對(duì)于一般鑄鐵件樣品來說，碳的存在狀態(tài)有三種：

① 以石墨晶體單質(zhì)形式單獨(dú)存在

② 與鐵形成二元或多元化合物以化合狀態(tài)存在

③ 溶入α-Fe或γ-Fe中以固溶狀態(tài)存在

由于在灰口鑄鐵中石墨晶體單質(zhì)形式存在比例較大，而且其狀態(tài)為游離態(tài)，也就是說碳在鑄鐵組織中分布是不均勻的。

而光電直讀光譜法樣品首要條件就是其各組分必須均勻，因此對(duì)于鑄鐵件樣品不能直接在光電直讀光譜法上分析，需要對(duì)樣品進(jìn)行白口化處理，以保證分析樣品各元素組分比較均勻。

灰口鑄鐵經(jīng)過白口化處理后，其碳元素以碳化物(Fe3C)形式存在于金相組織，無石墨碳，分布較均勻，無偏析現(xiàn)象，符合光電直讀光譜法對(duì)樣品的要求。

材料與設(shè)備

? QT450灰口鑄鐵樣品

? 切割機(jī)

? 中頻爐

? 模具

? 磨樣機(jī)

? GNR S1直讀光譜儀

方法與步驟

切割

使用切割機(jī)將待分析的鑄鐵材料切割成小塊，以便于放入中頻爐坩堝中進(jìn)行下一步熔融過程。

切割時(shí)應(yīng)注意剔除毛邊、油污等雜質(zhì)部分。

由于白口化鑄鐵是熔融鑄鐵快速冷卻下的產(chǎn)物，所以要保證較高的熔融溫度。熔融溫度越高，其溫度落差才越大，鑄鐵在高溫下以石墨為核心的夾雜物才會(huì)越少。而鑄鐵在中頻感應(yīng)熔煉電爐中低溫澆鑄溫度為1250℃，高溫出鐵水溫度為1450℃，因此澆鑄溫度應(yīng)該在1450℃左右。

澆鑄

待鐵水達(dá)到均一穩(wěn)定的亮白色狀態(tài)后，及時(shí)進(jìn)行澆鑄。

要保證澆注物快速冷卻，可以將澆注試樣放到水中快速冷卻。為了白口化更徹底，還應(yīng)該注意試樣的厚度不能太厚，其模具可采用散熱效果較好的銅模澆注。

打磨

將該樣品在磨樣機(jī)上進(jìn)行磨制。磨制樣品時(shí)，要求分析面在磨樣機(jī)上磨出金屬光澤，而且分析面最好是圓弧線的粗條紋，這樣電流有著陸點(diǎn)(尖端放電的原理)，有利于樣品被激發(fā)。

類型校準(zhǔn)

這一步驟用于校正待分析樣品和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)樣之間，由于組織結(jié)構(gòu)不一致引起的分析結(jié)果的偏差。

由于本次待測(cè)樣品是球墨鑄鐵QT450，故選擇QT450鑄鐵標(biāo)樣作為類型控樣。

測(cè)量結(jié)果

選擇S1中預(yù)設(shè)的鑄鐵測(cè)試程序FE10 Cast Iron，進(jìn)行鑄鐵樣品的測(cè)試。

圖12. 測(cè)樣結(jié)果

由上圖可以看出，C、Si、Mn、P、S五大元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和極差都很低。所以，使用本方法測(cè)得的數(shù)據(jù)有著不錯(cuò)的穩(wěn)定性。

對(duì)比QT450的化學(xué)成分表可以看出，數(shù)據(jù)全部落在標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分區(qū)間內(nèi)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性同樣完美滿足用戶的應(yīng)用要求。