耐蚀高温镍合金中常规元素分析检测方案(光电直读光谱)

SSL-CA19-002Excellence in Science Excellence in SciencePDA-016 上海市徐汇区宜州路180号华鑫天地二期C801栋 咨询电话：021-34193996 http：//www.shimadzu.com.cnBuilding C801， No.180 Yizhou Road， Shanghai Hotline：021-34193996 PDA测定耐蚀高温镍合金常规元素 PDA-016 摘要：建立了测定镍合金样品多元素的 PDA 直读光谱分析方法。通过对比试验，确定了氩气冲洗时间及及气流量、激发光源选择、激发能量等各项分析条件，试验结果表明：该方法的准确度、短期精密度都能够达到预期效果，完全能够满足镍合金金品的分析要求。 (备注：镍合金相关标准暂时未制订，仅参考 GB/T 14203-2016、GB/T 11170-2008、GB/T 6379、GB/T20066等国标) 关键词：岛津公司 PDA (OES) 镍合金短期精度 随着科技的不断发展，不锈钢应用范围越来越广泛，但在某些特殊领域(如海洋、环保、新能源、石油、化工、航空航天、军事等)，普通304不锈钢就无法完全胜任，这样耐蚀高温镍合金就成为了合适的替代钢种。它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久性能以及良好的抗疲劳性能。它是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰艇和工业燃气轮机的关键热端部件材料(如涡轮叶片、导向器叶片、涡轮盘、燃烧室和机匣等)，也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。 本文使用岛津PDA-8000直读光谱仪，利用进口标样及国产标样，建立 Global_Ni工作曲线，并验证了该方法的短期精度、重复性和再现性。 I实验部分 1.1、分析仪器与主要设备 分析设备： PDA-8000光电直读光谱仪； 1.2、分析条件及方法 1.2.1标样使用： 镍合金进口、国产标样等套标； 1.2.2分析条件设定： 内标元素：Ni227.7nm 光源条件： SEQ10.2J，200Hz、SEQ2 0.1J，200Hz、SEQ3 0.2J，200Hz 预燃时间：1500脉冲 积分时间：1200脉冲 氩气纯度：99.999%以上 氩气流量：分析5L/Min，待机 0.5L/MiN， 休眠0.1L/Min 元素 分析线nm 内标线 nm 元素 分析线 nm 内标线 nm C 193.0 227.7 Mo 277.5 227.7 Si 212.4 227.7 Cu 296.1 227.7 Mn 293.3 227.7 Co 258.0 227.7 P 178.2X2 227.7 AL 237.2 227.7 S 180.7X2 227.7 Nb 319.5 227.7 Cr 298.9 227.7 W 220.4 227.7 Fe 273.0 227.7 Ti 337.2 227.7 Global_Ni分析组部分元素的工作曲线C元素标准工作曲线 Si 元素标准工作曲线 Mn元素标准工作曲线 P元素标准工作曲线 次数1次系数a ooooooooo 00000000C .102602898 000682892 SD .000556239 S元素标准工作曲线 Cr 素素标准工作曲线 Fe 元素标准工作曲线 Mo元素标准工作曲线 Cu 素素标准工作曲线 Co元素标准工作曲线 次数1次系数000000000.0000000005.58103713 a [-.07373933 SD Al元素标准工作曲线 Nb 素素标准工作曲线 次数1次系数：000000000 b.000000000。14.8103864 a 139 SD ，075160887 次数2次-系数a.000000000 b028000297c.607576682d-.03570173 SD .071002431 W元素标准工作曲线 Ti元素标准工作曲线 Zr 元素准准工作曲线 B元素标准工作曲线 Mg元素标准工作曲线 N元素标准工作曲线 .004773678 l试验结果镍合金样品的分析精度 该法对不同牌号规格的块状镍合金样品，分别连续激发10次，得到相应镍合金样品中主要元素的短期分析精度SD 值，分析结果能够满足 GB/T14203-2016和 GB/T4336-2016国标标准要求! 3.1、块状镍合金标准样品短期精度数据如下表： Group.[Global_Ni] Sample No.[镍合金 68F Si Mn P Cr Fe Mo Cu Co AI Nb W Ti Ni 1 0.10 0.37 0.50 0.0064 0.0008 21.95 1.50 1.34 0.031 0.24 0.26 0.083 14.49 0.010 58.97 2 0.10 0.38 0.50 0.0065 0.0008 21.98 1.51 1.36 0.031 0.24 0.26 0.086 14.47 0.010 58.90 3 0.10 0.38 0.50 0.0067 0.0008 21.96 1.50 1.35 0.031 0.23 0.26 0.083 14.51 0.010 58.93 4 0.11 0.38 0.50 0.0066 0.0008 21.85 1.50 1.36 0.030 0.24 0.26 0.085 14.53 0.010 58.96 5 0.10 0.38 0.50 0.0067 0.0008 21.91 1.49 1.34 0.029 0.24 0.26 0.084 14.48 0.010 59.01 6 0.10 0.38 0.50 0.0067 0.0009 21.89 1.51 1.33 0.030 0.24 0.26 0.082 14.47 0.010 59.03 7 0.10 0.37 0.49 0.0065 0.0008 21.64 1.50 1.34 0.030 0.27 0.26 0.081 14.51 0.010 59.25 8 0.10 0.37 0.50 0.0065 0.0008 21.78 1.49 1.35 0.030 0.23 0.26 0.083 14.49 0.010 59.51 9 0.10 0.37 0.50 0.00660.0008 21.86 1.50 1.36 0.030 0.25 0.26 0.085 14.51 0.010 59.37 10 0.10 0.37 0.50 0.00660.0008 21.92 1.50 1.35 0.030 0.25 0.26 0.085 14.51 0.010 59.86 AV 0.10 0.38 0.50 0.00660.260421.87 1.50 1.35 0.030 0.24 0.26 0.084 14.50 0.010 59.18 R 0.00950.01440.0085 0.0003 0.0047 0.341 0.023 0.034 0.001 0.034 0.005 0.005 0.059 0.001 0.346 SD 0.00310.0050 0.0026 0.0001 0.0017 0.10020.0068 0.0105 0.0004 0.01040.0017 0.00160.01910.0002 0.3164 CV 3.065 1.328 0.524 1.393 0.634 0.458 0.454 0.775 1.471 4.260 0.634 1.903 0.132 1.779 0.535 S=0.52r 0.006 0.008 0.007 0.001 0.001 0.150 0.018 0.016 0.001 0.011 0.005 0.002 0.224 0.000 0.353 判定(O/×) O O O O 3.2、块状镍合金标准样品短期精度数据如下表： Si Mn P S Cr Fe Mo Cu Co AI Nb W Ti Ni 1 0.020 0.268 0.0901 0.0020 0.0035：21.86 0.91 9.18 0.029 0.030 0.188 3.40 0.039 0.23 63.68 2 0.020 0.268 0.0897 0.0020 0.003521.86 0.92 9.23 0.029 0.030 0.188 3.44 0.040 0.23 63.58 3 0.022 0.271 0.0900 0.0020 0.0037721.73 0.93 9.34 0.028 0.031 0.190 3.45 0.046 0.24 63.56 4 0.020 0.269 0.0900 0.0020 0.0035)21.86 0.91 9.19 0.029 0.030 0.189 3.41 0.040 0.23 63.65 5 0.021 0.270 0.0898 0.0020 0.0035)21.86 0.92 9.23 0.029 0.030 0.189 3.44 0.042 0.23 63.57 6 0.022 0.270 0.0900 0.0020 0.003721.78 0.93 9.33 0.028 0.031 0.190 3.45 0.045 0.23 63.52 7 0.020 0.268 0.0900) 0.0020 0.003521.85 0.91 9.19 0.029 0.030 0.188 3.42 0.040 0.23 63.64 8 0.021 0.268 0.0898 0.0020 0.003521.86 0.92 9.22 0.029 0.030 0.189 3.45 0.043 0.23 63.58 9 0.022 0.270 1 0.0900 0.0020 0.0036521.79 0.93 9.33 0.029 0.031 0.190 3.45 0.042 0.24 63.52 10 0.021 0.270 0.0899 0.0020 0.003721.83 0.92 9.31 0.029 0.031 0.190 3.44 0.040 0.23 63.66 AV 0.021 0.269 0.0899 0.0020 0.00365.21.83 0.92 9.25 0.029 0.030 0.189 3.44 0.042 0.23 63.60 R 0.0025 0.0030 0.0003 0.00004 0.00020.135 0.012 0.159 0.0005 0.00110.0024 0.051 0.007 0.005 0.120 SD 0.0010 0.0011 0.0001 0.0000 0.00010.04610.0055 0.06500.0002 0.0005 0.0009 0.0179 0.0023 0.0020 0.0590 cV 4.782 0.408 0.135 0.659 2.243 0.211 0.602 0.702 0.579 1.710 0.455 0.521 0.847 5.468 0.093 重复性r 0.0030 0.01360.0031 0.0020 0.0020 0.28820.0243 0.20240.0025 0.00350.0078 0.0740 0.0050 0.0143 0.5111 再现性R 0.0103 0.0392 0.0107 0.00280.0020 0.39960.06840.2444 0.0220 0.00520.0236 0.14680.0145 0.0198 0.7252 S=0.52r 0.0015 0.0071 0.0016 0.0010 0.0010 0.1499 0.0127 0.10530.0013 0.00180.0040 0.0385 0.00260.0074 0.2658 判定(○/×) O O O O O O 3.1、块状镍合金标准样品短期精度数据如下表： C Si Mn P S Cr Fe Mo cu Co Al Nb W Ti Ni 1 0.013 ND 0.230 0.0029 ND 0.00950.098 0.026 0.010 0.044 0.0061 ND ND 0.029 99.51 2 0.013 ND 0.228 0.0029 ND 0.00950.098 0.026 0.010 0.0433(0.0059 ND ND 0.029 99.52 3 0.013 ND 0.229 0.0030 ND 0.0094 0.098 0.026 0.010 0.043 0.0061 ND ND 0.029 99.52 4 0.013 ND 0.229 0.0031 ND 0.0098 0.097 0.027 0.010 0.043 0.0060 ND ND 0.029 99.52 5 0.012 ND 0.229 0.0030 ND 0.0098 0.097 0.027 0.010 0.044 0.0060 ND ND 0.029 99.52 6 0.013 ND 0.227 0.0031 ND 0.0096 0.097 0.027 0.010 0.0433(0.0059 ND ND 0.030 99.52 7 0.012 ND 0.230 0.0031 ND 0.0093 0.097 0.027 0.010 0.043 0.0063 ND ND 0.030 99.51 8 0.011 ND 0.216 0.0030 ND 0.00950.098 0.027 0.010 0.04330.0064 ND ND 0.030 99.53 9 0.012 ND 0.217 0.0030 ND 0.0097 0.099 0.027 0.010 0.043 0.0064 ND ND 0.030 99.53 10 0.013 ND 0.228 0.0031 ND 0.01100.098 0.028 0.010 0.044 0.0061 ND ND 0.030 99.51 AV 0.013 0.226 0.0030 ND 0.0097 0.098 0.027 0.010 0.044 0.0061 ND ND 0.029 99.52 R 0.0022 0 0.0147 0.00024 0 0.00170.00210.00210.00010.00080.0006 0 0 0.0006 0.019 SD 0.0007 0 0.0054 0.0001 0 0.0005 0.0006 0.00070.00000.0002 0.0002 0 0 0.00020.0060 CV 5.496 2.405 2.432 4.988 0.595 2.507 0.204 0.514 3.019 C 0 0.597 0.006 注：根据 GB/T 11170-2008和 GB/T 14203-2016标准要求， SD《S=0.052r. 试验结论 4.1、在进行不同牌号类别的耐蚀高温镍合金样品中主要元素及杂质元素的光谱分析时，试样的制备非常关键，样品一定要用车床或铣床对样品表面氧化皮、镀层及油污等进行加工处理，待分析表面符合光谱分析要求后待分析。 4.2、分析使用的高纯氩气纯度、分析流量将影响耐蚀高温镍合金样品中杂质元素的分析精度，光谱分析时必须要确保99.999%以上的高纯氩气，可有效提高改善微量元素的分析精度。 4.3、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。 岛津企业管理(中国)有限公司分析中心 Shimadzu(China)CO.，LTD. Analytical Applications Center 随着科技的不断发展，不锈钢应用范围越来越广泛，但在某些特殊领域（如海洋、环保、新能源、石油、化工、航空航天、军事等），普通304不锈钢就无法完全胜任，这样耐蚀高温镍合金就成为了合适的替代钢种。它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久性能以及良好的抗疲劳性能。它是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰艇和工业燃气轮机的关键热端部件材料（如涡轮叶片、导向器叶片、涡轮盘、燃烧室和机匣等），也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。