一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法。
【背景技术】
[0002]合金板材中的元素分布实质上是不均匀的。特别是在铸态条件下，由于每种元素的比重不一样，会造成比重偏析。另外，合金凝固的先后次序不一样，也会造成元素分布不均匀。即使是均匀化处理，也难以使板材中的元素均匀分布。因而，非均匀性是板材中普遍存在的问题。而恰恰就是这种不均匀性会严重影响到金属板材的力学、物理和化学等多个方面的性能。在绝大多数情况下，人们往往要求板材中的元素分布更加均匀。这就需要了解板材中的元素的分布情况，为冶炼和热处理工艺改进提供有效的定量数据，但要比较准确地知道元素在板材中的分布情况比较难。
[0003]目前利用金相显微镜和扫描电镜能谱仪对元素的分布进行分析(李玉胜，翟虎，马宝民，等.高强度ZL205A合金大型铸件“白点”偏析研宄[J].铸造，2007，56(2):185-187.)，利用金相显微镜进行金相组织分析，虽然可直观的确定是否存在显微组织偏析，能对元素的分布进行定性的分析，但是无法定量确定元素的分布情况，而扫描电镜能谱仪能对元素的分布情况进行定性和定量分析，但是在合金元素含量很小的情况下，扫描电镜能谱仪无法测量或者测量偏差较大，因此均不能为冶炼和热处理工艺提供有效的定量数据。
[0004]另外，虽然提出了一种测试铝合金中元素的方法(朱远志、赵超奇，CN103335999A)，但难以连续地得到不同部位的合金中溶质原子的浓度，本发明旨在克服这些特点，能够连续和实时地得到某一高度位置的溶质原子浓度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法，以克服以往非连续测试方法信息不全，金相显微镜只能对元素的分布进行定性的分析，但是无法定量确定元素的分布情况的缺点。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现:
[0007]一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法，包括以下步骤:
[0008]步骤一:在待测试板材中截取直径为10?20mm和厚度与板材相同的样品，制得测试样品。
[0009]步骤二:按体积比为1: (0.003?0.01)将浓度分别为20?50%的强酸溶液和0.3?I %的氯化汞在玻璃容器中混合，得到测试用溶液。
[0010]步骤三:分析天平待测量试样的重量，再用头发丝系住样品一端，并悬挂在分析天平上，将样品浸入Delta H的厚度到溶液中进行溶解，待浸入液体中的Delta H厚度的样品完全溶解后，用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得烧杯中测试溶液中各元素的浓度；
[0011]步骤四:重复步骤三，再将样品向溶液中伸入Delta H的厚度进行溶解，并用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得烧杯中测试溶液中各元素的浓度，直至样品完全溶解。
[0012]进一步的，所述进入液体中Delta H的深度为0.0Olmm?0.5H，其中H为样品的厚度。
[0013]本发明的有益效果为:能够提供一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法，克服金相显微镜只能对元素的分布进行定性的分析，但是无法定量确定元素的分布情况的缺点，克服以往非连续测试方法信息不全的特点，为冶炼和热处理工艺改进提供有效的定量数据，对工艺的改进更有参考价值。
【附图说明】
[0014]下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
[0015]图1是用本发明测试一种铸轧铝板的Fe元素的分布情况；
[0016]图2是用本发明测试图1所述铸轧铝板的Si元素的分布情况；
[0017]图3是用本发明测试一种480摄氏度退火Ih铸轧铝板的Fe元素的分布情况。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法，本实施例的测试对象为铸轧铝合金板坯料，厚度为7_，目的是测试S1、Fe元素在铸轧铝板中的含量分布。具体步骤是:
[0020]步骤一、在待测试板材中截取直径为10?20mm和厚度与板坯相同的样品，制得测试样品。
[0021]步骤二、再按体积比为1: (0.003?0.01)将浓度为35%的盐酸溶液和0.3?I %氯化汞在玻璃容器中混合，得到测试用溶液。
[0022]步骤三、分析天平待测量试样的重量，再用头发丝系住样品一端，并悬挂在分析天平上，且使样品浸入0.3mm的厚度到溶液中。可以在任何时候测试出部分浸在液体中的样品重量。待浸入液体中的0.3mm的样品完全溶解后，再将样品向溶液中伸入0.3mm的厚度，如此往复，直至样品完全溶解。同时，每溶解完一次0.3_厚度的样品后，用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得烧杯中测试溶液中各元素的浓度。结果见图1和图2。由于，每次溶解后无需将样品弄出烧杯，根据积分原理，从理论上讲，该方法可以连续测试板材厚度方向的溶质原子含量分布。而且只要测得相邻两次重量和浓度，就能够算得出板材中某一厚度处的溶质原子平均浓度。
[0023]实施例2
[0024]一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法，本实施例的测试对象为480摄氏度退火Ih铸轧铝合金板坯料，厚度为7_，目的是测试Fe元素在铸轧铝板中的含量分布。具体步骤是:
[0025]步骤一、在待测试板材中截取直径为10?20mm和厚度与板坯相同的样品，制得测试样品。
[0026]步骤二、再按体积比为1: (0.003?0.01)将浓度为20%的盐酸和30%的硝酸溶液和0.3?I %氯化汞在玻璃容器中混合，得到测试用溶液。
[0027]步骤三、分析天平待测量试样的重量，再用头发丝系住样品一端，并悬挂在分析天平上，且使样品浸入0.1mm的厚度到溶液中。可以在任何时候测试出部分浸在液体中的样品重量。待浸入液体中的0.1mm的样品完全溶解后，再将样品向溶液中伸入0.1mm的厚度，如此往复，直至样品完全溶解。同时，每溶解完一次0.1mm厚度的样品后，用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得烧杯中测试溶液中各元素的浓度。结果见图3。由于，每次溶解后无需将样品弄出烧杯，根据积分原理，从理论上讲，该方法可以连续测试板材厚度方向的溶质原子含量分布。而且只要测得相邻两次重量和浓度，就能够算得出板材中某一厚度处的溶质原子平均浓度。
[0028]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:在待测试板材中截取直径为10?20mm和厚度与板材相同的样品，制得测试样品O 步骤二:按体积比为1: (0.003?0.01)将浓度分别为20?50%的强酸溶液和0.3?I %的氯化汞在玻璃容器中混合，得到测试用溶液。 步骤三:分析天平待测量试样的重量，再用头发丝系住样品一端，并悬挂在分析天平上，将样品浸入Delta H的厚度到溶液中进行溶解，待浸入液体中的Delta H厚度的样品完全溶解后，用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得烧杯中测试溶液中各元素的浓度； 步骤四:重复步骤三，再将样品向溶液中伸入Delta H的厚度进行溶解，并用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得烧杯中测试溶液中各元素的浓度，直至样品完全溶解。
2.如权利要求1中所述的连续测试铝合金板材中元素分布的方法，其特征在于，所述进入液体中Delta H的深度为0.0Olmm?0.5H，其中H为样品的厚度。
【专利摘要】本发明涉及一种连续测试铝合金板材中元素分布的方法，包括在待测试板材中截取直径为10～20mm和厚度与板材相同的样品；按体积比为1∶(0.003～0.01)将浓度为20～50％强酸溶液和0.3～1％氯化汞混合得到测试用溶液；分析天平待测量试样重量，用头发丝系住样品一端，悬挂在分析天平上，将样品浸入Delta H的厚度到溶液中，待浸入液体中的Delta H厚度的样品完全溶解后，用电感耦合等离子体发射光谱仪，测得烧杯中测试溶液中各元素浓度；重复上述步骤，直至样品完全溶解。本发明的有益效果为：能够提供连续测试铝合金板材中元素分布方法，为冶炼和热处理工艺改进提供有效的定量数据，对工艺的改进更有参考价值。
【IPC分类】G01N21-73
【公开号】CN104655611
【申请号】CN201510026323
【发明人】朱远志
【申请人】北方工业大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月20日