今天要介紹的是測量「低合金鋼」和「碳鋼」當中的「碳含量」分析方法,此項方法是使用美國知名大廠SciAps的Z-200型雷射導引光譜技術。此技術可謂全世界「唯一」可「 碳分析 」的一款手持式分析儀。
Z-200型雷射導引光譜儀使用1064奈米脈衝雷射,5.5毫焦耳/脈衝以及50赫茲頻率,除了有寬廣的元素偵測範圍(190nm-620nm)外,在碳193nm位置中具備0.13nm超靈敏解析度。
Z-200型與分光儀相似點在於使用氬氣作為高精度偵測環境;但特別的是它為目前市場上唯一可搭載氬氣瓶的手持式分析儀。
【軟體概觀】
以下為Z-200型雷射導引光譜儀,專用碳軟體之包含細項:
碳之檢量線範圍從0%到1%,適用於低合金鋼和碳鋼。樣品的「基質」,或「濃度範圍」與出廠設置不同,可透過儀器 軟體(可安裝於筆電或桌電)另行新建自定義標準。除了碳以外,對於其它元素矽、鋁、鈦、釩、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鈮、鉬、鉛也同時擁有適當的分析檢量線。包含碳專用之校正標準片。
【性能】
碳的偵測極限為0.12%,並使用三個標準差。因此無法區分L不銹鋼跟H不銹鋼。例如美規1030牌號的碳鋼,其擁有0.3%的碳含量,透過Z-200型分析後,將產生0.035%的標準差,軟體計算結果為0.3%±0.1%。如圖三,全球型的通用檢量線包含10XX、1117、另外包含數種低合金鋼,例如41XX、43XX、46XX、86XX。適用於分離碳濃度0.2%差異以上之鋼種。 如圖四,全球型的通用檢量線,經過「自定義」後,將碳濃度值限制於0-0.5%,以區分碳濃度差異0.1%的鋼種,例如1020和1030,或是A106和1018。此範例「自定義」為關閉低合金鋼之校準點。
【小結】
我們建議使用至少四個校準點搭配線性匹配。
我們「不」建議嘗試分類碳濃度差異小於0.1%之鋼種。
【測試方法】
此分析使用Milwaukee M12手持式研磨機,對樣品進行研磨(5秒)。光柵掃描六個點平均後,定義為一次測量(3秒)。五次測量,定義為一個結果。共十五秒時間,得出樣品碳以及各種元素濃度值。內建自動拒絕演算法,若研磨不當,系統會自動排除該次測量,時間自動延長。
【結論】
喬哈斯科技提供的Z-200型跟Z-300型為手持式LIBS (LIBZ)分析儀,提供低合金鋼和碳鋼的碳濃度元素分析,和其它元素濃度分析。良好的樣品研磨和氬氣吹掃,與遵循正確的操作步驟,可分離碳濃度0.1%以上之可靠牌號等級分離。
【LIBZ分析碳鋼展示影片】如以下連結: