前 言

合金由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。根據(jù)組成的元素的數(shù)目，可分為二元合金，三元合金以及多元合金。

根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，合金主要分為以下幾種類型：

(1)混合物合金（共熔混合物），當(dāng)液態(tài)合金凝固時(shí)，構(gòu)成合金的各組分分別結(jié)晶而成的合金，如焊錫、鉍鎘合金等；

(2)固熔體合金，當(dāng)液態(tài)合金凝固時(shí)形成固溶體的合金，如金銀合金等；

(3)金屬互化物合金，各組分相互形成化合物的合金，如銅、鋅組成的黃銅（β-黃銅、γ-黃銅和ε-黃銅）等。

一般來說各類型的合金都有以下通性：

(1)多數(shù)合金熔點(diǎn)低于其組分中任一種組成金屬的熔點(diǎn)；

(2)硬度比其組分中任一金屬的硬度大；

(3)合金的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低于任一組分金屬。利用合金的這一特性，可以制造高電阻和高熱阻材料。還可制造有特殊性能的材料，如在鐵中摻入15％鉻和9％鎳得到一種耐腐蝕的不銹鋼，適用于化學(xué)工業(yè)。

(4)有的抗腐蝕能力強(qiáng)(如不銹鋼)。

由于合金具有許多優(yōu)于純金屬的特性，故在實(shí)際生產(chǎn)，生活的材料應(yīng)用中大多使用合金材料。

并且為便于合金材料的使用，世界各國均根據(jù)本國的實(shí)際情況對合金材料依據(jù)其所具有的物理性能（如比重、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學(xué)性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學(xué)性能（機(jī)械性能）制定了符合本國實(shí)際應(yīng)用的合金牌號。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)師只需要根據(jù)設(shè)計(jì)需要選用適當(dāng)牌號的合金材料即可。

通常在合金生產(chǎn)和使用過程中，我們均需要對合金牌號進(jìn)行甄別，以便于對生產(chǎn)和使用的管理。傳統(tǒng)的我們對用合金牌號的鑒別是采用化學(xué)方法（如化學(xué)滴定，碳硫分析儀）等進(jìn)行測量，將測量值與合金牌號中的規(guī)定值進(jìn)行對比后確定。在這里，我們系統(tǒng)介紹了AAS,ICP,CS和XRF在合金行業(yè)的應(yīng)用。

我司生產(chǎn)的P530型便攜式X射線熒光光譜分析儀，利用X射線激發(fā)元素特征能譜，并對特征能譜進(jìn)行偵測的原理，真正實(shí)現(xiàn)了對合金材料的高效，快速，無損的檢驗(yàn)。并且該型號光譜分析儀配備了多種類型的合金牌號庫，在元素鑒別的同時(shí)，即對合金的牌號進(jìn)行了相應(yīng)分析。

一、AAS6000合金行業(yè)解決方案

（一）儀器

（二）樣品處理

合金種類繁多，應(yīng)根據(jù)樣品材質(zhì)選擇不同的前處理方法，包括酸溶、堿熔、富集分離等。

（三）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

用1000ug/ml 的單元素標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液逐級配制成所需濃度的工作溶液。

（四）實(shí)際樣品舉例

鋁及鋁合金化學(xué)分析方法——火焰原子吸收光譜法測定鎘量

1 方法提要

試料用鹽酸和過氧化氫溶解，于原子吸收光譜儀波長228.8 nm處，以空氣-乙炔貧燃火焰進(jìn)行鎘含量的測定。

2 樣品處理

2.1 稱取 0. 5000 g 試樣，精確至0.0001 g，置于200 mL 燒杯中，加人15 mL 鹽酸（1+1），待劇烈反應(yīng)停止后，加人10 滴過氧化氫，緩慢加熱至試料完全溶解，煮沸至過氧化氫完全分解，冷卻。

2.2 如有不溶物，過濾，洗滌。將殘?jiān)B同濾紙置于增禍中，灰化。于550 ℃灼燒，冷卻。加人2 mL 硫酸（1+1），5mL 氫氟酸，并逐滴加人硝酸（1+1）至溶液清亮。加熱蒸發(fā)至干，于 700 ℃ 灼燒數(shù)分鐘，冷卻，用盡量少的鹽酸（1+1）溶解殘?jiān)ū匾獣r(shí)過濾），將此溶液合并于主濾液中。

3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確移取0.1mL，0.2mL，0.3mL，0.4mL，0.5mL 1000 ug/ml鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于一組100mL容量瓶中，加入2mL硝酸（1+1），用水稀釋至刻度，混勻。在與測量試液相同條件下，測量系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，減去零濃度溶液的吸光度，以鎘的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制工作曲線。

4 樣品測試

于原子吸收光譜儀 228.8 nm 處，使用空氣-乙炔貧燃火焰，以水調(diào)零，測量試液的吸光度，減去隨同試料的空白試驗(yàn)溶液的吸光度，從工作曲線上查出相應(yīng)的鎘濃度。

二、ICP-2000合金行業(yè)解決方案

方法介紹：本方法介紹了ICP－AES法測定合金中金屬元素的具體測試方法，該方法主要針對合金中金屬元素含量的測定，具有可操作性和很好地應(yīng)用價(jià)值。

1. 儀器

ICP－2000型單道掃描式ICP原子發(fā)射光譜儀(天瑞儀器)

2. 樣品提取

由客戶提供具有代表性的樣品。

3. 樣品配制

根據(jù)試樣中雜含量高低將樣品配制成適當(dāng)濃度,酸度控制在 5％左右即可。

4. 樣品處理

合金種類有很多，不同的樣品前處理方法也不同，一般前處理所用的試劑有鹽酸、氫氟酸、硝酸、高氯酸、雙氧水等。

前處理：稱取0.15g左右樣品于玻璃燒杯或是聚四氟乙烯燒杯中，先用稀鹽酸處理，待反應(yīng)完全，氣泡減慢后，加（1+1）硝酸繼續(xù)消解，至反應(yīng)完全（如果合金中硅含量較高，就要適當(dāng)加氫氟酸處理，蒸發(fā)以除去硅），消解后定容至100mL容量瓶中,上機(jī)測試。

5. 標(biāo)準(zhǔn)配制：

用1000ug/ml 的單標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液逐級配制成 100ug/ml溶液，再逐級配制成混合標(biāo)準(zhǔn)溶液10μg/ml、1μg/ml酸度為10%(V/V)。

6. ICP-AES工作曲線標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

7. 分析線的選擇

根據(jù)ICP軟件譜線庫提供所有元素不同譜線，首先選擇被測元素靈敏度高的譜線，其次考慮不受樣品基體及被測元素相互之間干擾小的譜線的原則，選擇分析線如下。

8． 結(jié)果數(shù)據(jù)

方法通過選擇最佳工作條件，建立了ICP－2000型ICP－AES法測定地礦中金屬元素測定方法，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明該儀器大部分技術(shù)指標(biāo)達(dá)到和接近了囯外同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo), 由于儀器操作軟件使用中文系統(tǒng), 是國人使用更方便，整個(gè)分析過程快速、簡便、結(jié)果準(zhǔn)確、有很好的高信價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)，所以該儀器也普及到各個(gè)分析領(lǐng)城。

三、高頻紅外碳硫儀合金行業(yè)解決方案

方法介紹：本方法介紹了高頻紅外碳硫儀測定有色金屬及合金中碳﹑硫元素的具體測試方法，該方法主要針對有色金屬及合金中碳﹑硫元素含量的測定，具有可操作性和很好廣泛地應(yīng)用價(jià)值。

（一） 儀器

（二） 解決方案實(shí)例

有色金屬及合金樣品，具有強(qiáng)導(dǎo)磁性，所以在測試過程中，不需要加入純鐵助熔劑來增加它的導(dǎo)磁性，只需加入適量的鎢﹑錫助熔劑。

一合金國標(biāo)GBW(E)010136-9901（C%:0.104,S%:0.015）用高頻紅外碳硫儀168型測試結(jié)果如下：

①工作曲線：

②數(shù)據(jù)結(jié)果：

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：高頻紅外碳硫儀CS-168型測試有色金屬及合金中的碳硫含量，結(jié)果準(zhǔn)確，且重復(fù)性好，簡單，快速?？梢詮V泛的應(yīng)用在各種各樣的合金樣品中。

四．XRF合金解決方案

4.1合金的XRF檢測方法

不銹鋼

① 鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當(dāng)鋼中含鉻量達(dá)到12％左右時(shí)，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（ 自鈍化膜），可阻止鋼的基體進(jìn)一步腐蝕。除鉻外，常用的合金元素還有鈦，鎳、鉬、鈮、銅、等，以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。因此我們在檢測過程中主要關(guān)注不銹鋼中的金屬元素如：鈦，釩，鉻，錳，鈷，鎳，銅，鈮，鉬，鎢。鐵在不銹鋼樣品中屬于高含量主要元素，樣品直接進(jìn)行測試其精度不高，一般采用余量法進(jìn)行測試，其測試精度取決于以上幾個(gè)元素的綜合測量精度。同時(shí)，由于不銹鋼樣品中的C，Si，S, P不能在P530型便攜式X射線熒光光譜分析儀中進(jìn)行測試（對與Si，S, P的測試可選用我司的EDX6000B, EDX3600B，EDX3600型光譜分析儀或采用化學(xué)滴定或碳硫分析儀進(jìn)行精確測試），一般低含量的C，Si，S, P會(huì)直接歸一到Fe元素中。因此對于Fe，只能用于是否屬于比較純的Fe進(jìn)行判斷性測量。另外若要進(jìn)行精度更高的測量，可以選擇OES光電直讀。

② 測量儀器：

EDX-P530型可以應(yīng)用于現(xiàn)場原位分析并能將測試結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行合金牌號分析。無法測試輕元素，其精度上要比EDX3600B、EDX3600或EDX6000B要低。