Bulk Analysis of Stainless Steels (Corrosion and Heat-Resistant Steels)

Význam tématu

Stainless steels představují rozsáhlou skupinu feritických a austenitických slitin s klíčovými vlastnostmi odolnosti proti korozi a vysokým teplotám. Kontrola chemického složení zajišťuje požadované materiálové charakteristiky a optimální náklady na výrobu. Spolehlivá a rychlá analýza prvků je proto nezbytná jak u výrobce ocelí, tak u uživatelů finálních výrobků.

Cíle a přehled studie

Application Note popisuje použití spektrometru GDS900 pro expresní a přesné stanovení základních i stopových prvků ve většině nerezových ocelí. Hlavním cílem je demonstrovat lineární odezvu přístroje, minimální spektrální interference a rychlost vícenásobných analýz při typických průmyslových aplikacích.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vychází z glow discharge atomové emisní spektrometrie. Klíčové vlastnosti:

• Zdroj glow discharge rovnoměrně sputteruje povrch vzorku.
• Emise neutrálních atomů dominuje spektru, což redukuje interference.
• Lineární odezva analytických čar pokrývá široké koncentrační rozsahy.
• Exkluzivní design CCD detektoru pro stabilní měření v produkčním prostředí.

Příprava vzorku:

• Broušení na pásu z oxidů zirkonia (120 grit) nebo mokrý kotouč.
• Použity příslušenství LECO BG (broušení) a LECO PX (leštění).

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky pro klíčové prvky (Cr, Ni, S) vykazují výbornou linearitu napříč různými stupni nerezových ocelí. GDS zdroj nepoškozuje povrch tavením a zamezuje kontaminaci lampy, čímž eliminuje carry-over. Pro kontrolu driftu se využívají homogenní interní standardy (SUS), případně CRM a RM. Analytický protokol umožňuje provést tři měření na stejném místě během 90 sekund oproti 70 sekundám u jednoho měření. Vzorky různých ocelí (17-4PH, 347, 410, 316L, 303, 17-7PH) ukázaly nízké relativní standardní odchylky (RSD obvykle <1 %) a shodu se specifikacemi.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé vícenásobné analýzy bez přepozicování vzorku.
• Minimální spektrální interference díky převaze neutrálních atomových čar.
• Stabilní měření v průmyslovém prostředí díky CCD detektoru.
• Snížení nákladů na drahé legující prvky optimalizací složení.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další vývoj v oblasti automatizace a propojení s průmyslovými řídicími systémy pro on-line kontrolu složení materiálů. Rozšíření analyzovaných prvků a zkvalitnění detekčních limitů podpoří aplikace v oblasti moderních slitin a recyklace kovů. Perspektivní je kombinace glow discharge s dalšími povrchovými technikami (XPS, SIMS) pro komplexní materiálovou charakterizaci.

Závěr

Spektrometr GDS900 představuje efektivní nástroj pro rychlou a přesnou analýzu nerezových ocelí. Díky lineární odezvě, nízkým interferencím a možnosti vícenásobných analýz zvyšuje výrobní efektivitu, kvalitu produktů a kontrolu výrobních nákladů.

Reference

LECO Corporation: Bulk Analysis of Stainless Steels (Corrosion and Heat-Resistant Steels), Application Note Form No. 203-821-576, 8/19—REV1, © 2019 LECO Corporation.