铁镍基铸造高温合金光谱分

铝合金铸造是现代重要的工业制造技术之一，铸造铝件广泛应用于汽车、航天航空、船舶以及与我们息息相关的家具家电等。然而铸造铝件容易在成型过程中形成各式各样的缺陷，如孔隙、偏析、裂纹等，这些缺陷会使铸铝的性能大大降低。为了使铸造铝件产品的质量在合格的范围内，应该将孔隙率（孔隙面积占比）控制在一定范围内。

陶瓷型铸造是在普通砂型铸造基础上发展起来的一种新工艺。陶瓷型有两种类型：①陶瓷型全由陶瓷浆料浇灌而成。其制作过程是先将模样固定于型板上，外套砂箱，再将调好的陶瓷浆料倒入砂箱，待结胶硬化后起模,经高温焙烧即成为铸型。②采用衬套,在衬套和模样之间的空隙浇灌陶瓷浆料制造铸型。衬套可用砂型，也可用金属型。用衬套浇灌陶瓷壳层可以节省大量陶瓷浆料，在生产中应用较多。

镍基高温合金作为结构材料应用于以氟化物熔盐为介质的新能源领域。高温氟化物熔盐对于镍基合金具有一定的腐蚀作用。通过对Cr 含量不等的Ni-Cr 二元模型合金和商用镍基合金在高温熔盐中的腐蚀实验试样的电子探针元素面分布特征的分析，结果显示合金中Cr 的含量对耐腐蚀行为的影响较大，Cr 含量超过20%的商用镍基合金不适合作为高温熔盐环境下的结构材料使用。

镍基高温合金是一种很有前途的燃气轮机材料，因其具有优异的高温强度和耐腐蚀性，在先进的发电厂和航空航天得到广泛的应用。它们显著的机械性能通常是通过将稳定的氧化物纳米颗粒均匀分散到基质中的氧化物分散增强（ODS）来实现的。高压均质是一种很有前景的去除纳米粉体团聚的方法，利用高压将流体加速成喷射流后，产生高剪切应力来均质颗粒。我们采用TRILOS超高压纳米均质机，将Y2O3纳米颗粒均质分散，最终制得了镍基高温合金。

本文以某牌号镍基高温合金为例，对标准《GB/T 15616 金属及合金的电子探针定量分析方法》进行了验证，并对电子探针微区定量分析过程各环节控制要点，尤其是谱线选择处理技巧，进行了梳理及探讨，进而为相关从业人员提供借鉴及指导。

该方法可快速准确测定耐蚀高温镍合金样品中多元素的化学成分分析，完全能够满足GB/T14203-2016和GB/T11170-2008国标分析要求，并具有良好的分析精度，是一种理想的耐蚀高温镍合金样品的分析方法。

高温下，镍基高温合金具有较高的机械强度、抗蠕阻力、良好的表面稳定性和抗腐蚀氧化能力，被广泛应用在航空航天、工业燃气轮机、船用轮机工业等领域。当其暴露于腐蚀性环境中，合金表面的微结构会发生相应的变化。电镜配合能谱，结合3D分析可以对合金表面进行深入分析，解释引起侵蚀的原因。

坡莫合金，即铁镍合金，其含镍量的范围很广，在35%－90%之间。坡莫合金按成分可分为35%～40%Ni-Fe合金、45%～50%Ni-Fe合金、50%～65%Ni-Fe合金和70%～81%Ni-Fe合金四大类。每一类都可做成具有圆形磁滞回线、矩形磁滞回线或扁平磁滞回线材料。本方法采用电位滴定法测定其中镍含量，利用氨水屏蔽铁离子的影响，测出其中镍的含量。

钴基高温合金是含钴量40~65%的奥氏体高温合金。在730~1000℃条件下具有一定的高温强度、良好的抗热腐蚀和抗氧化能力。它是以钴做为主要成分，除此之外还含有钼、镍、硅，锰等成分，根据合金中成分不同，它们可以制成焊丝，粉末用于硬面堆焊，热喷涂、喷焊等工艺，也可以制成铸锻件和粉末冶金件。通过微波消解方法对钴基高温合金进行前处理，有利于后续对样品中痕量元素含量的快速准确测定。

钴基高温合金是含钴量40~65%的奥氏体高温合金。在730~1000℃条件下具有一定的高温强度、良好的抗热腐蚀和抗氧化能力。它是以钴做为主要成分，除此之外还含有钼、镍、硅，锰等成分，根据合金中成分不同，它们可以制成焊丝，粉末用于硬面堆焊，热喷涂、喷焊等工艺，也可以制成铸锻件和粉末冶金件。通过微波消解方法对钴基高温合金进行前处理，有利于后续对样品中痕量元素含量的快速准确测定。

EDGE 是一款便携式X射线残余奥氏体及应力测试仪，符合 ASTM E 975 残余奥氏体国际分析标准，以及ASTM E915 和EN 15305残余应力国际分析检测标准。EDGE 配备专门设计的仪器箱，可将所有配件装入箱中，方便携带；专业三脚架确保仪器灵活放置，测量角度不受限制，可进行90°、180°、颠倒式测量；高性能电池能够保证仪器在野外、停电等极端情况下正常工作；另外，激光定位装置与微动装置结合使用，进行快速定位，定位过程中样品与仪器无需任何接触。常规检测镍基高温合金的方法是用Mn靶和Cr的滤光片，对311晶面进行测量。本报告使用的EDGE残余应力分析仪，根据实际情况，开发出用Cr靶来测量镍基合金的方法。

全能元素分析仪在铸造中的应用：铸造炉前铁水成品达到95%以上需要哪些检测仪器：检测原生铁、成品=====全能多元素分析仪：可检测铸造生铁中的C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Re、Mg、Fe、Cu、Al、V、W、Ti等常见元素为例）全能元素分析仪经由红外和比色原理的精确检测：1、铸造商进料前确保符合自己的要求进原材料；2、炉前检测成品铁水，检测达到95%以上质量及精度的要求完全达到牌号标准；3、产品出厂确保出厂率100%，检测原生铁成品达到国际化标准。

本方案适用于铬、铌、钽、钛、钨、钒的碳化物，上述碳化物与粘结金属的混合物以及硬质合金(包括完全除去涂层的涂层硬质合金)中钴、铁、锰和镍量的测定。测定范围:0. 01%~0.5%。

触头材料是决定真空断路器性能的关键因素，理想的触头材料必须具有以下电气性能：大的分断电流能力、高的耐电压强度、可靠的抗焊性能、高的导电率和高的导热率、低的电弧烧损率以及低的截流值等。近年来随着大功率真空高压形状技术的发展，CuCr系列的合金触头材料以其众多的优越性能逐渐取代了传统的 W-Cu、Cu-Bi 系列的合金触头材料，而广泛的应用于中高压大功率真空形状电路中，预计随着其性能的不断改善，其应用范围会更加广泛。CuCr 合金高压触头材料的电气性能取决于其微观结构，而微观结构又取决于其制备工艺。传统的粉末冶金法、熔渗法以及真空电弧熔炼法都是以金属 Cu 粉、Cr 粉为原料，存在生产成本高，工艺复杂，且产品致密度差，成品率低等缺点，在制备大尺寸合金铸锭方面存在困难。因此，世界各国都CuCr 合金的制备工艺和技术放在首位。

近年来，增材制造(Additive Manufacturing, AM)Ti-6Al-4V合金因其在航空航天和燃气轮机行业中的应用而受重视，其不仅具有传统制造钛合金的耐高温和高比强度等优异性能，还具备快速生产和复杂构造成形的能力。考虑到航空发动机等众多钛合金部件在高温环境高周疲劳(High Cycle Fatigue, HCF)状态下服役，深入理解钛合金在高温下疲劳行为和失效机制，对保障结构安全性和可靠性至关重要。

发动机与变速箱是汽车的核心部件，是产生动力与传动的部分，材料以铸铁、铸铝、铸锌为主。铸造产生的气孔是必要的检查项目。徕卡DM6M 铝合金铸件孔隙率检测方案， LAMOS APorosity是国内首创采用全自动显微镜检查压铸气孔的分析系统，全面支持VW50093/VW50097/VDG P202标准。系统高度集成显微镜、摄像机、电动扫描台等硬件设备，自动扫描切面，自动拼接图像，选取基准面，孔隙分析，生成专业报告。

电解镍粉是以镍为主要成分金属粉料，有良好的导电性，粉末颜色通常为黑灰色。主要用于原子能工业、碱性蓄电池、电工合金、高温高强度合金，也可以做化学反应的加氢催化剂。本文通过微波消解方法镍粉进行前处理，有利于后期快速准确测定其中的元素含量。

电解镍粉是以镍为主要成分金属粉料，有良好的导电性，粉末颜色通常为黑灰色。主要用于原子能工业、碱性蓄电池、电工合金、高温高强度合金，也可以做化学反应的加氢催化剂。本文通过微波消解方法镍粉进行前处理，有利于后期快速准确测定其中的元素含量。

钴铬钼合金（CoCrMo）是钴基合金中的一种，也是通常所说的司太立（Stellite）合金的一种，是一种能耐磨损和耐腐蚀的钴基合金。钴铬钼合金是以钴作为主要成分，含有相当数量的铬、钼和少量的镍、碳等合金元素，偶尔也还含有铁的一类合金。为了检测合金中的元素含量，我们通过微波消解的方法来对钴铬钼合金进行前处理，有利于后续检测设备对多种元素的检测。

光电直射光谱分析（OES）是一种快速、易于使用的高性价比分析技术，适合各种应用场合下的固态钢铁样品的元素分析，从生产到回收，从铸造厂到服务实验室。ThermoScientificTM ARL iSparkTM 系列金属分析仪是一种高性能OES 光谱仪平台，拥有最高的精密度和准确度，适用于从微量一直到合金元素水平的钢铁分析。

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钴铬钼合金（CoCrMo）是钴基合金中的一种，也是通常所说的司太立（Stellite）合金的一种，是一种能耐磨损和耐腐蚀的钴基合金。钴铬钼合金是以钴作为主要成分，含有相当数量的铬、钼和少量的镍、碳等合金元素，偶尔也还含有铁的一类合金。为了检测合金中的元素含量，我们通过微波消解的方法来对钴铬钼合金进行前处理，有利于后续检测设备对多种元素的检测。

本文用HR-PQ9000以基体匹配的相似标准曲线法测定了铁基高温合金标准物质中的非基体成分。试样用王水和氢氟酸常压与微波消解，耐氢氟酸系统进样。根据样品组成配制的标准曲线浓度有低有高，但线性拟合好，RSD小。同一元素不同分析线的比对结果较一致，除S、Si外3个平行样的结果相近，测定值与标样定值偏差较小。在铁基体中用213.618nm测P和用249.678nm测B，Fe均不干扰，可见分辨率之高和高分辨率之优。

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高温合金样品经酸消解后，使用iCAP TQ O2质量数迁移(Mass shift)、TQ O2和NH3原位质量数(On mass)模式测定那些受到合金基体干扰严重的元素，如As、Se、Cd，以及使用SQ He KED碰撞模式来测定其他痕量元素。分别采用水溶液标准及标样基体匹配法进行测定，两种方法均可获得准确的测定结果。

钢铁中除基体元素铁以外的杂质元素有碳、锰、硅、硫、磷等。对于铁合金或合金钢来说，随其品种的不同常含有一定量的合金元素，如镍、铬、钨、钼、钒、钛、稀土等。钢铁中杂质元素的存在对钢铁的性能影响很大。 钢铁中的主要化学成分有哪些,它们对钢铁性能有何影响。

采用化学成分分析、扫描电镜断口观察、金相检验等方法对某公司 ＡＤＣ１４铝合金变速轮组合肋条的早期断裂原因进行了分析。结果表明，大量不均匀分布的粗大块状初晶硅、沿晶分布的块状脆性相、针状的脆性铁相以及较多的疏松铸造缺陷，严重割裂基体，使肋条的塑性降低、脆性增大，导致肋条产生早期脆性断裂。在此分析的基础上提出了铸造工艺的改进措施。