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金屬材料實驗室常用儀器配置

時間:2018-11-08

在最初實驗室的建設過程中,一些朋友對實驗室設備的配置和一些實驗用品摸不到頭緒,根據這一現象,本人對其粗略的談一點點關於儀器及用品配置的看法,算是給小廠需要初建實驗室的朋友出些主意吧。




一.化學分析儀器:


  一般判定金屬材料是否符合合格標準,主要是分析其化學成分,分析的元素為C、S、Si、Mn、P、Cr、Ni、Mo、Cu等。那麽根據這些主要元素的分析,可以簡單配置如下的儀器和用品


1. C、S分析儀


在金屬材料的成分分析中,C、S元素屬非金屬元素,其現比較簡單的分析方法為:非水滴定法、氣體容量法和紅外吸收法,根據這三種方法有非水滴定碳硫儀、微機(電腦)碳硫分析儀和紅外碳硫儀。

1.1非水滴定碳硫儀具有快速、簡便、準確的特點,該儀器分析的範圍比較寬,對高低碳的分析都較穩定,準確度好,操作特別適合鑄造廠的爐前快速分析。一般分析用的爐子配管式燃燒爐或者高速自動引燃爐。該儀器也很便宜,大致價格約在4000-6000元左右。如果爐體選用的是管式燃燒爐,則需配置其瓷舟(裝剛樣用)和助熔劑,如是高速自動引燃爐則僅需助熔劑即可。
非水滴定法在定碳時實質上是在非水溶液(甲醇、乙醇、丙酮、乙醇胺)中進行中和滴定,在操作上應注意這些溶劑的安全使用,比如使用甲醇,最好有排風裝置。

1.2 微機(電腦)數顯碳硫分析儀采用的是氣體容量法定碳和碘量法定硫的原理,該儀器適合於金屬加工、製造廠日常分析用,對普碳鋼、鑄鐵和合金鋼的碳硫分析準確高,機器電腦控製工作流程,性能穩定,分析經電腦數據處理後,電腦 屏幕直接顯示含量,還可以自動 打印結果,該儀器配備的爐子為高速自動引燃爐,現在這個儀器的平均價格大概為25000左右。使用該儀器進行分析需配置助熔劑。


2.光度計


金屬材料的化學成分除C、S元素外,其他其餘的元素如Si、Mn、P、Cr、Ni、Mo、Cu等元素的分析均可采用光度法進行手工分析,分析方法有國標和快速分析兩類,一般采用快速分析的比較多,這類分析操作較為簡單,數據也很準確,運用也比較廣泛,關於這些元素的具體分析操作方法,這裏不再詳細介紹,需要者可到論壇資料庫尋找下載或與我聯係。
那麽,手工分析的結果是通過分光光度計所提供的數據計算後得到的,一般分析對分光光度計沒有太多的要求;可以選擇最便宜最常規的721可見分光光度計,波長範圍:340-990nm,波長精度:±2nm;手動調波長,價格基本在2500元左右,721光度計分指針和數顯的兩種,帶數顯和自動調波長的比一般的價格高出幾百元左右。


3. 化學分析其他常規儀器和用品


3.1 天平
化驗室所用的天平現在一般有兩類:機械和電子天平。
機械天平如TG328型電光天平穩定性能好,得出的數據可靠,價格便宜,一般在2000元左右,但缺點是對其使用的環境要求較高,怕潮濕和震動,不方便移動且操作者需要一定的操作和維護技能。
而電子天平易用,直觀,快速,現在基本上為廣大實驗室所用,但價格較貴,所以購買時可根據自身情況而定;那麽所選天平的規格一般為:稱量範圍:0~200g,讀數精度:0.1mg。



3.2電蒸餾水鍋

金屬材料化學分析用水一般三級用水即可達到要求,這樣可以買蒸餾水或者自備電蒸餾水鍋。雖然可以買水較為方便,但水質是否合格或在運輸過程中造成汙染,都是一定的問題,所以自己買蒸餾水鍋製水為好。
電蒸餾水鍋一般來說不同型號類型的,參數主要差別在流量和功率,他們兩個是相關的,一般來說流量越大功率越大。目前市場上蒸餾水鍋流量相同的不同廠家同類型的蒸餾水鍋功率通常是相同的。所以區別同類型不同型號蒸餾水器看一個參數(流量或功率)就可以了。實驗室可以選用出水量5(L/H)  功率4.5(KW) 的電蒸餾水鍋(停電自動斷水),價格基本上為1500元。


3.3電爐
分析溶解試樣用的電爐,可以選用電爐絲盤式電爐或者電加熱板,電加熱板的價格也不是很貴,幾百元左右。


3.4 玻璃儀器
分析所用的玻璃儀器如:三角燒瓶,燒杯、量筒、容量瓶、滴定管等可根據任務量及使用的情況隨時購置。


3.5 台鑽
用於金屬材料分析樣品的取樣,對於型號規格無具體要求,所要注意的是,取樣時,鑽的轉速不易太快,以防止試樣退火變藍,另外鑽頭應該幹淨,無油無塵。


3.6 鋼鐵標樣:
      標樣的用途是評價化學測試方法;校準各類光電分析儀器;選用適應的標準物質作測量時的“樣品監控;產品質量及分析測試質量的保證和測量結果的可溯源性;作為測定工作標準。


在購買時,要根據本廠自身的產品進行選購,比如20鋼,可根據標樣20鋼各元素的不同含量的高低值來選購。標樣的價格一般是根據鋼的種類來定價的。


二.物理性能試驗儀器: 


1.硬度計
硬度是評定金屬材料力學性能最常用的指標之一,硬度檢測是評價金屬力學性能最迅速、最經濟、最簡單的一種試驗方法。    主要目的就是測定材料的適用性,或材料為使用目的所進行的特殊硬化或軟化處理的效果。
所以在初建試驗室時,可以選購一台硬度計來方便於材料的檢驗。在硬度計的選用上,可根據本廠的材料來選購,布氏硬度計(HB)一般用於材料較軟的時候,如有色金屬、熱處理之前或退火後的鋼鐵。洛氏硬度計(HRC)一般用於硬度較高的材料,如熱處理後的硬度等等。


如果廠裏的工件較大,無法用台式硬度計進行硬度試驗,則可以買便攜式裏氏硬度計來進行試驗,不僅操作方便,而且能夠進行硬度間的相互轉換,比較實用,但價格高。


三.後記

以上的實驗室配置比較簡單,主要是從小型金屬製造廠,加工廠資金少,試驗任務量還不大的情況下所進行的儀器配置,一些力學設備沒算入其中,比如材料試驗機(30/60T)、衝擊試驗機(30J)、金相顯微鏡(800X)等主要儀器設備,在隨著日後廠子的逐年擴大和試驗任務量的增加可以進行有針對性的、有選擇的增加。


如果是現在就需要急於進行配置的,那麽可根據廠子的性質來選配,比如你是搞熱處理方麵的廠,那就以配置金相顯微鏡為主,一般國產顯微鏡基本上可以滿足生產要求,而象材料的拉伸、壓縮試驗、衝擊試驗等這類試驗小廠所要檢驗的不是很多,可以進行外委試驗,價格上也花不了多少錢。方便快捷準確。


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