Determination of Carbon and Sulfur in Cast Iron (CS744)

Význam tématu

Kontrola obsahu uhlíku a síry v litině je z hlediska metalurgických vlastností klíčová. Uhlík ovlivňuje tvrdost, pevnost a strukturu litiny, zatímco síra může způsobit křehkost materiálu a ovlivnit tvorbu grafitu. Přesné stanovení těchto prvků je zásadní pro optimalizaci slévárenských procesů a zajištění konzistentní kvality konečného odlitku.

Cíle a přehled studie / článku

Popisovaná aplikace představuje metodiku pro simultánní měření uhlíku a síry v odlitkové litině pomocí přístroje LECO CS744. Cílem je ukázat postup přípravy vzorku, kalibrace přístroje a analýzy, včetně dosažené přesnosti a opakovatelnosti.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda vychází z techniky spalovací analýzy s detekcí uvolněných plynů. Postup zahrnuje několik fází:

1. Příprava přístroje a stanovení prázdného běhu (blank): tři opakování prázdného vzorku s přídavkem LECOCEL II a železných špon.
2. Kalibrace a drift correction: tři analýzy kalibračního standardu litinového prášku s přídavky LECOCEL II a železných špon, lineární kalibrační křivka procházející počátkem.
3. Analýza vzorku: vážení ~0,5 g litiny, kombinace s převodními látkami (LECOCEL II, železné špony), spuštění analýzy.

Obecné parametry měření:

• Čas proplachu: 5 s
• Čas prodlevy: 10 s
• Doba chlazení vzorku: 10 s
• Výkon pece: 100 %

Parametry integrace:

• Uhlík: integrace 60 s, baseline 2 s, bez komparátoru
• Síra: integrace 65 s, baseline 2 s, bez komparátoru

Použitá instrumentace

Pro analýzu byly použity následující přístroje a pomůcky:

• Elementární analyzátor CS744 (LECO Corporation)
• Keramické kelímky 528-018HP
• Převodní činidlo LECOCEL II
• Železné špony (Iron Chip)
• Měřicí naběračky 773-579
• Kalibrační standardy litinového prášku (např. 501-024)

Hlavní výsledky a diskuse

Typické výsledky pro odlitkovou litinu ukázaly vysokou opakovatelnost:

• Průměrný obsah uhlíku: 3,38 % (s = 0,01)
• Průměrný obsah síry: 0,042 % (s = 0,001)

Nízké směrodatné odchylky potvrzují spolehlivost a stabilitu metody. Přímé spalování vzorku s převodními látkami zajišťuje úplnou oxidaci uhlíku a síry a minimalizuje ztráty analyzovaných prvků.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí následující výhody:

• Rychlá a simultánní detekce uhlíku a síry
• Jednoduché ovládání pomocí dotykového rozhraní
• Vysoká reprodukovatelnost a přesnost vhodná pro slévárenské laboratoře
• Minimální příprava vzorku a nízké provozní náklady

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry vývoje zahrnují:

• Integraci plně automatizovaných autoloaderů pro zvýšení průchodnosti laboratorních analýz
• Vylepšení detekčních technologií pro nižší meze detekce síry
• Implementaci pokročilých algoritmů pro automatickou kvalitu dat a diagnostiku přístroje
• Rozšíření metodiky na další nežádoucí prvky v kovových materiálech

Závěr

Popisovaná aplikace pro měření uhlíku a síry v litině pomocí analyzátoru CS744 poskytuje vysoce přesné a reprodukovatelné výsledky. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality ve slévárenských provozech a přispívá k optimalizaci výrobních procesů.

Reference

• LECO Corporation. Determination of Carbon and Sulfur in Cast Iron. Application Note, Form No. 203-821-506, 2017.
• ASTM E1806-16e1: Standard Practice for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, and Nickel Alloys by Various Combustion and Infrared or Thermal Conductivity Methods.