Как узнать состав металла

Элементный анализ состава металла и его сплавов

Точная стоимость зависит от конкретного случая. Оставьте заявку или уточняйте по телефону.

Анализ состава металла и его сплавов может осуществляться с помощью различных методов:

  • спектрального анализа;
  • эмиссионного химического анализа.

Анализ состава металла дает возможность определить:

  • марку металла или сплава;
  • элементы, которые входят в состав анализируемого металла;
  • вес или число составных частей, элементов в металле или сплаве;
  • точность состава сплава.

Преимущество первого метода заключается в возможности проанализировать многие элементы с высокой долей точности, а также в неразрушающем типе проведения анализа.

Особенность эмиссионного метода выражается в количественном определении легких элементов сплавов с основанием железа (анализ серы, фосфора и углерода в стали).

Чтобы лучше подобрать металлы для сплава, необходимы знания типов их строения и элементарного состава. С этой целью на современном производстве пользуется спектральным анализом металлов. Применяют его наряду с химическим анализом, чтобы определить химический состав металла по спектру, который излучается его атомами. Применение новейших приборов дает возможность решения в любых эксплуатационных условиях аналитических вопросов по анализу металлических сплавов.

В основе такого анализа лежит высокоточное исследование спектров состава изделий, он является количественным и качественным определением молекулярного состава на физико-химическом уровне. Определение присутствия в спектре характерных линий в испытуемом образце тех или других элементов является качественным анализом, а процесс измерения интенсивности линий испытуемых элементов — количественным анализом.

Спектральный анализ представлен классификацией нескольких типов с учетом того, какие поставлены цели:

  • молекулярный анализ;
  • атомный анализ;
  • эмиссионный анализ;
  • абсорбционный анализ.

Молекулярным анализом определяется молекулярный состав сплава с использованием для этого спектров поглощения и комбинирования рассеяния света. Атомным анализом определяется элементный состав и заключается в анализе ионных спектров поглощения и испускания. Известны также эмиссионный и абсорбционный анализы, у которых собственные принципы работы для точного определения состава сплава.

Это замечательное изобретение, ведь в большом разнообразии металлов каждому из них присуща индивидуальность химического состава. На сегодняшний день спектральный анализ самый эффективный, точный и информативный вид исследования элементного состава металла.

Оно очень важно для качественного определения свойств сырья, образцов готовой продукции и отходов. А значит, это способствует значительному усовершенствованию и модернизации производства предприятий. Предприятия, пользующиеся спектральным методом анализа, выпускают более качественную и безопасную продукцию.

У спектрального анализа имеются преимущества по сравнению с химическим анализом. Он обладает высокой чувствительностью и точностью, быстротой проведения, дешевизной.

Метод спектрального анализа при определении состава металлов был широко известным и распространенным в советские годы.

Сегодня изобретены многие разработки для быстрого и качественного проведения спектрального анализа металла. Используются приборы с зарядовой связью, новые источники возбуждения. Имеется спектрометры, которые проводят точные анализы черных и цветных металлов, анализируют готовые образцы продукции, что дает возможность с высокой точностью проводить анализы состава металлических улик в криминалистике и судебной экспертизе.

Химический анализ — это средство контроля химического состава металлов и сплавов. Он представлен качественным и количественным анализом. В задачу качественного анализа входит определение того, какими элементами представлен состав анализируемого металла или сплава. Количественным анализом определяется вес (количество) составных частей, или элементов данного металла или сплава. Химический анализ — важнейший методом испытания металлов. Отклонения от определенного химического состава на десятую и даже сотую долю процента некоторых элементов резко меняет свойства сплавов.

Исследования металлов проводятся технически компетентными и опытными специалистами. Они используют только аттестованные методы аналитического исследования согласно государственным стандартам и ТУ.

Сегодня испытания металлов проводят различными методами, с помощью которых определяются механические свойства.

Выделяются механические испытания. Деталям машин, механизмам и сооружениям определяют работу под нагрузками. Нагрузки на детали относятся к различным видам: одни детали нагружают силой, которая постоянно действует в одном направлении. Другие подвергают ударам. Третьи детали нагружают силой, которая с определенной частой меняет величину и направление. Некоторые детали машин нагружают при повышенных температурах, под действием коррозии таким детали создают сложные условия работы.

Наиболее распространенные испытания представлены статическим растяжением, динамическими испытаниями и испытаниями на твердость.

При статических испытаниях на испытуемый металл воздействует постоянная сила или силы, которые возрастают медленно; при динамических — испытуемый металл подвергаются воздействию удара или силы, который возрастает очень быстро.

Помимо этого, в ряде случаев проводят испытания металла, связанные с усталостью, ползучестью и износом, с помощью которых дается более глубокая картина представления о свойствах металлов.

Читать еще:  К какой группе металлов относится вольфрам

Проверка химического состава металла — необходимая процедура гарантии качества изготавливаемых металлоконструкций. При эксплуатации зданий и сооружений из металлоконструкций должны учитываться свойства металла, присущие его составу, строго соответствовать свойствам металла, которые предусмотрены конструктивными расчетами и проектной документацией.

Анализ состава металла нередко помогает определить вину пострадавшего или доказать его невиновность, определить причины обрушившейся крыши или причину автомобильной аварии. И если у вас возникли вопросы, связанные с анализом состава металла, или необходимость квалифицированной консультации, обращайтесь в НП «Федерация Судебных Экспертов», где вы сможете получить необходимую помощь и ответы на возникшие вопросы.

Стоимость экспертизы

Анализ металлов и сплавов:

Качественный и количественный анализ металлов и неметаллов в сплавах, установление марки сталей и сплавов. – от 38 000
Исследование образцов на присутствие драг. металлов.

Анализ:

  1. Чугун легированный (всех марок)
  2. Стали
  3. Стали легированные – высоколегированные
  4. Сплавы жаропрочные (на никелевой основе)
  5. Сплавы и порошки жаропрочные, коррозионно-стойкие, прецизионные на основе никеля
  6. Методы определения титана, меди
  7. Железные порошки

(все испытания производятся по нормированным ГОСТам)

Механические испытания металлов и их сплавов — по следующим параметрам: – от 18 000

  1. Твердость
  2. прочность на растяжение
  3. относительное удлинение
  4. предел текучести.

Металлографический анализ металлов и сплавов: – от 16 000

Анализатор состава металлов. Спектр возможностей современных моделей

Неразрушающий контроль химического состава с помощью анализатора металлов и сплавов используется в различных отраслях хозяйственной деятельности. На металлобазах и предприятиях Вторчермета так определяют марки сплавов, использованных в утилизируемых узлах. В металлургии цель использования этой техники – контроль качества исходного сырья. Археологи применяют анализаторы для ориентировочного определения срока давности обнаруженных находок, а геологи – с целью количественного и качественного состава грунтов и минералов.

Классификация современных технологий анализа металлов

Химический анализ металлов позволяет количественно определять элементный состав материала, чем обеспечивается контроль качества, исследования причин отказов конструкций и т. п. Металлохимический анализ также применяется при так называемом обратном проектировании, когда исследуется характер отказа, по которому устанавливается, использовался ли правильный сплав.

Химический состав и микроструктура большинства металлических образцов могут быть определены одним из следующих способов:

  1. Металлографическим анализом и энергодисперсионной оптической спектрометрией. Способ используется для массового элементного анализа сталей, нержавеющих сталей, чугунов, медных, алюминиевых, кобальтовых, никелевых, оловянных и цинковых сплавов.
  2. Методом индуктивно связанной плазмы. Используется при массовом анализе небольших образцов, где требуется высокая точность даже при низких концентрациях элементов.
  3. Рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией. Метод применяется для анализа никелевых сплавов и для полуколичественного анализа всех систем сплавов.
  4. Инфракрасном сжиганием, которое находит применение при определении в металле углерода, серы, а также связанных кислорода и водорода.

Если конкретные элементы должны быть определены с особо высокой точностью, то для их измерения могут проводиться испытания по всем вышеупомянутым методам. В необходимых случаях при помощи твердомеров определяется также и твёрдость образцов, что служит дополнительным подтверждением наличия в металле определённых химических элементов. В тех же целях производятся и испытания сталей на искру.

Типы анализаторов металла

Оптические эмиссионные спектрометры реализуют технологию, которая использует интенсивность света (испускаемого пламенем, плазмой, либо любым иным источником энергии, который действует на нужной длине волны) для определения количества элемента в образце. Эмиссионные спектрометры работают так. Через образец пропускают высококонцентрированный электрический разряд большой тепловой мощности, нагревая его до температуры, при которой начинается термоэлектронная эмиссия. В результате происходит световое излучение на определённой длине волн, которое улавливается монохроматором. Современные приборы оснащаются источниками контролируемого искрового разряда, что позволяет вести количественный анализ состава металлов.

Плазменные спектрометры относятся к устройствам портативного типа. Электрическая энергия в форме искры генерируется между электродом и образцом металла, в результате чего испарённые атомы приводятся в состояние высокой энергии — плазмы разряда.

Возбуждённые в плазме атомы и ионы создают уникальный спектр излучения, характерный для каждого элемента. Таким образом, один элемент генерирует многочисленные характерные спектры излучения. Этот свет разделяется дифракционной решёткой для извлечения спектра излучения для целевых элементов. Интенсивность каждого спектра излучения зависит от концентрации элемента в образце.

Анализаторы, которые действуют по лазерному принципу, используются преимущественно для оценки наличия в металле алюминия и его сплавов.

Принцип действия основан на оценке длины волны излучения, которое активируется лазерным лучом. Эргономика прибора представляет собой пистолетную форму. Включение лазерного анализатора производится кнопками, которые размещены у триггера. Считывание результатов измерений производится с помощью наклоняемого под любым углом сенсорного экрана.

Особенностью лазерных анализаторов является наличие микрочипа, для работы которого необходимо устанавливать специальную программу. С его помощью выбирается матрица измерений, производится сам химический состав и идентифицируется наличие определённого вещества.

Анализаторы металлов рентгенофлуоресцентного принципа действия предназначены для определения компонентов легирования, следов и сторонних примесей в различных марках сталей. Образец подвергается воздействию рентгеновского излучения, при этом поглощённые электроны проходят в электронно-лучевой анализатор, а отражённые — в рентгеновский спектрометр. Там сигнал усиливается и через дискриминатор величины импульса выводится на экран. Поскольку для количественного анализа используется одновременно два различных блока, то точность получаемых результатов является наибольшей.

От чего зависит цена приборов?

Практическая ценность анализатора любого типа определяется:

  1. Диапазоном определения процентного состава элементов.
  2. Номенклатурой определяемых элементов.
  3. Размерами анализатора.
  4. Сложностью подготовки и эксплуатации прибора.

Цена анализатора металлов зависит от престижности фирмы-производителя, а также от доступности её сервисных служб на территории России. Наибольшей популярностью в мире пользуются анализаторы металлов, произведённые в Японии, Германии и США. С осторожностью стоит относиться к измерительной технике, которая производится в таких странах как Китай, Малайзия или Филиппины: используя лицензированные компоненты, такие установки не всегда отличаются должным качеством сборки, хотя их цена довольно привлекательна.

Стоимость связана и с габаритами устройства. Стационарные анализаторы металла работают от сети и проще в обслуживании, в то время как надёжность портативных моделей сильно зависит от качества аккумуляторных батарей, которые зачастую поставляются фирмами с более низким рейтингом доверия.

Наиболее надёжными и востребованными моделями на отечественном рынке анализаторов металлов и сплавов считаются:

  • Из стационарных приборов – анализатор М5000 китайского производства стоимостью от 1 млн. руб.
  • Из портативных приборов – рентгенофлуоресцентные анализаторы линейки DELTA от торговой марки Olympus (Япония), цена которых, в зависимости от возможностей прибора, составляет от 1 до 2 млн. руб.
  • Многофункциональные ручные лазерные анализаторы Эланик от российского ООО «Лазер-экспорт». Цена – по запросу.

Как определить марку стали

Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения стали, каждая марка характеризуется своими определенными особенностями. Если производитель не провел маркировку, то узнать особенности металла можно только при самостоятельном проведении различных тестов. Об этом далее поговорим подробнее.

Методы определения марки стали

Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как определить марку стали. Выделяют несколько распространенных методов:

  1. Первый предусматривает снятие стружки с поверхности, для чего может использоваться зубило. При высокой концентрации углерода она будет короткой и ломкой. Снижение показателя становится причиной повышения пластичности. Однако, точно определить марку подобным методом не получится.
  2. Второй метод предусматривает закалку изделия, после чего приходится проводить надпилы. Если до закалки и после материал пилится просто, то в составе небольшое количество углерода. За счет повышения концентрации углерода после обработки поверхность становится слишком твердым.
  3. Определение марки стали по искре основывается на визуальном осмотре искр, которые образуются при обработке поверхности точильным кругом. С увеличением размеров искр и их количества повышается показатель твердости, который зависит непосредственно от концентрации углерода. Подобный тест не дает на точный результат, так как от силы нажатия и некоторых других моментов зависят основные характеристики отлетающей стружки. Можно встретить таблицы, по которым проводится расшифровка качеств материала по стружке.

Определить марку можно также по цвету образующихся искр. Для этого были составлены специальные таблицы. В домашних условиях провести тест можно только в случае правильного освещения. Однако, точно идентифицировать материал подобным образом нельзя. Вариант с легирующими элементами идентифицировать можно и по другим эксплуатационным характеристикам, к примеру, устойчивости к воздействию повышенной влажности или сильному магнетизму.

Общие понятия о марках стали

На территории СНГ применяемые стандарты обозначений характеризуются тем, что могут использоваться для указания основных элементов. При рассмотрении вопроса расшифровки марки отметим следующие моменты:

  1. Часто проставляется сокращение «Ст». В других случаях и вовсе не ставится никаких сокращений, только цифры.
  2. В большинстве случаев первая цифра указывает на концентрацию углерода. Последующие могут применяться для указания количества легирующих компонентов.
  3. В состав могут включаться легирующие компоненты, которые существенно изменяют свойства материала. Примером можно назвать включение хрома, за счет чего повышается устойчивость к воздействию повышенной влажности.

Классификация сталей по назначению

Расшифровка маркировки проводится при использовании таблиц, в которых указывается обозначение химического элемента.

Маркировка сталей по международным стандартам и стандартам СНГ

Для того чтобы провести расшифровку марки можно использовать самые различные стандарты. Некоторые сплавы обозначаются определенными символами, которые указывают на предназначение металла.

Примером можно назвать нижеприведенные моменты:

  1. Буква «Ш» применяется для обозначения металлов, которые применяются для изготовления подшипников. Они характеризуются повышенной устойчивостью к износу.
  2. Качественные легированные заготовки обозначаются буквой «Л». Зачастую символ указывается в конце.
  3. Для обозначения термоупрочненного проката применяется «Т».
  4. Высокую коррозионную устойчивость заготовки определяют по букве «К».
  5. Если в состав включается медь, то при указании марки используется символ «Д».
  6. Инструментальные можно определить по букве «У». Они зачастую применяются при изготовлении различных инструментов, которые характеризуются высокой износоустойчивостью.
  7. Символ «Р» указывается для обозначения сплавов, в состав которых включается вольфрам. Подобное вещество существенно повысить жаропрочность структуры.

Путем расшифровки марки можно определить то, какие химические элементы включены в сплав. Цифры в большинстве случаев указывают на концентрацию, символы тип сплава и конкретные химические элементы.

В заключение отметим, что в продаже встречается просто огромное количество изделий, во многих случаях марка проставляется производителем. Самостоятельно определить состав без использования специального оборудования практически невозможно.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Определение марки стали

Предприятия металлообработки и производства металлоизделий регулярно сталкиваются с необходимостью определения марки стали. Анализ проводят для того, чтобы удостовериться в соответствии используемого металла требованиям ГОСТ и ТУ, избежать издержек на производство изделий из низкокачественного материала и исключить возможные конфликты с заказчиками.

Сталь – это сплав железа и углерода. Наличие углерода придаёт материалу требуемую прочность, однако его избыток вызывает излишнюю хрупкость. В зависимости от процентного содержания углерода стальные сплавы принято классифицировать как:

Углеродистые. Обладают обыкновенными качествами, маркируются буквами «СТ» и цифрой, которая показывает содержание углерода в десятых долях процента (СТ1-СТ7);

Легированные. Марки с улучшенными механическими, антикоррозийными, электромагнитными свойствами. Высокие характеристики достигаются путём введения специальных добавок на этапе производства. Сплавы имеют буквенно-цифровую маркировку, в которой зашифрованы легирующие химические элементы и их процентный состав, вид обработки и закалки, другие важные параметры.

Спектральный анализ металлов

Производится множество марок углеродистой и легированной стали с разными свойствами и допустимыми сферами применения. Классификация сплавов базируется на количественном и качественном составе.

Визуальные методы определения марки металла являются условными и неточными, при этом эксперт должен обладать высокой квалификацией и опытом. Химический анализ марок стали в лабораторных условиях позволяет получить точные результаты: определить состав сплава, наличие и процент примесей, ядовитых веществ и окисляющих добавок. При проведении современной металловедческой экспертизы используется один из следующих способов или их комбинация:

Оптико-эмиссионный (спектральный). Метод позволяет быстро и наиболее точно выявить состав металла с точностью по некоторым элементам до 0,00001%. Принцип работы установки основывается на том, что при возбуждении атомы каждого элемента могут испускать волну определенной длины. Чем интенсивнее излучение, тем большее количество атомов соответствующих химических элементов содержится в испытуемом образце;

Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия. Метод имеет схожий принцип: атомы исследуемого металла возбуждаются рентгеновскими лучами и излучают в определённом диапазоне. Способ позволяет проводить экспертизу самых мельчайших частиц и выявить неметаллические включения в стальном листе, но может не выявить лёгкие химические элементы в структуре сплава.

Полученные результаты сравнивают с контрольными образцами, изготовленными по государственному эталону, на основании чего делают выводы о химическом составе пробы стали и соответствии той или иной марке.

ООО «ЛИЦ» проводит профессиональную экспертизу и определение марок стали в Ростове-на-Дону, а также металлов и сплавов. В распоряжении лаборатории имеется инновационное оборудование для проведения точных исследований. Результаты анализа заносятся в Протокол испытаний, который имеет полную юридическую силу и может быть представлен в суде. Стоимость определения марки стали зависит от применяемого метода и целей исследования.

Лабораторные испытания стали – единственный точный способ установить состав и, соответственно, марку сплава. Самостоятельно провести достоверный анализ невозможно. Если есть сомнения в соответствии технических характеристик металла заявленным в документации или маркировка отсутствует, лучшее решение – обратиться к специалистам и получить быстрое и объективное заключение.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
Тип исследования