在檢驗熔體以達到牌號所要求的規格方面,有色金屬鑄造面臨許多*的挑戰。由于鋁和鎂等輕質(zhì)有色合金在汽車(chē)和航空航天行業(yè)的減重與減排方面發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用,隨著(zhù)時(shí)間的推移,這一問(wèn)題可能會(huì )變得更加普遍。與黑色金屬鑄造的情形相同,OES方法常用于驗證鋁、銅、鋅以及鎂合金的熔體成分。然而,獲得恰到好處的規格往往耗資成本大且操作復雜,在達到正確的牌號規定之前需要進(jìn)行多次嘗試。
部分元素難以測量
對于部分熔煉控制用元素,通過(guò)OES對其進(jìn)行測量可能充滿(mǎn)挑戰性,但在低檢出限的情況下檢測此類(lèi)元素的存在極為重要。例如,過(guò)共晶鋁硅合金使用鍶和鈉改性劑。此類(lèi)改性劑會(huì )受到銻、磷和鉍等元素的不利影響,此等雜質(zhì)元素加上鈣的總含量不得超過(guò)120ppm。如超過(guò)這一含量限值,所添加改性劑的效果將會(huì )大打折扣,導致最終合金不具備正確的物理性能。
然而,一些OES儀器很難在所需的低檢出限下測量上述元素。此種情況有時(shí)是由于校準和測量技術(shù)所致。而在其他情況下,其通常由于儀器的檢測技術(shù)不具備分辨此類(lèi)元素發(fā)出的密集譜線(xiàn)所需的靈敏度所致。
有色合金的固有性能
鋁合金及其他有色金屬材料會(huì )在凝固時(shí)出現偏析傾向。偏析是指痕量元素隨熔體冷卻向表面或晶界擴散的過(guò)程,可導致關(guān)鍵元素的濃度不均勻。在成品中,過(guò)度偏析可能對鑄造部件的物理性能產(chǎn)生不利影響,但對于取樣而言,其問(wèn)題在于如何從取樣驗證過(guò)程中獲得有代表性的結果。
由于偏析可向樣品內各個(gè)方向延伸,因此很難獲得有代表性的分析結果。解決該問(wèn)題的方法可包括采集眾多樣品,并確保樣品尺寸允許發(fā)生自然變化,隨后取一個(gè)平均值作為結果。然而,*避免偏析問(wèn)題的方法是確保取樣過(guò)程遵循正確程序。絕對清潔且正確的樣品制備和冷卻速率控制是減少偏析的良好實(shí)踐示例。