Determination of Hydrogen in Steel and Iron

Aplikace | 2022 | LECOInstrumentace
Elementární analýza
Zaměření
Materiálová analýza, Průmysl a chemie
Výrobce
LECO

Význam tématu


Určení obsahu vodíku v oceli a železe je zásadní pro zajištění jejich mechanických vlastností a prevence křehnutí, puchýřování či exfoliace. Vysoká pohyblivost vodíku v kovové mřížce vede ke strukturálním defektům bez pozitivního vlivu na vlastnosti slitiny.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem textu je prezentovat postup a parametry měření stopových hladin vodíku v oceli, železe a dalších anorganických materiálech pomocí impulsní pece H836EN od LECO Corporation. Popisuje se příprava vzorků, kalibrace přístroje a dosažená přesnost výsledků.

Použitá instrumentace


  • Instrument: LECO H836EN – optimalizován pro nízké hladiny H2
  • Grafitové kelímky vysokoteplotní 619-895
  • Cínové pelety 761-739
  • Cínové kapsle 502-040
  • Vzorkovací kleště a elektrody
  • Carrier plyn: argon
  • Detektor: termická vodivostní (TC) buňka

Použitá metodika


Vzorek o hmotnosti cca 1 g se připraví předběžným broušením a odmaštěním, u tavených vzorků rychlým zchlazením v kapalném dusíku či směsi acetonu a CO2. V grafitovém kelímku se vzorek podrobí impulznímu ohřevu za toku argonu. Evolveované plyny procházejí reagenty na odstranění H2O a CO, separační molecular sieve kolonu pro oddělení H2 a N2 a detekční TC buňkou pro kvantifikaci H2.

Hlavní výsledky a diskuse


Kalibrace byla provedena lineárně přes počátek pomocí LECO certifikovaných ocelových šroubků s 6,7 ppm vodíku. U pevných vzorků (ocelové kolíky) byla střední hodnota 3,25 ppm (s=0,14). U ocelových čipů a prášků průměr 2,77 ppm (s=0,11) a u prášků železa 3,21 ppm (s=0,17). Výsledky ukazují opakovatelnost a vysokou citlivost metody.

Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlý a spolehlivý monitoring obsahu vodíku ve výrobním procesu
  • Minimalizace rizika křehnutí a defektů materiálu
  • Možnost kontroly jak tuhé, tak práškové nebo čipové formy vzorků
  • Automatizovaná příprava a analýza pro zvýšení produktivity laboratoře

Budoucí trendy a možnosti využití


Další vývoj se zaměřuje na snížení mezní detekce pod 1 ppm, integraci inline měření přímo ve výrobních linkách, rozšíření o hyphenované techniky (např. coupling s hmotnostní spektrometrií) a úplnou automatizaci vzorkové manipulace.

Závěr


Metoda s instrumenem H836EN nabízí citlivé a přesné stanovení vodíku ve vysokolegovaných materiálech. Díky správné přípravě vzorku, kalibraci a oddělení plynných frakcí dosahuje opakovatelnosti pod 0,2 ppm a umožňuje účinnou kontrolu kvality oceli a železa.

Reference


  • ASTM E1806 – standardní metoda odběru a přípravy vzorků pro stanovení vodíku v oceli
  • ISO 14284 – návod pro odběr a přípravu vzorků oceli a železa
  • LECO Series 836 Operator’s Instruction Manual
  • LECO Certified Reference Material 502-963, lot 0737

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Determination of Hydrogen in Reactive and Refractory Metals
Determination of Oxygen, Nitrogen, and Hydrogen in Iron, Steel, Nickel-base, and Cobalt-base Alloys: Comparison of Analytical Performance Between Argon and Helium Carrier
Determination of Hydrogen in Aluminum
Hydrogen Determination in Reactive and Refractory Metals*