直读光谱各种曲线的制作与校准

摘要：使用直读光谱分析仪分析检测各种钢材的化学成分，制作出满足生产需要的元素工作曲线，排除元素干扰，制作出稳定、精准的工作曲线适应多元化产品的检测需要。

关键词：直读光谱；曲线；铸造；曲线

重工业是我国东北的重要产业支柱，涵盖了机械、工程、生活的各个领域，铸造则为各种大型设备提供基础产品，本文就详细研究铸造各种鋼材、毛坯产品的控制器—直读光谱元素检测曲线的制作。

铸造产品各种钢的材质主要为C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo，因此，光谱曲线的制作主要针对以上各元素，对于材质的检测，大多数铸造厂采用化学分析法，即利用各元素反应沉淀物等来定位，这种方法耗时耗力，对于元素的检测有较多薄弱地方，随着科技的发展机器仪表的普及化应用，光谱分析仪应运而生，光电直读光谱仪具有速度快、准确度高、操作简单、分析范围广等优点，是化学分析方法无法比拟的。可以说至今还没有比它能更有效的用于炉前快速分析的仪器，具备了那么多的特点而能取代它。所以世界上冶炼、铸造以及其他金属加工企业均竞相采用这类仪器成为一种常规分析手段，从保证产品质量，从经济效益等方面，它是十分有利的分析工具。

一、制作曲线的准备

直读光谱分析仪，仪器工作原理：组成物质的各种元素被光源激发，会发出各个元素特征光谱。光谱的谱线强度与所属元素的含量有一定的函数关系，如测出各元素谱线的强度值，就可以计算出该元素在物质中的含量。

标钢若干：根据国家标准，由国家权威机构制造出来用以检测炉前刚才元素的参照钢材。

二、工作各种材质曲线的制作

首先利用原始曲线的拷贝，建立需要材质曲线组，根据该曲线组的元素特点及含量确定曲线分析范围，选定相近标钢制作阧曲线。

根据需要材质的元素含量要求选取标样，标样一定要包含要求分析元素的高、中、低范围，并将这些范围包含其中。然后，根据标钢元素由低到高的原则依次对C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo等元素工作曲线制作。

（一）排除各元素间干扰

据以往制作经验及实际检测分析，钢材中各元素之间多多少少存在相互影响的关系，由于影响元素及其含量的多样性导致被分析元素的准确度会有波动，因此，制作过程需要对某些原色的曲线进行干扰元素的设定及曲线斜率的调整及校准。

C元素的干扰元素：含碳量越高，钢的硬度越高，但是他的可塑性及韧性就越差。因此，C元素的干扰元素可以忽略。

Si元素可以提高钢的硬度，能够改善软磁性能，干扰元素可忽略。Mn元素能提高钢的强度，能消弱S的不良影响，提高钢的淬透性含量高具有良好的耐磨性。

Cr、Ni元素可以提高钢的淬透性和耐磨性，提高抗腐蚀能

力和抗氧化性。干扰元素主要为Mo、Ni元素。

S元素是钢中的有害杂物，S含量较高的钢加工时容易脆裂。因此，控制S尤为重要，其干扰元素有Cr、Ni、Mo、C。

P元素，P能使钢的可塑性降低，冷萃性，含量过高钢的耐寒差，容易断裂，干扰元素较多Cr、Ni、Mo、C。

Mo元素可明显提高钢的淬透性和耐热强度，防止热处理过程中钢的脆裂。试验过程显示，其他元素未有明显干扰性。

Cu元素，铜的最明显特点就是改善普通低合金钢的抗大气氧化性能，在与适量的P元素搭配时，效果极其明显。

（二）制作出来曲线稳定性、精准性的测试

工作曲线制作出来后，我们需要对该曲线的精准性、稳定性进行检测。通常我们采用对两种或两种以上标准样品进行连续性的检测，通常周期为三到四天。根据检测数据和标样化学成分元素对比来确定该曲线是否制作成功。

如下为制作出的高铬镍钼铜合金钢工作曲线的检测结果：

通过数据对比分析，我们清晰发现该曲线浮动平稳，精准性良好，可用于实际生产。

根据以上方法步骤，我们经过数月的研究分析，制作出了304不锈钢工作曲线，高铬合金钢工作曲线，高猛钢工作曲线，高铬镍钼铜工作曲线，工作曲线元素成分越多，曲线的制作及校准越发复杂艰难，考虑的因素越多，由于直读光谱的不完善性，目前对于非金属元素的检测分析比较困难，在日后的工作中还需不断完善。

拥有完善精准稳定的工作曲线才能生产出优质合格的产品，铸造冶炼的基础就是元素的掌控，它影响着产品的性能，寿命等一系列指标，随着工业化改革的浪潮，我们将致力研发高精端产品的国际化、普及化和多元化。