Контроль химического состава и марки материала

Такие способы контроля применяют для ответственных деталей при уточнении марки сплава. К ним относятся:

¨ химический анализ;

¨ физико-химический метод;

¨ физический метод.

Химический анализ дает наиболее точную количественную и качественную оценку состава материала. Используют чаще всего при 1-й категории контроля и при экспертизе причин аварий изделий. Он заключается в том, что проба в виде стружки растворяется в кислотах (например, НСl). По весовому количеству осадков и окраске растворов судят о присутствии тех или иных легирующих элементов (Cr, Ni, Co и т.д.). Метод имеет высокую точность: можно определять ничтожное содержание элементов (до 0,01 и даже 0,001 %).

Физико-химический метод служит для определения в материале какого-либо элемента фотокалориметрическим методом (рис. 3). В пробирку с реактивом закладывают стружку и на нее пускают луч света. На пути света, прошедшего через пробирку, ставят фотодиод и соединяют его с чувствительным гальванометром. При использовании чистого реактива освещенность принимается 100 единиц. Из-за присутствия компонентов стружки раствор становится менее прозрачным. Зная степень затемнения, можно оценить присутствие компонентов. Метод нашел ограниченное применение, из-за отсутствия надежных численных показателей

Рис. 3. Схема прибора для оценки содержания элемента в сплаве:

1 – источник света; 2 – система линз; 3 – сосуд с реактивом; 4 – гальванометр;

5 – фотодиод; 6 - источник питания.

Физические методы используются для количественной и качественной оценки состава материалов. К ним относится электроанализ, который позволяет определять содержание загрязнений по спротивлению или электропроводности материалов. Всякие примеси в сплавах резко изменяют сопротивление металлов. Сплавы, имеющие хорошую проводимость при обычной температуре, резко снижают ее при нагреве, что позволяет установить марку некоторых сплавов без привлечения сложной аппаратуры.

К физическим методам относится также спектральный анализ (экспресс-анализ). Он имеет значительные преимущества перед химическим методом:

· высокая точность количественной и качественной оценки при малых и средних содержаниях элементов (до 2 %);

· высокая чувствительность (определяется малое содержание элементов до 0,001 и даже 0,00001 %); при этом погрешность измерения не превышает 0,001…0,1 % измеряемой величины;

· дешевизна, минимальный расход материала (доли мг);

· быстрота проведения анализа.

Однако для проведения анализа необходимо иметь специальное (достаточно дорогое) оборудование и квалифицированный персонал, способный выполнить сложные расчеты для количественной оценки состава.

Схема спектрального анализа приведена на рис. 4.

Рис. 4. Схема спектрального анализа:

1 – электрод (угольный, медный, вольфрамовый и др.); 2 – система линз; 3 – линза; 4 – призма Карно; 5 – спектр; 6 – щель; 7 – испытуемый материал.

О наличии и количестве элементов судят по эталонным спектрам, полученным для образцов с известным содержанием элементов. Оценивают результаты визуально, что может приводить к ошибочным заключениям, особенно для малоизвестных материалов.