СПОСОБ АНАЛИЗА СОСТАВА ЧУГУНА, СТАЛЕЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ Российский патент 2001 года по МПК G01N21/67 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к спектральному анализу металлических сплавов на квантометрах.

На Волжском автозаводе при анализе химсостава чугуна на квантометре японской фирмы "Шумадзу" обнаружено явление, ответственное за перемещение аналитических графиков во времени.

Это явление присуще квантометрам и других фирм, эксплуатируемых на заводе. Причем смещение аналитических графиков для различных анализируемых элементов происходит в противоположных направлениях: для одних химических элементов относительная интенсивность I_эл/I_Fe во времени нарастает, а для других падает.

Лишь для хрома - и отношение интенсивностей остается постоянным во времени, т.е. нет необходимости в рекалибровке аналитического графика, т. к. он не смещается с течением времени. Причина изменения относительной интенсивности заключается в том, что в результате эрозии материала анализируемого образца под воздействием электрических разрядов продукты эрозии оседают на поверхности входной линзы квантометра, постепенно наращивая толщину слоя. Этот слой и нужно рассматривать как фильтр, взаимодействие которого с анализируемым излучением подчиняется закону Бугера, выражаемому формулой
I = I₀ · e^-Kd, (1)
где I - излучение, прошедшее через загрязненную линзу;
I₀ -излучение, прошедшее через чистую линзу;
K - коэффициент поглощения, характерный для данной длины волны;
d - толщина слоя загрязнения, нарастающая с течением времени;
e - основание натуральных логарифмов, равное 2,718...

Эта формула была использована для определения коэффициентов K для разных длин волн химических элементов, используемых в анализе. Причем в данном эксперименте d - толщина поглощающего слоя - была приравнена к единице.

На используемом квантометре контроль за степенью загрязнения линзы ведется по опорной линии значение интенсивности которой в mV печатается при каждом прожиге анализируемого образца. Вычисленные таким способом значения коэффициентов поглощения аналитических линий "K" элементов, применяемых в данном квантометре, приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при толщине пыли, состоящей из продуктов эрозии образцов - условно принятых за единицу, интенсивность опорной линии изменяется до величины, составляющей 70,2% от первоначальной. Обычно при этой толщине пыли линза подлежит промывке. Нужно построить график зависимости для линии от d - условной толщины слоя пыли, т.к. абсолютное измерение ее произвести невозможно.

Задачей изобретения является стабилизация положения аналитических графиков во времени (график N 1) (см. чертеж).

Сущность предлагаемого изобретения.

В память ЭВМ прибора закладывают значение I₀ полученное при чистой линзе, и определяют условное значение d по отношению I/I₀ в данный момент, используя вышеуказанный график. Аналитические графики для анализа химических элементов строятся двояко:
а) по абсолютным значениям интенсивности линии элемента, пропорциональной концентрации элемента в сплаве;
б) по отношению интенсивностей линии аналитической и опорной линии основного элемента сплава.

В первом случае: для того чтобы автоматически стабилизировать положение аналитического графика, числовое значение его эталонных точек записывают в следующем виде:
I₀ = I·e^Kd (2)
здесь K - коэффициент поглощения аналитической линии элемента,
d - толщина поглощающего слоя в данный момент, определенная по графику N 1.

Во втором случае значение эталонных точек графика записывают в виде

здесь K есть разность коэффициентов поглощения линий анализируемого элемента и линии равной 0,354. Знак ± зависит от того, какова разница между коэффициентами поглощения линии анализируемого элемента и линии
На основе заявленного способа фирма-изготовитель квантометров изготовляет их, определяет количество химических элементов по заявке покупателя в программе для анализа сталей и чугунов разных марок, выбирает длины волн определяемых элементов и железа.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к спектральному анализу металлических сплавов на квантометрах. Для стабилизации положения аналитических градуировочных графиков при анализе металлов и сплавов на вакуумных квантометрах используется отношение I/I₀ интесивностей линии основного элемента сплава, например в сталях и чугунах. При I/I₀ = 0,7 для толщина поглощающего слоя условно принята за единицу d = 1,0. Найденное по графику значение d вводится в уравнение I₀ = I·е^Kd для аналитической линии анализируемого элемента сплава. Способ позволяет определить количество химических элементов при анализе сталей и чугунов разных марок, выбрать длины волн определяемых элементов. 1 ил., 1 табл.

Способ анализа химического состава чугуна, сталей и металлических сплавов на другой основе в атмосфере аргона на вакуумных квантометрах, оснащенных ЭВМ, отличающийся тем, что осуществляют стабилизацию положения аналитических графиков во времени, для чего используют коэффициент поглощения линии основного элемента сплава для нахождения толщины слоя поглощающего излучения, а также коэффициенты поглощения аналитических линий химических элементов сплава в формуле Бугера
I=I₀e^-Кd,
где I - излучение, прошедшее через загрязненную линзу;
I₀ - излучение, прошедшее через чистую линзу;
e - основание натурального логарифма;
К - коэффициент поглощения, характерный для данной длины;
d - толщина слоя загрязнения.