
0.8 - 6 |
0.05 + 0.44C |
| Mo(Mo) |
4.6 - 6 |
1.94 + 0.076C |
| W |
6.5 - 13 |
0.75 + 0.38C |
| Латуни |
| Fe |
0.2 – 0.3 |
0.11 – 0.138C +0.72C2 |
| Ni |
0.3 – 0.6 |
0.2 – 0.65C +1.1C2 |
| Cu |
60 - 70 |
37.48 – 1.039C +0.0078C2 |
| Zn |
28 - 40 |
9.51 – 0.558C +0.0097C2 |
| Медные сплавы с никелем и оловом |
| Mn |
0.2 - 16 |
0.01 + 0.372C |
| Fe |
0.3 - 5.5 |
0.08 + 0.21C – 0.011C2 |
| Ni |
0.2 - 5 |
0.08 + 0.04C |
| Cu |
53 - 97 |
14.07 - 0.087C |
| Zn |
0.5 - 40 |
0.19 + 0.062C |
| Sn |
3.8 - 12 |
1.32 + 0.14C |
| Титановые сплавы |
| Ti |
91 - 95 |
12.13 - 0.089C |
| V |
4 – 4.4 |
1.04 +0.358C – 0.031C2 |
| Cr |
0.3 – 0.7 |
0.09 + 0.1C |
| Fe |
0.2 - 1.1 |
0.09 + 0.1C |
| Zr |
0.3 - 7 |
0.05 + 0.3C |
| Nb |
1.6 – 2.6 |
-0.05 + 0.43C |
∆ - пределы погрешности МВИ.
Примечание
(Ag) значения нижнего предела, полученные для рентгеновской трубки с серебряным анодом.
(Mo) значения нижнего предела, полученные для рентгеновской трубки с молибденовым анодом.
Метод измерений и пробоподготовка
Габариты образца должны позволять поместить его в объёме кюветы Спектрометра, которая имеет форму цилиндра с диаметром и высотой 40 мм.
При анализе монолитных образцов часть поверхности образца, находящаяся под облучением, должна быть плоской. Плоская часть должна быть изометричной и иметь площадь не менее 2 см2. Поверхность должна быть очищена от загрязнений (пыль, остатки материалов, применявшихся при шлифовании и т. п. ).
При анализе стружки она должна быть спрессована в таблетку диаметром от 20 до 40 мм и толщиной от 1 до 20 мм, либо измельчена до крупности около 1 мм и насыпана в тарелочку для порошкообразных образцов, входящую в комплект Спектрометра. И в том и в другом случае поверхность образца закрывается пленкой, толщиной 6 мкм (Плёнка полиэтилен-терефталатная марки ПЭТ-КЭ толщиной 6 мкм, ГОСТ 24234-80).
Требования к персоналу
К работе со спектрометрами серии «Спектроскан макс» и программным обеспечением допускаются лица, прошедшие обучение на НПО «Спектрон».
Требования к оборудованию
РФ-Спектрометр «Спектроскан макс» (Спектроскан макс-G, «Спектроскан Макс GF1E», «Спектроскан Макс GF2E», «Спектроскан Макс GV»);
IBM-совместимый компьютер (Pentium и выше) с принтером;
ПО для безэталонного анализа МФП
Свидетельство Госстандарта РФ № 001-50-96 ВНИИФТРИ
Методика определения массовых содержаний элементов в сплавах рентгенофлуоресцентным методом по способу фундаментальных параметров на спектрометре «Спектроскан Макс»  |