化學(xué)成分是決定金屬材料性能和質(zhì)量的主要因素。因此,標準中對絕大多數金屬材料規定了必須保證的化學(xué)成分,有的甚至作為主要的質(zhì)量、品種指標。化學(xué)成分可以通過(guò)化學(xué)的、物理的多種方法來(lái)分析鑒定,目前應用最廣的是化學(xué)分析法和光譜分析法,此外,設備簡(jiǎn)單、鑒定速度快的火花鑒定法,也是對鋼鐵成分鑒定的一種實(shí)用的簡(jiǎn)易方法。 化學(xué)分析法:根據化學(xué)反應來(lái)確定金屬的組成成分,這種方法統稱(chēng)為化學(xué)分析法。化學(xué)分析法分為定性分析和定量分析兩種。通過(guò)定性分析,可以鑒定出材料含有哪些元素,但不能確定它們的含量;定量分析,是用來(lái)準確測定各種元素的含量。實(shí)際生產(chǎn)中主要采用定量分析。定量分析的方法為重量分析法和容量分析法。重量分析法:采用適當的分離手段,使金屬中被測定元素與其它成分分離,然后用稱(chēng)重法來(lái)測元素含量。容量分析法:用標準溶液(已知濃度的溶液)與金屬中被測元素完全反應,然后根據所消耗標準溶液的體積計算出被測定元素的含量。
光譜分析法:各種元素在高溫、高能量的激發(fā)下都能產(chǎn)生自己特有的光譜,根據元素被激發(fā)后所產(chǎn)生的特征光譜來(lái)確定金屬的化學(xué)成分及大致含量的方法,稱(chēng)光譜分析法。通常借助于電弧,電火花,激光等外界能源激發(fā)試樣,使被測元素發(fā)出特征光譜。經(jīng)分光后與化學(xué)元素光譜表對照,做出分析。 火花鑒別法:主要用于鋼鐵,在砂輪磨削下由于摩擦,高溫作用,各種元素、微粒氧化時(shí)產(chǎn)生的火花數量、形狀、分叉、顏色等不同,來(lái)鑒別材料化學(xué)成分(組成元素)及大致含量的一種方法。
鑒定金屬由哪些元素所組成的試驗方法稱(chēng)定性分析,測定各組分間量的關(guān)系(通常以百分比表示)的試驗方法稱(chēng)定量分析。
若基本上采用化學(xué)方法達到分析目的,稱(chēng)為化學(xué)分析。若主要采用化學(xué)和物理方法(特別是最后的測定階段常應用物理方法),一般采用儀器來(lái)獲得分析結果,稱(chēng)為儀器分析。
化學(xué)分析根據各種元素及其化合物的獨特化學(xué)性質(zhì),利用化學(xué)反應,對金屬材料進(jìn)行定性或定t分析。定量化學(xué)分析按最后的測定方法可分為重量分析法、滴定分析法和氣體容積法等三種。
重量分析法是使被測元素轉化為一定的化合物或單質(zhì)與試樣中的其他組分分離,最后用天平稱(chēng)重方法測定該元素的含量。滴定分析法是將已知準確濃度的標準溶液與被測元素進(jìn)行完全化學(xué)反應,根據所耗用標準溶液的體積(用滴定管測量)和濃度計算被測元素的含量。
氣體容積法是用量氣管測量待測氣體(或將待測元素轉化成氣體形式)被吸收(或發(fā)生)的容積,來(lái)計算待測元素的含量。由于化學(xué)分析具有適用范圍廣和易于推廣的特點(diǎn),所以至今仍為很多標準分析方法所采用。
儀器分析根據被測金屬成分中的元素或其化合物的某些物理性質(zhì)或物理與化學(xué)性質(zhì)之間的相互關(guān)系,應用儀器對金屬材料進(jìn)行定性或定量分析。有些儀器分析仍不可避免地需要通過(guò)一定的化學(xué)預處理和必要的化學(xué)反應來(lái)完成。
金屬化學(xué)分析常用的儀器分析法有光學(xué)分析法和電化學(xué)分析法兩種。光學(xué)分析法是根據物質(zhì)與電磁波(包括從丫射線(xiàn)至無(wú)線(xiàn)電波的整個(gè)波譜范圍)的相互關(guān)系,或者利用物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)來(lái)進(jìn)行分析的方法。
最常用的有吸光光度法(紅外、可見(jiàn)和紫外吸收光譜)、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、發(fā)射光譜法(看譜分析)、濁度法、火焰光度法、X射線(xiàn)衍射法、X射線(xiàn)熒光分析法以及放射化學(xué)分析法等。電化學(xué)分析法是根據被測金屬中元素或其化合物的濃度與電位、電流、電導、電容或電量的關(guān)系來(lái)進(jìn)行分析的方法。
主要包括電位法、電解法、電流法、極譜法、庫侖(電量)法、電導法以及離子選擇電極法等。儀器分析的特點(diǎn)是分析速度快、靈敏度高,易于實(shí)現計算機控制和自動(dòng)化操作,可節省人力,減輕勞動(dòng)強度和減少環(huán)境污染。
但試驗裝工通常較龐大復雜,價(jià)格昂貴,有些大型、復雜、精密的儀器只適用于大批量和成分較復雜的試樣分析工作。
通過(guò)測定被測物質(zhì)的特定波長(cháng)范圍內的吸光度和發(fā)光強度,對該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量。
一、測定各組分間量的關(guān)系(通常以百分比表示)的試驗方法稱(chēng)定量分析。若基本上采用化學(xué)方法達到分析目的,稱(chēng)為化學(xué)分析。
二、主要采用化學(xué)和物理方法(特別是最后的測定階段常應用物理方法),一般采用儀器來(lái)獲得分析結果,稱(chēng)為儀器分析。
三、化學(xué)分析根據各種元素及其化合物的獨特化學(xué)性質(zhì),利用化學(xué)反應,對金屬材料進(jìn)行定性或定量分析。
四、重量分析法是使被測元素轉化為一定的化合物或單質(zhì)與試樣中的其他組分分離,最后用天平稱(chēng)重方法測定該元素的含量。
五、滴定分析法是將已知準確濃度的標準溶液與被測元素進(jìn)行完全化學(xué)反應,根據所耗用標準溶液的體積(用滴定管測量)和濃度計算被測元素的含量。
六、氣體容積法是用量氣管測量待測氣體(或將待測元素轉化成氣體形式)被吸收(或發(fā)生)的容積,來(lái)計算待測元素的含量。
七、光學(xué)分析法是根據物質(zhì)與電磁波(包括從γ射線(xiàn)至無(wú)線(xiàn)電波的整個(gè)波譜范圍)的相互關(guān)系,或者利用物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)來(lái)進(jìn)行分析的方法。
八、電化學(xué)分析法是根據被測金屬中元素或其化合物的濃度與電位、電流、電導、電容或電量的關(guān)系來(lái)進(jìn)行分析的方法。
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