金属材料成分分析精选(九篇)

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第1篇：金属材料成分分析范文

关键词：材料成型；控制工程；金属材料加工

1材料成型与控制工艺的概述

材料成型与控制工艺中包含多种加工工艺，它会根据金属原料的性质进行选择，有的金属材料需要通过多种技术才能成型。当然也需要相关的研究人员不断的深入研究分析，进行相关的实验，选择恰当的成型工艺，提高材料的耐磨性和抗压性，并保证金属材料的可塑造性。材料成型及控制技术主要分为铸造技术、焊接技术和锻压技术，它不仅可以适用于制造业当中，还能促进能源领域和建筑领域的发展。

2金属材料挑选的原则

2.1使用性原则

金属材料挑选时需要遵循的使用性原则，能够保证产品完成规定的功能，确保金属材料的可塑造性和可使用性。第一需要充分考虑产品功能要求，根据需要加工的零件产品，以及其主要的使用要求，相关的性能和使用寿命等等来选择相适应的金属材料。第二是在产品结构方面，金属材料的结构不同，在成型加工过程中选择的工艺也各不相同，最终所呈现出来的性质也存在较大的差异性。因此应当合理的选择金属材料的结构。第三是需要充分考虑使用的安全性能，预测材料在加工中和成型使用后有可能出现的危险，做好防范措施。第四要注意其工作环境，工作环境中的各种外部因素对金属材料也会造成一定的影响，例如温度湿度，腐蚀性，冲击，振动等等，需要提供一个良好的工作环境，才能确保金属材料性能得到充分的发挥，并保证金属材料加工的质量问题。

2.2环境性原则

选择金属材料遵循环境性原则，主要包括以下两点，第一是尽量选择不加任何涂层镀层的原材料。现如今大部分的金属材料为了达到美观防腐等多种要求，因此在设计中会加入涂层镀层。但是涂层工艺本身含有有毒物质，对环境造成了严重的影响，在材料废弃后难以投入到回收利用当中，并对环境造成了极大的污染。例如电镀层中含有铬或其他重金属，严重污染环境。第二是减少使用材料的种类。要求设计师在选择材料时，尽可能的减少多类材料共同使用，使用较少的材料种类来设计零件，不仅便于零件的生产、分类管理，简化了零件的结构，而且在后续回收某种材料时也能更加便利。

3金属材料在成型过程中的加工工艺

3.1提高焊接质量

在金属材料加工过程中，焊接质量也会影响到材料是否合格。因此要提高焊接技术，对各个环节进行严格的把关，做好质量控制工作，才能避免金属材料在焊接过程中出现质量不合格的问题。提高对生产环节的重视程度，尽可能的减少一些操作失误，避免出现因失误导致的安全事故，根据焊接流程建立完善的管理制度，控制好焊接质量并做好应急预案，一旦出现生产问题，便启动应急预案进行解决，及时处理出现的质量问题，控制好生产流程，避免出现更多的生产事故。要做好对焊接工艺的分析工作，及时发现公寓中存在的一些问题，并进行调整，逐步提高技术水平，优化整个工艺过程。

3.2机械加工成型法

机械加工成型法主要是应用以金刚刀为代表的金属切割刀，将金刚刀和一些复合材料拼接在一起，可以实现精加工，一般以铝基复合材料为主。金刚石刀具对金属复合材料的加工形式主要包括车削、钻削和铣削三种形式。车削主要是利用硬合金刀具对材料进行切割，在加工过程中需要加入乳化液冷却这一过程中产生的热量。钻削主要是采用了传统的麻花钻头进行加工，加入了切削液进行强化处理。铣削主要是在一定粘合剂基础上进行加工。

3.3粉末冶金成型方法

粉末冶金成型技术形成的时期最早，因此具有丰富的实践经验，在我国工业发展过程中的应用十分广泛。该项技术最早是用来制作复合材料零件的，主要适用于体积较小，形状简单的比较精细的零件加工，工艺流程比较简单，在实际的加工中取得了显著的效果。该项技术具有可调节、界面反应小等特点，随着科学技术的不断发展，粉末冶金技术也在不断的升级和改善，在制造业中有着十分广泛的应用。利用粉末冶金技术生产出来的金属制品，具有较强的耐磨性而且强度较大。成型的方式一般分为压制成型，注射成型和3d打印成型。

3.4采用铸造成型工艺

铸造成型工艺也是金属材料加工中一种常用的方式。在金属加工的过程中，会添加一些增强颗粒，金属熔体的流动性和粘合度由于受到增强颗粒的影响，从而出现各种不同的情况，改变了物质本身的特征。其他物质也会受到各种因素的影响发生化学反应。针对这一情况，在金属材料加工过程中需要加强对成型过程的监督观察管理，时刻关注温度的变化，做好温度的控制工作，在适宜的温度情况下添加增强颗粒，确保增强颗粒发挥自身的效能，同时又不会和材料发生界面反应，影响材料的质量。只有做好温度的把控工作，才能确保在金属熔体粘合度适宜的情况下进行模具的浇筑，保障金属材料加工的质量和加工效率。在观察过程中，工作人员需要记录好温度的变化，出现的情况以及恒温时间，做好应急预案，针对温度的变化，选择恰当的方式进行处理。这种加工方式并不适用于每一种金属材料，因此需要根据材料的情况进行选择。

3.5挤压和锻模塑性成型

在金属材料加工过程中，另一种常用的方法是挤压和锻模塑性成型。在金属材料加工的过程中，如果金属材料和模具直接接触，那么在实际的加工过程中，便会对金属材料表面的光滑性造成影响，不仅影响了技术材料的外观美观，而且还影响了材料的质量问题，因此在加工过程中采用挤压和锻模塑性成型这一加工方式，主要是在加工过程中，利用模具等对零件涂抹剂及涂层，减少加工过程中机械加工产生的阻力，在日常的机械加工工作中，这种加工方式可以降低一部分摩擦力提高工作效率，同时也保障了加工的质量问题。

3.6砂带磨削技术

砂带磨削技术是一种新型的高效磨抛工艺，它主要是根据工件的形状，通过接触方式对工件表面进行磨削研磨和抛光。它是一种特殊的多刀多刃切削工具，该技术通过和工件表面相互作用，从而实现加工主要分为滑擦、耕犁和切削三个阶段。滑擦指的是磨粒与工件表面相互接触，表面会发生弹塑性变形。耕犁指的是随着磨削用量的增加，磨粒和工件表面的接触变大，材料的表面发生了塑性流动，这一阶段会切除少量的材料。切削是最后一阶段，会在压力作用和温度条件下实施真正的切削，切除大量的材料。

第2篇：金属材料成分分析范文

关键词：电感耦合等离子体原子发射光谱法 元素组成和含量 铝合金 钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁

一、引言

铝合金具有较高的强度，良好的塑性成形能力和机械加工性能，在航空工业中具有重要的应用前景[1-3]。铝合金中其它金属的含量，如金属元素钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁等，对其性质和应用具有很大的影响[3-6]。所以，准确测定铝合金中其它金属的含量显得尤为重要。对金属材料的成分进行表征分析，可以深入了解材料的组成元素及其内部构造，可以为我们更好地去研发设计复杂的金属材料提供依据[7]。为此必需建立一个快速、准确的分析方法，以控制其化学成分，使该材料获得良好的物理性能。

国内外常用和新发展的分析方法包括[7-13]：分光光度法、滴定分析法、原子光谱分析法、X射线荧光光谱法、电化学分析法、电感耦合等离子体质谱法、激光诱导等离子体光谱法、电感耦合等离子原子发射光谱法（ICP-AES）和石墨炉原子吸收法。一般铝合金中元素的测定分析方法采用ICP-AES和石墨炉原子吸收法[9， 14-18]。ICP-AES[19]作为一种新型的分析方法，较其它分析方法而言，具有灵敏度高、精密度好、线性范围宽、基体效应小、动态范围宽、快速简便并可同时进行多元素分析的优点，已成为铝合金常用的分析方法之一。

基于以上的背景调研，我们拟采用ICP-AES法对未知元素组成和含量的铝合金样品中其它金属元素的组成和含量进行研究，为铝合金材料的潜在应用和材料制备提供理论基础。通过查阅相关文献[3-5]，可以知道铝合金材料中可能含有的金属元素；因此，本文主要研究并测定了铝合金中可能存在的金属元素，如钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁的含量。

二、实验部分

1.主要仪器及实验条件

铝合金样品（元素组成和含量未知），水（二次去离子），盐酸（优级纯），硝酸（优级纯）。

ICP 6300型电感耦合等离子体发射光谱仪。工作参数：射频功率1.15 kW，氩气浓度99.9%，蠕动泵转速50r.min，辅助气流量0.5 L·min-1，雾化器压力0.2Mpa，积分时间长波5S、短波15S，冲洗时间30S，观察高度15mm。

2.样品制备

2.1 干扰试验

配制铝（Al）元素含量 91.0%，钇（Y）元素含量1.0%，其它元素（Ti 、Cu、Mg 、Mn 、Zn 、Cr 、Si和Fe）的含量各1. 0%的溶液。标记为Sample 1。

2.2 校准曲线

分别配制各金属元素Ti 、Cu、Mg 、Mn 、Zn 、Cr 、Si和Fe的标准空白溶液和标准溶液。其中，标准溶液中金属元素的含量分别为0. 05%、0. 10%、0. 15%、0. 20%、0. 30%。

2.3 酸度试验

称取0.10g铝合金试样于100 mL玻璃烧杯中，分别用5、10、15、20和30 mL盐酸溶解铝合金试样，待剧烈反应后加入5mL硝酸至试样完全溶解。所得溶液样品煮沸，以除去氮的氧化物，之后冷却室温，将溶液移入100 mL容量瓶中，加入2.00 mL 钇（Y）内标溶液（0.2mg·min-1），用水稀释至刻度，混匀，待测。

2.4 待测样品制备

称取0.10g铝合金试样于100 mL玻璃烧杯中，用20 mL盐酸溶解铝合金试样，待剧烈反应后加入5mL硝酸至试样完全溶解。所得溶液样品煮沸，以除去氮的氧化物，之后冷却室温，将溶液移入100 mL容量瓶中，加入2.00 mL 钇（Y）内标溶液（0.2mg·min-1），用水稀释至刻度，混匀，待测。

三、结果与讨论

1.干扰试验

ICP具有放电较强的激发和电离能力，具有较丰富的原子线和离子谱线，多线光谱的谱线重叠是ICP光谱法中最主要的光谱干扰之一。所以，我们首先研究溶液中基体、合金元素、各共存元素及内标元素间是否有光谱相互干扰。在光谱仪的谱线库中选出各待测元素的较灵敏的谱线，对Sample 1中样品溶液进行干扰试验测试，在所选择的谱线附近扫描，得到待测元素的谱线扫描图。测试结果表明，基体、合金元素、各共存元素及内标元素间没有光谱相互干扰。

2.校准曲线

对实验2.2.2中的样品进行校准曲线测试，依次测定各元素的发射强度。以各元素的浓度c为横坐标，发射强度I为纵坐标进行线性拟合，绘制各元素的标准曲线，计算回归方程和相关系数，结果见表2。

由表2看出，各元素在测试含量范围内呈良好的线性关系。

3.酸度试验

一般而言，盐酸、硝酸等无机酸的引入影响分析物的测试结果，同时也会使谱线强度减小。为了验证溶解样品所用酸对测试结果的影响，我们在不同酸度条件下（盐酸的加入量的不同，而固定硝酸的加入量相同），对未知铝合金样品进行测试。对实验2.2.3中的样品进行测试，所得结果如表3所示。

由表3结果可知，盐酸的用量变化，所有元素的强度比没有明显变化，酸度的变化对测试结果影响不大。我们推测其可能原因是：盐酸的用量不同对待测的元素（Ti 、Cu、Mg 、Mn 、Zn 、Cr 、Si和Fe）和内标元素钇（Y）均具有影响，待测元素和内标元素进入ICP激发区域同步增加或减少。即在测试过程中加入内标元素，可以减小或消除酸加入不同的影响，使得酸度的变化对测试结果影响不大。

4.准确度和精密度

按所选定的仪器工作参数与分析方法，经过十次平行测定，得到各元素的RSD值（表4）。

由表4结果可知，各元素的RSD值均在0.83-3.35%之间，即本方法有较好的精密度和准确度。

四、总结

本文采用ICP-AES对未知元素组成和含量的铝合金样品中其它金属元素（钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁）的组成和含量进行了系统地研究。通过干扰试验、校准曲线以及酸度试验等研究结果表明，采用ICP-AES法测定未知其它元素组成和含量的铝合金样品，其测试结果准确可靠，有较好的精密度和准确度。

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第3篇：金属材料成分分析范文

关键词 金属材料工程 实验教学 创新改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.12.049

Discussion on Metal Material Engineering Experiment Teaching

ZUO Min， WANG Yan， TENG Xinying， GENG Haoran

（School of Material Science and Engineering， University of Jinan， Ji'nan， Shandong 250022）

Abstract As an application-based professional and professional characteristics of metal materials engineering Polytechnic that combine strong theoretical and practical weight. Professional characteristics and training objectives for the direction of this article from a professional development， curriculum group construction， integrated experimental and design experiments to build and so on， pay attention to the combination of theoretical knowledge and practical ability training， put forward the idea of Experimental Teaching System that in the professional curriculum and professional curriculum based on experimental basis， an additional comprehensive experiment and designing experiment metal materials engineering， combined with research innovation research experiments， and to improve students' independent thinking， innovation， analysis and resolution solving skills.

Key words metal material engineering； experimental teaching； innovation reform

国家“十二五”科技规划中提出了“科技与经济紧密结合，将促进科技成果转化为现实生产力作为主攻方向”的战略方针。①济南大学设立了材料物理专业合金方向，旨在培养掌握材料制备（或合成）、材料加工、材料的结构与性能测定及应用等方面的基本原理和实验技能的高素质人才。

作为应用型专业，金属材料工程专业强调理论与实践、开发与应用相结合。在专业教学过程中，实验教学是高等学校教学体系的重要组成部分，其对于提高学生的专业综合素养、培养学生创新精神与思维、锻炼学生的动手能力及分析与解决实际问题的实践能力均具有不可或缺的作用。②③为进一步顺应社会的发展与人才的需求，经过多年的积累与努力，我校（济南大学）对本科专业人才培养方案进行了相应修订，对专业课程教学体系进行了调整与完善，提出了培养学生的综合素质与创新能力的目标，从专业课程设置、课程实验设置、综合性实验和设计性试验设置、研究性创新实验设置等四个方面，拓宽了实验教学方法，丰富了专业实验教学内容。金属材料工程专业实验教学的开设与建立，将有利于培养学生将理论与实际相结合的能力，针对实际情况利用理论分析、解决实际问题的能力，其对学生的实验技能的提高、理论知识的理解、创新思维的培养均具有良好的促成作用。

1 结合专业发展，专业课程设置支撑实验教学

材料物理专业合金方向的专业必修课程包括“金属工艺学”、“金属学与热处理”、“金属材料成型技术”、“金属材料性能与测试”、“合金材料基础”等等。基于金属材料工程专业的发展，我校本科专业人才培养方案做了相应调整，增设了“金属功能材料”、“金属基复合材料”等专业方向选修课程，并设置了“先进材料科技进展”、“材料腐蚀与防护”等专业任选课。

在新增设的课程中，选用了“十二五”国家重点图书出版规划项目之材料科学研究与工程技术系列图书，针对磁性材料、导电功能材料、形状记忆合金、储氢材料、光学功能材料、非晶态合金、超导材料及生物医学功能材料进行了阐述。功能材料对电子信息、生物技术、航空、航天等一大批高科技产业起着支撑和先导作用。除此之外，有目的地增设了“材料腐蚀与防护”课程。该门课程以物理化学为基础，涉及材料电化学、金属学、表面科学、工程力学等多门学科。通过该门课程的讲解，可引导学生关注节能环保技术的发展，开阔学术视野，为学生将来从事有关金属腐蚀与防护方面的工作或研究奠定基础。

专业课程的设置，是整个教学体系的重要组成部分。而实验教学可增强学生对于所学知识的理解，培养学生发现问题、解决问题的能力，真正实现活学活用，对启迪与培养学生的创新意识与思维具有重要的作用。

2 促进专业学习，课程实验辅助实验教学

在专业课程合理配置基础上，针对部分课程的特点，设立相应的课程实验，其可对实验教学起到一定的辅助作用。比如，在“金属学与热处理”授课过程中，设立了观察金属金相组织的课程实验；针对“现代材料测试技术”课程内容，设立了试样扫描电镜观察、X射线衍射分析以及晶体光学性能观察等相应课程实验内容；针对“材料物理”课程内容，设立了测定试样雾度、测量温度对材料超导性影响的课程实验；针对“金属材料性能与测试”课程内容，设立了测定不同组织铸铁强度与硬度的课程实验。

在课程实验进行过程中，不仅深化了学生对于课程内容的理解，更是锻炼了学生基本的实验技能。同时，课程实验的开设，也可系统整合金属材料工程专业的实验教学资源，为合理配置实验设备、优化实验内容提供了途径。

3 加深专业素养，开设综合性实验与设计性试验

在金属材料工程实验教学过程中，除增设相应课程实验以外，需进一步整合实验资源、改进教学的内容和教学手段，开设综合性实验与设计性实验，充分调动学生在实验过程中的积极性，培养其创新能力。金属材料工程专业的实验教学侧重于学生对于材料内基本结构、工艺、性能及其相互间关系的研究，要求学生通过实验获得基本实验数据的同时，能够结合实验数据对实验结果进行分析。综合性实验与设计性实验的开设，对学生专业知识的掌握与理解、创新能力的培养具有重要的作用。

综合性实验指实验内容涉及相应课程的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段培养学生的知识、能力、素质的实验。在前期专业课程基础知识铺垫的基础上，综合性实验要求学生具备一定的基本操作技能，并可在实验过程中运用课程的综合知识，是对学生进行综合技能培养的实验教学方法。④⑤我校材料物理专业合金方向已设立题为“合金配制、微观组织与性能表征”的综合性试验，针对诸如亚共晶、共晶、过共晶Al-Si合金等合金体系进行不同熔体处理，要求学生从合金配制、微观组织观察、力学性能方面综合表征熔体处理对合金的影响。学生通过阅读实验讲义的指导内容，制定出合理实验方案，确立一系列实验过程并完成合金材料的配制与性能测试。在此过程中，学生需认真处理实验数据，将其进行画图和列表，在此基础上对实验结果进行分析讨论，独立完成实验报告。

设计性实验是指学生在老师的指导下，根据给定的实验目的、原理和实验条件，自行设计实验方案，确定实验方法，选定试验所用设备，并独立完成实验过程并学会对相应实验结果进行总结分析的实验。⑥设计性实验是材料类专业的一个重要的实践教学环节，特别是对于金属材料工程专业。针对材料物理专业合金方向，我校设立了“Fe-C合金化学成分、处理工艺对其组织和性能的影响”设计性实验，其旨在培养考察材料专业本科学生对专业知识、专业技能的掌握和运用。通过合金钢的铸造、热处理工艺，以及热处理之后对材料性能、组织成分的检测等材料制备整个流程的设计实验，要求学生设计实验方案、进行实验过程操作、对实验制备得到的试样进行性能检测和成分分析，掌握材料的化学成分、显微组织分析、建立热处理工艺与性能之间的联系，加深学生对专业基础及专业课的理解，为学生的毕业设计打下坚实的基础。

4 构建开放式实验室，设立研究性创新实验，教学相长

为进一步丰富实验教学内容，做到因材施教，充分发挥学生的主动性和创造性，较优秀的学生可以参与到专业教师的相关科研活动中。通过研究性创新实验的开设，可将实验教学与科学研究活动相结合，增加了实验的研究性与应用性。同时，由于研究内容的前沿性，给了学生耳目一新的感觉，学生可针对课题进行文献检索，调动学生的研究与学习兴趣，促使学生扩大了视野、开拓了思维，还可以促进产、学、研的高效结合。⑦

此外，研究性创新实验的确立，也可促进开放性实验室的构建。在此过程中，可改变原来封闭的实验室环境，确立自主、开放型的实验教学模式。首先，在实验室开放时间上，不仅仅限定在特定授课时间开放，可在实验室人员有效监管条件下，学生提前预约，实现学生自主选择实验时间。这在一定程度上，可有效促进实验室开放力度，提升实验室仪器、设备利用率，尽量实现每位学生都有实际操作与动手的机会。其次，在实验教学过程中，学生会遇到各种理论与实际问题，有些问题甚至专业指导教师一时无法作答。在此情况下，学生可根据需要查阅相关数据库，结合检索情况与指导教师相互讨论，从而将教学、实践紧密结合在一起，实现教学相长。此外，在实验教学开展过程中，要时刻注意对学生安全意识的培养，确保实验过程中每位学生的人身安全，避免出现安全事故。⑧

金属材料工程的实验教学效果，需要通过实验过程中学生的表现以及实验结果等信息不断反馈，并结合反馈信息来逐步完善与改进实验教学内容与方法。由于金属材料工程是理工结合、强理论性、重实践性的综合性学科，本科实验教学对于培养学生的综合素质、创新意识具有重要的作用。如何在实验教学过程中，提高学生自主学习的积极性，激发学生探求知识的欲望，培养学生的创新思维与能力，还需不断加大实验教学改革力度，不断探索实验教学的创新模式。

基金项目：“多维互动技术在金属专业课堂教学中的探索与应用”，济南大学校级教学研究项目，项目编号：J1403

注释

① 赵杰，邹龙江，程从前，戚琳.金属材料工程专业实验教学的设想及实践[J].中国现代教育装备，2014.21：1-2，5.

② 王勇，毕凤琴，张旭昀，王力霞，方华，孙丽丽，赵晓京.金属材料工程专业综合开放型创新实验教学体系探索[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2009.1-2：137-138.

③ 吴海江，刘龙飞，唐果宁，颜建辉，郭世柏，李会强，吴玉蓉.金属材料工程专业综合创新实验教学改革研究[J].当代教育理论与实践，2013.5（7）：109-111.

④ 邹祖莉.设计实验与科学素质的培养[J].贵州师范大学学报，1997.15（2）：299-301.

⑤ 汪冬梅，尤显卿，刘宁，凤仪，郑玉春，刘玉.关于金属材料工程专业开设综合性和设计性实验的探讨[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2007.21（4）：68-71.

⑥ 张可方.水处理技术综合性实验的组合和开设[J].实验室研究与探索，2006.25（8）：966-968.

第4篇：金属材料成分分析范文

关键词：材料分析技术；绪论课；教学实践

作者简介：胡宗智（1966-），男，湖北咸宁人，三峡大学机械与材料学院，副教授；孙小华（1976-），男，湖北汉川人，三峡大学机械与材料学院，副教授。（湖北 宜昌 443002）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0118-02

“材料分析技术”课程是三峡大学（以下简称“我校”）金属材料工程专业大三学期开设的一门主干学位课程，在教学中占有极其重要的地位。本课程的教学目的是让学生学习和了解现代材料科学研究领域中常用的材料成分分析和微观结构分析方法，以及仪器的原理和使用，构建起完整的知识结构体系，为学生以后开展生产实践、毕业设计、科学研究和就业等方面打下良好的基础。

绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位，绪论课讲授的成败直接关系到学生对本门课是否产生学习兴趣和强烈的求知欲。作为材料学科的核心专业课程，如果仅从测试角度考虑，“材料分析技术”课程具有技术性，但要从材料分析以及测试原理考虑，其又具有很深的学术性，因此，该课程同时具有技术性和学术性的特点。[1]同时该课程术语概念多，相关知识面广，且前后章节相互独立，缺少严谨的系统性。学生在学习的过程中，不容易抓住重点，学习难度较大。良好的开端是成功的一半，针对如何上好绪论课，激发学生学好该课程的兴趣与信心，笔者结合多年来的教学实践谈几点体会。

一、根据专业培养特色及市场需求，精心组织课程知识点

我校金属材料工程专业的特色是金属材料的设计、材料检测与分析。该专业在培养方向要求学生主要学习材料科学与工程的基础理论，掌握金属材料及其复合材料的成分、组织结构、生产工艺、环境与性能之间关系的基本规律、材料检测与分析基本方法。

材料现代分析测试方法涉及的分析测试技术和方法种类繁多，内容极其广泛，相近内容的教材或专著的名称多种多样，比如，《材料分析测试方法》、《材料现代分析方法》、《材料近代分析测试方法》、《材料分析测试技术》、《材料分析方法》、《现代仪器分析原理与技术》等等，每种教材的侧重点有所不同。由于近年来新材料不断涌现，材料科学的迅速发展对“材料分析技术”的教学提出了更高的要求。材料科学系“材料分析技术”课程组通过调研论证，决定选用由周玉主编并由机械工业出版社出版的《材料分析方法》作为学生指定教材，该教材重点讲述材料X射线衍射分析和材料电子显微分析，属“十五”国家级规划教材。但是根据往届毕业生反馈回来的信息，在工作岗位或在研究生阶段，部分学生需用到原子光谱及分子光谱（如红外光谱）和热分析的知识，另外该专业有相当一部分学生在科技创新及毕业设计阶段也需用到这部分知识。据此，在教学中有必要增加这部分知识点，在绪论课中向学生介绍，以引起学生的高度重视。精心组织课程知识点，是上好绪论课的基础。

二、循循善诱，结合案例导入课程教学内容

在“材料分析技术”绪论课教学中，教师结合一些本课程在实际中应用的案例，通过循循设问、诱发学生积极思考，顺利导入课程的教学内容。比如：

决定材料性能的主要因素是什么？媒体报道某河流河水隔含量招标80倍，引起河鱼死亡，技术人员是如何测定河水中的重金属离子成分及其含量的？某企业订购一批不锈钢材料，使用不久发生断裂，为查明事故原因，客户要求分析其断口的微观组织形貌，同时无损分析其成分，采用何种分析方法？钛铝合金经成分分析知其由Ti元素与Al元素组成，但合金中元素的结合态是怎样的？如何知道它是以TiAl、Ti3Al、TiAl3中的哪种形式存在的呢？某课题组用金属盐A与羧酸有机物B，用水热法合成了一种晶态材料C，欲验证该晶体C不是B的重结晶，并分析C的热稳定性。需采用哪些实验方法？

以上问题由易至难，循循设问，扣人心弦，引导学生积极思考，自然导入到本课程教学的四大内容：X射线衍射分析、电子显微分析、原子光谱及分子光谱分析、热学性能分析。

结合案例设问，会引起学生浓厚的兴趣，同时通过这种导引，使学生对教材内容先有一个整体的了解，便于抓住重点，解决“本课程学什么内容的问题”。

三、突出课程的重要性，激发学生学习热情

“材料分析技术”是金属材料工程专业重要的学位课。无论从本科学习的现阶段还是毕业与就业的需要来看，都是有必要用心学好的。

第一，毕业及就业之需。学校规定作为学位课要有最低的成绩绩点要求，如果学生成绩不理想，直接影响到能否拿到学位及能否顺利毕业，进而影响到就业。

第二，毕业设计之需。材料科学系很多教师的毕业设计课题属于实验类型，需要用到材料分析的许多知识，只有掌握好该课程的基础知识，才能顺利完成毕业设计工作。

第三，考研深造之需。国内很多材料类专业招收硕士及博士研究生明确将该课程列为必考或选考课程或面试课程。

第四，将来工作之需。将来有部分学生将从事新材料的研发或现代大型分析仪器的操作使用或销售等工作，不学好该课程就无法胜任工作。

通过从以上四个层面的分析，促使学生认识到学好该课程的重要性，激发了学生学好该课程的热情。

四、明确课程学习目标，引导学生建立学习规划

了解了课程的重要性，学生就有了学好课程的动力。怎样才算较好掌握了课程的知识体系？教师需在绪论课中向学生明确课程的学习目标：学生通过学习该课程后，应掌握X射线衍射分析、原子光谱及分子光谱分析、热分析、透射电镜、扫描电镜、电子探针及其现代仪器（如原子力显微镜）等材料现代分析方法的基本概念、基本原理、仪器构造、样品的制备方法和应用等，学会分析较典型、较简单的测试结果（图谱或图像）等。明确了课程的学习目标，顺势引导学生建立合理的课程学习规划。

五、传授课程学习方法，提高学生学习能力

不同的课程有不同的特点，根据课程特点采用适当的学习方法往往能取得事半功倍的效果，为此提醒学生学好该课程可从以下几方面着手：

1.抓住理论学习的四个环节：预习、听讲、复习、总结

“材料分析技术”课程的特点之一是理论性较强，这就要求学生对所上的新课做好课前预习，对不懂的问题在上课时给予特别的关注。在课堂中，教师除传授书本知识外，还将介绍一些课程的最新前沿知识，提醒学生在课堂中领会掌握。另外，课后要及时有效地对相关知识进行回顾和复习，并进行总结，做到融会贯通。

2.认真对待实验环节

“材料分析技术”课程的第二个特点是实践性较强。实验课是重要的实践环节，本课程有八个学时的实验课，根据教学大纲及实验室现有条件，开设的实验包括演示实验、验证实验、综合性和设计型实验，涵盖本课程教学的四大内容。如扫描电镜的构造及工作原理、TiO2晶粒度的测定、不同形态有机材料FTIR谱图的采集及综合分析、热重分析及其在功能材料中的应用等实验。

学生认真上好实验课，按要求撰写实验报告，既可巩固课程理论知识，又可提高学生分析问题、解决问题的能力及动手能力。

3.积极参与教师的科研活动，提升对课程知识点的升华掌握

“材料分析技术”课程的第三个特点是实用性较强。近年来，材料科学系引进了多位高水平教授、博士，组建了阵容强大的学术团队，比如太阳能电池课题组、如锂电池课题组、纳米材料及晶态材料课题组、金属陶瓷材料课题组等。各课题组除相关教师及研究生参与科研活动外，每个课题组每年都吸引多位本科生前来参与其中的科技创新活动，涉及材料的合成制备、样品的扫描电镜、透射电镜、能谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射及热分析等表征和相关的性能测试，以及实验数据分析等等。在绪论课上简要介绍各课题组的研究方向及特色，鼓励学生根据自己的兴趣，积极参加科研活动。适当的科研活动，不仅能开阔学生的视野，而且能培养学生的科学素质及创新能力。

总之，向学生传授学习方法，做到理论与实际相结合，从而提高学生学习能力，提高人才培养质量。

六、灵活运用多种教学手段，活跃课堂气氛

采用多媒体教学和传统板书教学相结合的教学手段可相得益彰，提高课堂教学效果。多媒体教学可丰富和发展教师的表现方法和表现内容，提高课时利用率，同时精彩的画面可吸引学生的注意力，有利于为学生创造一个丰富、轻松的学习环境，加深学生对问题的理解。另外，传统板书亦不可忽视。比如在用多媒体导入课程教学内容第一个问题“决定材料性能的主要因素是什么？”时，随机向学生提问，然后在黑板上板书学生回答的答案：材料成分及其微观组织结构；接着提问：“材料的微观组织结构用什么仪器观察？实验课中曾接触到什么类型的显微镜，其分辨率极限是多少？要观察更微观的组织结构，如粒度为10nm的纳米材料，怎么选择分析仪器”等。这种逐渐深入式的提问及讲解采用黑板板书，显得层次分明，效果突出。

另外，绪论课教学是教师对学生的第一次授课，其得体的仪表、饱满的精神、平和的语气及幽默感能拉近师生间距离，增加教师亲和力，让学生在轻松愉快的气氛中接受新知识。

七、结语

绪论课是师生教与学的第一次接触，教师上课如同演员表演，教师的情绪、驾驭课程知识的能力与手段及亲和力给学生留下的第一印象非常深刻。精心设计的绪论课，是开启学生思维大门的钥匙，是把学生引向知识海洋的风帆。[2]通过从以上几个方面展开“材料分析技术”绪论课教学，激发了学生的学习兴趣，为以后顺利学习、学好这门课打下了坚实的基础。

参考文献：

第5篇：金属材料成分分析范文

低压电器用铜基触点材料的研究进展

焊接型银触点的现状与发展

挤压型银石墨触点脱碳层分析及钎焊后剪切力研究

锰含量对无取向电工钢组织性能的影响

钛酸铋钙和稀土复合掺杂对BaTiO_3陶瓷微结构和介电性能的影响

热处理对La0.7Ni2.65Mg0.3Co0.75Mn0.1合金贮氢性能的影响

铆钉触头表面“白印”产生的原因及影响

粉末烧结铝镍钴永磁合金的质量控制

轻型直流输电及其应用研究

电触头材料

行业动态

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专利、文摘

射频识别标签用导电银胶研究进展

“物联网”

金属雾化制粉技术现状

氧压对粉末预氧化法AgSnO_2电触头材料性能的影响

AgSn合金粉末氧化过程分析

银石墨触点焊接方法研究

机械合金化法制备CuW(85)电接触材料工艺研究

退火温度对Bi4Ti3O12Bi3TiNbO9复合薄膜铁电性能的影响

AB_5型储氢合金低温氢扩散行为研究

GB/T24268-2009《银氧化锡电触头材料化学分析方法》释义

泄漏电流测试仪测量结果不确定度评定

核主成分分析和粒子群优化支持向量机在电力机车笼型异步牵引电机故障诊断中的应用研究

石油库低压配电及控制系统防雷技术

行业动态

专利文摘

“第七届电工合金技术交流会”征文启事

含微量Ni、Zr、RE的新型铜基电接触材料组织与性能研究

模拟汽车继电器条件下AgW、AgSnO_2触头材料的电弧侵蚀性能研究

化学包覆法AgNi(10)触头材料的电弧侵蚀特性

喷射沉积法Cu-9Ni-6Sn合金的组织与性能研究

铋层状结构陶瓷Bi2SrNdNb2FeO12铁电性能及磁性能研究

上引连铸工艺在银基电触头材料生产中的应用

反向挤压在银合金材料加工中的应用

电热合金术语

双金属在低压电器的设计应用及常见问题分析

用于气体扩散层的碳纤维材料的性能测试与分析

电工合金标准现状及发展趋势

多电机传动在连轧管机组精整线上的应用

行业动态

新会员简介

专利文摘

含CuO的AgZnO触头材料的制备与电性能分析

等离子电弧法制备纳米SnO_2的试验研究

铜包铝线导电性能的计算研究

2%Si无取向电工钢织构的演变

碳纤维复合材料与金属的电偶腐蚀及防护

粘结剂含量对(Pr0.8Tb0.2)(Fe0.4Co0.6)1.88C0.05合金粘结样品磁致伸缩的影响

AgSnO_2电触头材料制备技术综述

热双金属术语

微电机用环保复合金属材料现状及发展趋势

低温等离子体技术在材料表面改性中的应用

Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备及研究进展

基于虚拟仪器的继电器触点弹跳测试系统

《电工材料》投稿需知

第6篇：金属材料成分分析范文

Abstract： For some pressure vessels， the material strength can be determined through hardness measurement combined with chemical composition analysis. Then strength check can avoid the waste of part of the equipment resources while ensuring the safe operation of the equipment.

关键词： 硬度；许用应力；定期检验

Key words： hardness；the allowable stress；regular inspection

中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）11-0310-02

0 引言

在压力容器检验中硬度测定作为内外部检验的一个理化检测项目，由于其自身特点，被广泛采用。本文仅以硬度测定的部分特点来论述它在各类压力容器检验中的应用。作为定义：“硬度表示固体材料表面在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的能力，是表征材料性能的一个综合的物理量。”

硬度测定具有以下特点：①硬度机（仪）使用简单，易于维护；②测定时一般不破坏被测元件；③被测部件可大可小；④塑性材料和脆性材料均可测定；⑤硬度与其他机械性能如抗拉强度有一定的关系；⑥试验迅速，可实现自动检测；因此硬度测定在工程上被广泛的用以检验原材料和热处理件的质量以及鉴定热处理工艺的合理性等。

1 对进行过热处理的压力容器的检测

在《压力容器安全技术监察规程》、GB150-1998《钢制压力容器》、《超高压容器安全技术监察规程》及相应制造标准中都对部分需要进行热处理的压力容器作了规定，热处理工艺大致可分为两类，一类为消除残余应力的焊后热处理，一类为冷成型后优化材料机械性能的热处理。

焊接时产生的残余应力是使用过程中发生应力腐蚀的主要原因之一，同时残余应力的存在使压力容器的受力状况更加恶化，因此焊后热处理的质量控制非常重要。《压力容器定期检验规则》的讲析中规定：“为了评价材料的强度及性能的均匀性，硬度测定是一种简便易行的有利手段。有些情况下，为了保证钢材的抗应力腐蚀性能，规定了最高的允许硬度值，这时也有必要进行硬度测定。”所以，对于有应力腐蚀倾向的压力容器进行定期检验时，如盛装混合液化石油气或液氨的储罐，应重点对内表面焊缝、热影响区及附近母材进行硬度测定，以查明焊缝热处理后消除残余应力的效果，从而判定应力腐蚀破裂倾向的大小。

对于盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器，以及GB150中10.4.2条规定需进行热处理的冷成型或中温成型的受压元件，在进行首次检验时，对母材应进行硬度测定。由于制造过程中，受压元件冷加工时会发生冷作硬化现象，导致材料塑性降低硬度提高，这将对压力容器的安全使用产生不利影响，因此，需要通过硬度测定对热处理效果进行评价。

2 对使用过程中有可能产生材质劣化的检测

《压力容器定期检验规则》第三章全面检验中第二十五条（七）材质检查中“检查主要受压元件材质是否劣化，可根据具体情况，采用硬度测定、化学分析、金相检验或者光谱分析等，予以确定。”由于各类在役压力容器使用介质、操作压力和操作温度差异较大，所以在检验中应根据具体情况分析是否可能产生材质劣化，并确定是否需要采用硬度测定进行检验。对于临氢压力容器或有可能产生氢腐蚀以及高温条件下运行的压力容器，应对容器内壁进行硬度测定，如发现硬度值异常可进行金相检验，判定容器是否出现材质劣化。

超高压水晶釜进行定期检验时应进行硬度测定，由于目前我国超高压水晶釜材质多数采用PCrNi3MoVa，强度高、硬度大，同时在使用过程中压力、温度都很高（151MPa、400℃），且周期性使用（一个周期一般为40天），有可能引起金属材料金相组织变化，所以应进行表面硬度测定，如发现硬度值异常可通过金相检验确定其组织结构。《超高压容器安全技术监察规程》第33条对硬度测定的方式和结果作出了规定：“应在筒体外壁上均布划出5个与筒体轴线相垂直的环线，在每个环线上均布取4点，做硬度检查，硬度最高值与最低值差（HB），环线间各点应不大于40，同一环线上各点不大于20。”

3 在主体材质不明的压力容器强度校核中的应用

由于目前我国中小企业压力容器安全管理水平普遍较差，在定期检验中经常发生原始资料遗失，无法确定主要受压元件材质，按照《压力容器定期检验规则》第三章全面检验中第二十五条（七）材质检查中规定“主要受压元件材质的种类和牌号一般应当查明。材质不明者，对无特殊要求的容器，按Q235钢进行强度校核。对于第三类压力容器、移动式压力容器以及有特殊要求的压力容器，必须查明材质”，压力容器材料牌号不明，允许按Q235材料强度的下限值进行强度校核，也可按该压力容器同类材料的最低标准值选取。在具体检验中，如对全部无主体材质的压力容器都按Q235钢的强度下限值进行校核，有些情况下这样会造成部分设备资源的浪费；如果通过布氏硬度测定结合化学成分分析来确定材料强度，进行强度校核，可使部分安全状况良好的压力容器继续使用。下面介绍一个检验实例：

某食品企业冷库一台液氨储罐在压力容器普查中进行首次定期检验，原始资料全部遗失，只有金属铭牌，可确定如下基本参数，制造单位：国营武汉冷冻机厂、制造编号：N235、制造日期：1972年1月、设计压力：2.0MPa、设计温度：常温、容积：5m、容器无人孔，经检验结果为：外径1140mm、长4810mm3、实测筒体最小壁厚12.10mm、筒体外表面布氏硬度125HB、容器表面腐蚀轻微、焊缝经表面探伤、超声波探伤无超标缺陷；按照Q235A进行强度

校核：

材料许用应力113MPa，腐蚀裕量2mm，焊缝系数取0.8（无法确定探伤比例），内径1116mm，计算厚度：

δ=■=12.48mm+2mm>12.10mm强度校核不

合格；

如果依据GB1172―74《黑色金属硬度及强度换算值》中的经验公式通过布氏硬度换算抗拉强度可得如下结果：

σb=0.361HB=45.125Kgf/cm2=442MPa，

换算许用应力[σ]=147.3MPa

代入强度公式得计算厚度δ=9.55mm+2mm

在这个实例中，经实测布氏硬度换算所得抗拉强度、许用应力与GB150-98表4-1中16MnR相近，对材料进行化学成分分析可进一步证实原材质为低合金钢相当于16MnR，这与我国制造的制冷设备压力容器大多使用16MnR的现状相符。由此可见，一些压力容器通过硬度测定结合化学成分分析来确定材料强度，进行强度校核，可避免造成部分设备资源的浪费，同时确保设备的安全

运行。

4 结束语

硬度测定在实际工作中还有许多其他重要功能，本文仅从上述三个方面作了简单论述。在压力容器的定期检验中，硬度测定以其操作方便、成本低、检测结果出具及时等特点，应该得到更广泛的应用。

参考文献：

[1]强天鹏主编.压力容器检验[M].中国锅炉压力容器检验

协会.

[2]压力容器安全技术监察规程[S].

[3]GB150-1998，钢制压力容器[S].

[4]超高压容器安全技术监察规程[S].

第7篇：金属材料成分分析范文

关键词：锅炉炉管腐蚀 蠕变

Abstract: this is on a tube burst of the running exhaust-heat boiler SA-178A in a factory. After investing the local work condition, and analyzing several factors of the failure tube, such as, the macroscopic and microscopic examination, the chemical composition, the assessment of impurity and the corrosion product, the writer provides the corresponding academic analysis, found out the reasons of the tube burst, and at last proposed the solution.

Keywords: boiler tube corrosioncreep

中图分类号：TK223文献标识码：A 文章编号

一．引言

受某化工厂委托，对该厂的SA－178A余热锅炉换热器管发生的外部严重减薄以致引起管道爆裂的腐蚀问题进行有关腐蚀失效分析。经过现场工况调查和失效管道的宏观和微观检测分析、化学成分分析、金相夹杂及腐蚀产物分析，并结合管道的实际服役环境特点，给予了相应理论分析，并给出了腐蚀原因和初步解决方案，以便厂方对该设备进行改进和维修，提高生产效益和安全程度。

二．概述

该厂的余热锅炉结构如图1所示，是一种直管管壳式热交换器。其工作期间进气温度最高可达650℃，一般为300－650℃之间，出气口温度约为230度。间歇期温度为230℃以下，平均200℃左右。工作－间歇周期平均为2－3小时，间歇期间用高压水蒸气对炉管进行吹灰处理。壳程内炉气成分复杂，其主要成分和条件见表1。管程内冷却介质为高压锅炉水，水压为1.8MPa，出水口水温最高可达260℃。

图1 直管管壳式热交换器示意图

表1 余热锅炉内烟气成分和工作条件

换热器炉管使用的是进口的SA－178A低碳钢管，裸管平均管长2.6m，外径51mm，壁厚平均2.7mm，在投入使用2－3年内，高位裸管区（见图1）管道发生严重的管壁减薄并出现部分管道爆裂，给厂方的生产安全和经济效益带来重大负面影响。

三．失效管道现场检验记录

失效管道为不带鞘翅片的裸管，减薄最严重的部位是进气口的上部，见图1。观察发现管道非减薄区外部腐蚀产物为黄褐色锈层，锈层表面粗糙；减薄发生在管道面向进气口的一侧，腐蚀产物为青黑色致密薄层，表面比较光滑，详见图2所示。减薄区局部还有蠕变突起，详见图3所示。管道爆裂发生在严重减薄区，图4是爆裂处的内外形貌，从图中可见爆裂边缘的管壁非常薄，测量出得最薄处厚度为0.15mm。

对管道的内外直径做了测量，结果如表2所示，由这些数据可以清楚的看到，腐蚀减薄区的管道外径平均值明显小于未明显减薄区的管道外径，而两种情况下的内径测量平均值差别不明显，由此可以判断，管道发生的是外壁减薄。

表2 管径变化测量结果

图2 炉管外表明的宏观腐蚀形貌（a）非腐蚀管道，（b）腐蚀管道

图3 蠕变突起的内外形貌

图4 管道爆裂点得内外形貌（a）内部形貌，（b）外部形貌

四.失效分析

4.1 化学成分分析与金相分析

表3是SA－178A的化学成分，由该表可见失效管道的化学成分与ASME标准中的成分差别不大，基本符合该标准的要求。

表3SA－178A的成分化学分析结果（W％）

注：其余成分是Fe。

截取非腐蚀区的管壁试样，用水砂纸打磨至2000＃，机械抛光后，用4％硝酸酒精浸蚀后观察管道材料的金相组织，结果如图5（a）所示。由该图可见，SA－178A管道的晶粒均匀，基本为铁素体晶粒，珠光体比例较低，分布在晶界上，基本呈点链状分布，部分离散分布在晶界上，由此可以判断该管道为正常的低碳钢组织，加工状态为拉拔退火组织。

图5 SA－178A合金的金相组织和夹杂形貌（a）金相，（b）夹杂形貌

截取断口附近的管壁试样，进行机械抛光后，直接在光学显微镜下观察管道金属基体的夹杂情况和蠕变情况，结果如图5（b）所示。由该图可见，失效的AS－178A管道用钢比较纯净，夹杂物物较少，基本未见夹杂物；但蠕变特征比较明显，晶界处明显可见V形裂纹和孔洞，说明断口附近管壁发生了明显的蠕变。

4.3 腐蚀产物成分分析

为了进一步确定管道外表面腐蚀产物的具体成分，截取失效管道的不同部位管壁，对其表面腐蚀产物进行了X射线衍射分析，结果如图10和图11所示。其中，图10是发生腐蚀减薄区的外表面腐蚀产物分析结果。由该图的标定结果可见，腐蚀区的主要腐蚀产物为SiO2、Fe2O3、FeSO4、FeOOH和NiSO4。由硫酸盐产物可以初步判断，该部分发生了硫酸露点腐蚀，但硫酸铁、硫酸镍等形成的混合腐蚀产物，加上积聚的灰分（SiO2）的作用，能够大大加速金属基体的氧化，发生所谓的积灰腐蚀或高温盐腐蚀（有的文献中也称为热腐蚀）。

图10 管壁外表面腐蚀减薄区的腐蚀产物X射线衍射分析结果

图11管壁外表面非腐蚀减薄区的腐蚀产物X射线衍射分析结果

图11是管壁外表面非腐蚀减薄区的腐蚀产物X射线衍射分析结果，与图10的结果相比，非腐蚀减薄区的外管壁腐蚀产物比较简单，基本为铁的氧化物，由图可见这些氧化物主要为Fe2O3，还有少量的Fe3O4。由此可见，非腐蚀区基本没有铁的硫酸盐，硫酸的露点腐蚀不明显。

4.5 综合分析和讨论

余热锅炉的换热器管道一般可能会发生四种失效形式：硫酸露点腐蚀、硫酸盐引起的积灰腐蚀（硫酸盐热腐蚀）、冷却水引起的冲刷腐蚀和应力腐蚀开裂。前两种腐蚀都是由烟气条件和工况条件的综合作用造成的，发生在壳程内；后两种失效形式都是由冷却水条件引起的，发生在管程内。前面的实验检测结果来看（见表2），SA－178A管道发生的主要为管道外壁减薄，虽然在蠕变阶段，管内氧化膜破损，电化学腐蚀加剧，对管道的最后开裂由一定加速作用（见图3、图4、图8、图9及其相关阐述），但对管道失效起主导作用的是管道的外部腐蚀。所以此次腐蚀失效的只能是硫酸露点腐蚀或硫酸盐热腐蚀。

硫酸的露点腐蚀主要发生在余热锅炉的低温部件上，其必要条件是温度足够低到露点温度以下，在这些部件上形成硫酸的露滴或液膜，溶解保护性的氧化膜进而腐蚀金属基体。从多年的实践来看, 一切影响烟气中硫酸形成的因素、影响烟气中的硫酸蒸汽冷凝在受热面上的因素、影响金属和硫酸溶液进行互相作用的因素等等均是影响低温露点腐蚀速度的主要因素。具体地讲, 就是指燃料的含硫量、运行时的过剩空气系数、受热面的金属温度、烟气的温度、吹灰方法及锅炉的结构参数和运行参数等等，该厂的余热锅炉的露点温度一般不会超过230℃，即锅炉工作的通常温度下限（见表1）。只有在停机或其它偶然情况下才可能使余热交换器中的温度降至200℃以下，产生非连续性露点腐蚀，因此这些情况下引起的露点腐蚀是很有限的。所以发生硫酸露点腐蚀并不是其腐蚀减薄的主要原因。而且从概述和现场记录来看，失效的管道发生在高温部分向进气口的一侧，该部位温度最高，是最不容易发生露点腐蚀的区域。由图11所示的非腐蚀减薄去外表面腐蚀产物的成分来看，几乎没有监测到硫酸盐，由此可以断定发生的硫酸露点腐蚀程度非常微弱。

锅炉炉膛在高温烟气的作用下，由于表面硫酸盐的沉积物而引起不同程度的热腐蚀。此种腐蚀以氧化为基础，既包括界面化学反应，又包括液态物质（沉盐）对故态保护性氧化膜的溶解。对于不同的氧化膜类型，热腐蚀发生的机理有所不同。其结果是连续氧化膜的完整性被破坏，代之以疏松的非保护性氧化物层，从而使腐蚀过程和氧化过程加剧，导致工件超前失效。锅炉管道金属在约610℃时，其向火侧或向烟气入口侧在高温烟气作用下会产生钒酸盐和硫酸盐沉积。早在上世纪70年代初就已经发现，在600～850℃温度范围内硫酸盐就能够加速金属基体的氧化。这类热腐蚀称为低温热腐蚀。它一般由硫酸镍、硫酸铁等的共晶熔融物作为熔盐介质来加速金属基体和氧化膜氧化腐蚀。而在实际环境中，过湿的灰分和SO3的存在确实能够带来这种硫酸盐共晶熔体。也就是说SO3的存在是发生低温热腐蚀的必要条件，降低VSO3能够有效抑制这种腐蚀。

由表1所示的工况条件来看，烟气中SO3的体积含量大约为1％（以10％转化率计），而在灰分的作用和SiO2的催化作用下，在600～850℃温度范围内转化率会大大提高，甚至可以达50％。所以实际的SO3含量可能很高。含附了硫酸液滴和硫酸盐共熔物的灰分很容易在管道表面上粘结，形成强腐蚀性灰分层。由图10的腐蚀成分分析来看，腐蚀减薄区表面确实存在硫酸亚铁和硫酸镍，而且有较多的SiO2。而且由图6（a）和图8（a）可见，腐蚀表面的氧化膜不连续，其中能谱分析发现较暗的区域就是含Si、Al和硫化物的灰分区。由这些足可以判断，在管道受热面最高温度（650℃）附近，确实能够发生硫酸盐和灰分作用下的低温热腐蚀。

五．结论

由上述现场调查和实验室实验检测结果以及相关的分析讨论可以得出以下结论：

SA－178A低合金热交换器炉管发生的减薄致开裂主要为外部减薄造成的。

减薄的主要原因是硫酸盐的低温热腐蚀，硫酸的露点腐蚀作用不明显。

进气口温度高，管道受热面金属存在明显的蠕变现象，破裂阶段是热腐蚀减薄、蠕变应变引起的内部电化学腐蚀以及应力共同作用的结果。

六．防止措施和建议

结合前面的分析讨论以及化纤厂余热锅炉的实际情况，提出了如下三种防止低温热腐蚀的措施：

定期检查和维修，及早发现和更换失效管道。具体可以对使用满一年以上的管道，定期做超声波无损检测管壁厚度，按4.5节中的计算结果决定是否应该更换管道。

改善烟气成分，尤其是控制烟气中的含氧量和含SO2量，从而降低SO3的体积含量，抑制硫酸盐的生成。

降低烟气的进入余热锅炉的初始温度，使烟气的最高温度控制在600℃以下，使硫酸盐难以形成共熔体，从而抑制硫酸盐的热腐蚀。

第8篇：金属材料成分分析范文

关键词：热轧带肋钢筋 屈服点不明显

0 前言

HRB400热轧带肋钢筋是一种高强度用钢筋， 是建设部要求推广使用的一种建筑用钢材，被广泛应用于工业建筑、桥梁、水利枢纽工程等。新疆某钢厂生产的HRB400钢筋已有多年历史， 以性质优良、质量稳定而赢得用户的普遍称赞，虽然产品实物质量稳定，但是还存在少许不足之处，出现了极少数批号的热轧带肋钢筋屈服点不明显的现象。因此，寻找HRB400热轧带肋钢筋屈服点不明显的原因，迫在眉睫。为找出原因笔者对该批钢筋进行了理化检验和分析，并与另一批力学性能正常的钢筋进行了对比。

1 理化检验

1.1 化学成分分析

对该批钢筋进行化学成分分析，分析结果（质量分数） 如表1 所示。从表1 可以看出，各元素的含量均在标准控制范围内，符合标准要求。

1.2 力学性能测试对比

该批钢筋（编号为A～E）与另一批合格钢筋（编号为a～e）的力学性能测试结果见表2 ，测试结果表明：该批钢筋的力学性能除屈服点不明显外，其余均符合标准要求。对该批钢筋和另一批合格钢筋的拉伸曲线进行测试，发现两批钢筋的拉伸曲线截然不同，所测曲线如图1和图2所示，观察发现该批钢筋的力学性能未出现屈服点， 另一批合格钢筋出现明显的屈服点，。

1.3 断面形貌分析

对该批钢筋的宏观断口进行观察，发现大部分钢筋的断口如图3和图4所示，属于韧性断口，无异常现象出现。

1.4显微组织分析

对该批钢筋和另一批力学性能正常的钢筋进行显微组织分析如图5和图6所示，分析发现该批钢筋不但含有珠光体+铁素体（F+P），还有贝氏体组织。另一批力学性能正常的钢筋显微组织为铁素体+珠光体（F+P）。

2实验结果分析

热轧状态下，HRB400带肋钢筋的正常组织为块状铁素体+珠光体（F+P）。屈服点的出现，认为是由于碳、氮原子在α固溶体中位错线附近集中，对位错运动产生钉锚引起，位错摆脱溶质气团钉扎需要很大的力，这就是产生下屈服强度点的力学理论；钢中含有一定量的异常组织贝氏体是带肋钢筋产生屈服点不明显的主要原因。异常组织贝氏体的产生原因： （1）钢中[C]、[Mn]含量偏高，可使钢材强度值升高的同时还会引起脆性增大和塑性、韧性下降， 易产生贝氏体组织。因[Mn]在钢中溶于铁素体和渗碳体中， 起到固熔强化的作用， 提高过冷奥氏体的稳定性。含量过高的[Mn]使过冷奥氏体等温转变图中珠光体转变部分显著右移， 结果会使钢中经奥氏体化后在连续冷却即可获得贝氏体组织。有资料介绍[.2- 3] ， 当钢中[Mn]含量大于1. 7%时， 可使钢筋在室温时产生超过一定的量贝氏体， 造成钢筋屈服强度不明显。[C]是钢中对力学性能中强度贡献最大的元素之一， 当[ C ]、[Mn]含量同时偏高时， 钢材易产生屈服点不明显。经过上述分析，该批钢中[C]、[Mn]元素含量都不高， 均在内控标准控制的范围内。（2）钢坯加热温度、轧制中终轧温度过高和冷却工艺是形成贝氏体形成的外部原因。贝氏体的产生必须具备一定的转变温度， 它们可以在过冷奥氏体恒温时产生， 也可以在连续冷却过程中产生。因此，轧后冷却速度应控制在1.4～2.1℃/ s，即终轧温度到640 ℃区间的冷却时间应控制在140～210s ，以便过冷奥氏体有足够的时间向铁素体和珠光体转变[ 4]。

3结论

（1）钢中一定量的异常组织贝氏体是带肋钢筋产生屈服点不明显的主要原因

（2） 在生产中应降低轧后冷却速度，使过冷奥氏体有足够的时间向铁素体和珠光体转变，以减少贝氏体的产生。

参考文献：

[1] 刘石屹. HRB400NbN级带肋钢筋屈服强度异常情况的探讨[J]. 河南冶金， 2007. 15（9）： 86-87

[2] 崔忠圻， 刘北兴. 金属学与热处理原理. 哈尔滨： 哈尔滨工业大学出版社， 2004： 208.

[3] 王廷溥. 轧钢工艺学. 北京： 冶金工业出版社， 1981： 21.

[4] 李海滨， 张贺宗， 高雷雷. 20MnSiNb 热轧带肋钢筋屈服点不明显原因分析[J]. 理化检验 物理分册， 2009. 45（1）： 67-69

第9篇：金属材料成分分析范文

关键词：柱塞式注塑机 分流梳 作用 分析

在柱塞式注塑机的料筒里面有一个元件叫做分流梳，但很多人不知道料筒里面采用分流梳的原因。可能有些人从字面上理解，大概知道它可能起到一个分流的作用。究竟为什么要采用分流梳呢？可以从以下几个方面分析。

一、柱塞式注塑机的工作原理

柱塞式注塑机的结构形式如图1所示。柱塞式注塑机用柱塞依次把落入机筒中的塑料推向料筒前端的塑化空腔内，空腔内的原料在料筒的加热器作用下，经过加热，塑化成熔融状态，然后，塑化后的熔体在一定压力下，被柱塞通过分流梳，把熔料经由喷嘴注射到成型模具内，冷却定型。

二、常用塑料的性能

1.热塑性塑料

热塑性塑料的性能表现为加热时变软，冷却后变硬，再加热又可变软，可反复成形，基本性质不变，其制品使用温度低于120℃。热塑性塑料成形工艺简便，可直接经注射、挤压、吹塑成形，生产效率高。常见的热塑性塑料有： ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯）、聚丙烯、聚苯乙烯等材料。

2.热固性塑料

热固性塑料的性能表现为加热时软化，冷却后坚硬。固化后再加热，则不能再软化或熔解，不能再成形。热固性塑料抗蠕变性强，不易变形，耐热性好，但该树脂性能较脆、强度不高、成形工艺复杂、生产效率低。常见的热固性塑料有：酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、呋喃、聚硅醚等材料。

三、设置分流梳的作用

了解了柱塞式注塑机的工作原理和塑料的特性以后，就可以了解为什么要在料筒内设置分流梳了。分流梳也可称分流梭，结构如图2所示。

当料筒内未安置分流梭时，塑料在料筒内受热软化后，黏度仍然很大，在柱塞的平移推动下，料流是一种平缓的滞流状态。因为料筒内同一横截面不同径距的质点，与料筒内壁距离不同，有着梯度变化式的流速，结果靠近料筒轴心的塑料向前流得快，停留时间短，而靠近料筒内壁的塑料向前流动得慢，停留时间长。另外，这种料筒的温度分布状态也很差，靠近料筒内壁的塑料，由于流得慢，又直接受料筒外壁加热器的加热，所以温度特别高；而靠近料筒轴心的塑料，因为流动较快，又与料筒外壁加热器隔了一层导热性较差的塑料层，所以温度特别低。这样，在注塑出来的熔融塑料中，同时并存着塑化程度不一的成分，俗称“夹生饭”，成型制品的品质无法保证，甚至难以维持正常生产。

分流梭正是为了克服柱塞式注塑机的这种缺点而设计的。它是一个两端都呈流线型的圆锥体，如图2所示，以其凸出的棱片为支撑，固定在料筒内柱塞行程终点的前端，将熔料摊分成5～10mm厚的薄层，减少了料层之间的速度差异。同时，通过金属棱片的传热，使料筒中央部分也有一定的热量供应，这样一来，穿过的塑料既能均匀受热，又缩短了升温时间。

分流梭还有一个作用，就是增大对塑料的剪切力，使其黏度下降，提高塑化程度。不过，仔细考察分流梭功能之后就可以发现，分流梭亦不能完全克服柱塞式注塑机的固有缺点。

首先，在柱塞行程内，实际上还存在着空筒的弊病，进入料筒的料粒受外热从玻璃态变为黏流态的过程，仍然缺乏有效的搅拌和混合，反而被推送的注塞压实，影响热的传递。

其次，大部分分流梭的设计都或多或少地存在着滞流区及过热区，通过分流梭的熔料在轴向和径向上仍然存在着较大温差。所以使用柱塞式注塑机时，工艺参数的调整很重要，特别是对一些热敏感性塑料及黏度较大的塑料更是如此，如透明聚苯乙烯、聚碳酸酯等。

随着塑料工业的发展，塑料制品的应用越来越广泛，特别是大型塑料制品越来越多，柱塞式注塑机就逐渐不能适应这种发展趋势了。

参考文献：

[1]陈明深主编. 金属材料与热处理（第3版）[M].北京：中国劳动出版社，1985.