取样方法对成份化验结果的影响
在锌合金锭的生产过程中所产生的偏析现象,是因为合金内的金属元素密度、凝固次序不同和在凝固时各元素在合金锭内有不同的分布所致。这自然物理现象并不会对压铸生产做成影响,因为在合金锭熔化成液态后,元素便会均匀分布。但相对于化验检测,取样太少或位置不当,便会造成化验结果偏差。因此,当我们化验合金成份时,正确的取样方法就变得很重要。因此,国际上有一套专门为锌合金锭而制定的标准取样方法,例如:英国EN12060。以下我们比较了不同的取样方法对化验结果的影响,当中以标准方法取样的化验结果为判定标准。
方法一:
根据标准取样方法,在同一批合金锭随机抽取12条锭并在锭上不同的位置钻孔并收集钻屑做为化验的样本。为避免合金锭偏析影响化验结果,我们以标准的取样方法得出来的结果为判定依据。从标准取样方法得出来的结果来看,合金的成分都附合国际标准 美国ASTM B240-13。
方法二:
直接在打磨过的合金锭底表面用直读光谱仪化验。此方法得出来的结果很不稳定,以铝为例,其含量从4.1%到4.9%,而且比用标准方法的结果偏高。这正正是由于偏析导致的。一般来说,锌合金锭靠近表面的铝含量会比内部高,所以用这种取样方法得出来的成分并不能代表合金锭整体的成分。
方法三:
直接在合金锭的横切面用直读光谱仪化验,横切面在化验前经过打磨。此方法也不能避免偏析所导致的偏差,化验结果也是比较浮动(3.7%至 4.1%),个别的部位和实际的成分偏差较大。从总体结果来看,合金锭靠近上下两个面的部位的铝含量比中间区域的较高,所以这种方法也不太合适。
方法四:
从合金锭切一块出来然后重熔,并制作成饼状的样本,然后车平其中一个平面,在这平面上用直读光谱仪化验。这种方法的好处是经过重熔后可以尽量减少偏析造成的影响。从化验结果来看,以铝含量为例,虽然它和标准方法做出来的结果相差0.1%,但基本上每个点的成分都是相对一致的。
总结:
由于锌合金锭会有自然偏析的情况,而偏析会导致不同的取样方法得出来的化验结果出现偏差。从以上的实验结果来看,国际标准的取样方法能避免偏析的影响,可以得到最准确和最稳定的化验结果。其它方法都有其缺点,方法二和方法三的偏差最大,而方法四的结果最接近标准方法,可以作为日常监察之用,但若要作最终的判定,还需要根据标准方法取样。