在运用直读光谱仪对铸铁进行分析时,要求分析面必须呈现白口状态,即试样表面层的碳要以碳化物的形式存在,不能有游离石墨。这是因为当铸铁表面存在游离碳,也就是灰口铁的情况时,会对分析结果产生显著影响。尤其是对于碳含量高达 3.8 - 4.0%、硅含量高达 2.0 - 3.6%的铸铁样品,要使其达到白口化状态难度颇高。
铸铁白口化如此重要,是因为游离石墨的存在会干扰直读光谱分析仪对元素含量的准确测定。游离石墨的原子结构与碳化物不同,在光谱激发过程中,其产生的信号与碳化物产生的信号相互干扰,导致后续直读光谱仪分析结果出现偏差,无法真实反映铸铁中各元素的准确含量。


为了实现铸铁的白口化,有以下几种有效方法。
其一,提高浇注试样的温度。增加铁水的过冷度,能够避免和减少作为石墨核心的夹杂物,进而提高白口化程度。一般来说,浇注温度需达到 1400 摄氏度以上,在这样的高温条件下,铁水中的原子活动更为剧烈,减少了石墨核心形成的机会。
其二,加快浇注试样块的冷却速度。改善铸态试块的冷却条件,比如减少试块的厚度、增加冷却面积,能促进试样白口化。采用铜模浇注法效果较好,铸态铁水在急冷环境下,来不及或很少析出游离石墨,从而更易形成白口组织。
其三,在铁水中加入反石墨化元素。铁水中石墨碳的析出与化学成分紧密相关,加入反石墨化元素可抑制石墨核心形成。例如,加入 0.07%的碲粉就能使试样全部白口,且碲的谱线不会干扰其他元素的分析,是比较理想的选择。
铸铁白口化对于直读光谱分析仪分析意义重大,相关从业者应积极掌握并灵活运用这些方法,在实际分析工作中严格把控,确保每一份分析结果都能精准可靠,助力铸铁行业蓬勃发展。