产品样本应用文章
I 概述 在临床诊断、营养评估和生命科学研究中，准确测定人体血清中的钙（Ca）、铁（Fe）、硒（Se）等关键元素至关重要。数十年来，电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）一直是进行此类痕量元素分析的公认方法。然而，传统ICP-MS在实际应用中存在一项长期挑战，限制了其在部分关键元素检测中的准确性。 近期，You等人发表于《Analytical and Bioanalytical Chemistry》的一项前沿研究，为我们带来了突破性的解决方案——氮气电感耦合等离子体质谱（MICAP-MS）。该研究通过一套严谨的实验设计，系统评估并证实了MICAP-MS在复杂血清样本分析中的卓越性能。 II 传统ICP-MS的局限：氩气带来的干扰问题 传统ICP-MS的核心限制源于其使用氩气（Ar）作为等离子体气源。氩气在电离过程中会形成多原子离子，对Ca、Fe、Se等元素的测量造成严重干扰，导致其丰度最高的同位素——如??Ca、??Fe和??Se——在常规氩气ICP-MS中无法被直接用于检测，严重制约了方法的灵敏度和准确性。 尽管已有碰撞池、冷等离子体等技术用于缓解这些问题，但这些方法通常增加操作复杂性，且未能从根本上解决干扰。 III 系统性的方法验证：从基质耐受性到高精度定量 本研究采用层层递进的策略，全面验证了MICAP-MS的分析能力： 1. 基体耐受性考察与标准曲线法（基体匹配） 研究首先考察了MICAP-MS对血清中高浓度钠（Na）的耐受性，并采用了基体匹配（在标准品中加入50 mg/L NaCl） 的标准曲线法进行定量。结果显示，在高Na浓度下（如2 g/L）会出现信号抑制，但在血清典型浓度（~50 mg/L）下影响可控。然而，标准曲线法的结果虽对多数元素有效，却仍不够理想，特别是Se、As、Zn因样品中有机碳残留导致的信号增强而显著高估，这引出了对更精准方法的需求。 2. 高Na基体对同位素比值影响的关键验证 为推行高准确度的同位素稀释法（ID），必须确认复杂基体不干扰同位素比值的测量。研究发现，即使在高达2 g/L的Na浓度下，??Fe/??Fe和?2Se/??Se的同位素比值也未发生显著变化。这一关键结论证明了在高Na血清基体中进行ID分析的可行性，为后续精准定量铺平了道路。 3. 同位素稀释法（ID）实现精准定量 基于前述基础，研究最终采用同位素稀释法（ID）进行最终定量。该方法有效校正了基体效应，使得Ca、Fe、Se的测定结果与多种标准物质的认证值完全吻合，充分展现了MICAP-MS与ID法联用在复杂样本分析中无与伦比的准确度。 IV MICAP-MS的突破：以氮气取代氩气，并可基于现有设备升级 MICAP-MS技术的核心创新，在于使用氮气（N?）替代氩气作为等离子体气源，这一变革带来以下关键优势： 1. 彻底避免Ar相关干扰，启用高丰度核素 由于等离子体中不再含有大量氩，??Ar?、??Ar1?O?、??Ar??等干扰离子也随之消失。这使得研究人员能够直接使用??Ca、??Fe和??Se这些丰度最高的同位素进行高精度同位素稀释分析（ID），这是传统Ar-ICP-MS无法实现的，显著提升了检测灵敏度。 2. 显著的升级便利性 本研究基于PlasmaQuant MS Elite ICP-MS进行改装，证实了MICAP等离子体源可直接对现有商用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行改装升级。这意味着实验室无需购置整台新设备，即可以较低成本、在不更换核心质谱部件的情况下，将传统Ar-ICP-MS升级为性能更优异的MICAP-MS，极大地提升了该技术的普及可行性与投资回报率。 3. RADOM等离子体发生器 RADOM 开发的高性能等离子体发生器，可以将空气、N?、CO?、H?、水蒸气等气体加热至等离子体状态，温度超过5500℃，能够为科研实验室提供紧凑、易用、可靠且经济实惠的等离子体解决方案，满足等离子体与材料科学研究的迫切需求。广泛应用于材料加工、表面活化改性、灭菌、气化、NOx可控合成、等离子体刻蚀、镀膜与喷涂等领域。 可用于替代 ICP-MS 的常规氩气等离子体源，非常适合基于TOF、激光剥蚀及经典四极杆等研究探索的质谱实验室，目前在全球科研机构已有十多个成功改装案例，涉及多家 ICP-MS 主流品牌。 ■ 模块化设计，适应多种 ICP-MS 采样器接口； ■ 视质谱类型及应用方向提供灵活的定制化服务； ■ 高度稳定的等离子体，激发源使用寿命长； ■ 无氩环境，能够对含氮化合物进行光谱分析； ■ 减少氩相关的多原子离子干扰，改善检测结果。 参考文献 You, Z., Winckelmann, A., Vogl, J. et al. Determination of calcium, iron, and selenium in human serum by isotope dilution analysis using nitrogen microwave inductively coupled atmospheric pressure plasma mass spectrometry (MICAP-MS). Anal Bioanal Chem 416, 3117–3125 (2024). https://doi.org/10.1007/s00216-024-05274-0
前言 高速机床轴承作为高端数控装备的核心基础件，在服役过程中需要承受交变应力、动态冲击及复杂摩擦作用，直接决定着高端装备的动态性能和服役寿命。随着高端装备发展对轴承可靠性要求的提升，开发具有优异热处理工艺已成为关键研究方向。GCr15 轴承钢经常规热处理工艺（淬火和低温回火）形成的回火马氏体基体、碳化物以及残余奥氏体多相组织，其协同作用机制决定着材料的摩擦磨损行为。如何通过组织调控实现马氏体/碳化物/残余奥氏体多相耦合强化，已成为提升轴承耐磨性的重要科学问题。 本文使用意大利GNR公司的AREX D残余奥氏体分析仪对GCr15轴承钢样品进行测试。AREX D结合了传统X射线衍射方法，并改进了其不足，如：测试时间过长、数据分析繁琐、需要搭载专用组件等，AREX D为专用的残余奥氏体分析仪。 仪器介绍 在现代工业生产加工体系中，残余奥氏体含量的精准调控是确保钢铁制品质量稳定性的关键环节。作为影响钢铁热处理后产品性能的核心指标，残余奥氏体含量的精确测量对于优化工艺参数、保障产品质量一致性具有不可替代的意义。 传统化学蚀刻法与金相分析法受制于检测灵敏度和测量精度的局限，难以满足工业级高精度检测需求。与之形成鲜明对比的是，X 射线衍射技术凭借卓越的检测性能，可实现低至 0.5% 的残余奥氏体含量精准测定。基于此技术优势，美国材料与试验协会（ASTM）专门制定了 E975 标准方法，规范 X 射线法在近无规结晶取向钢残余奥氏体含量检测中的应用。 意大利GNR公司AREX D 台式残余奥氏体分析仪严格遵循 ASTM E975 标准设计开发，作为专业级检测设备，突破了传统 XRD 需依赖附加模块开展残余奥氏体检测的技术限制。该设备集成模块化设计与智能化操作界面，具备操作流程简化、检测效率高、数据可靠性强等显著优势，操作人员无需复杂培训即可快速掌握使用方法，有效降低了专业检测的技术门槛，为工业生产过程中的质量控制提供了高效可靠的解决方案。 结果及讨论 试验材料为经过球化退火处理的 GCr15 轴承钢棒料，由铁素体基体和球状渗碳体组成。 1 组（6 种热处理工艺）用于研究温度变化对残余奥氏体体积分数的影响，另1组（5 种热处理工艺）分析碳质量分数对残余奥氏体结果的影响规律，可见V1-V6 样品残余奥氏体体积分数在4.1%至13.8%区间递增，残余奥氏体碳质量分数固定在1.0%左右。C1-C5 样品残余奥氏体碳质量分数从0.96%逐步提升至1.28%，残余奥氏体体积分数稳定在5.0%左右。 意大利GNR公司AREX D 台式残余奥氏体分析仪凭借创新的一体化集成设计，在同类检测设备中展现出优势。其搭载的高分辨率检测器，可实现对样品残余奥氏体的含量快速获取，确保检测数据的时效性与准确性。配套的智能分析软件采用极简交互设计，用户只需简单操作即可完成全流程检测。系统具备自动数据采集、智能算法分析及可视化报告生成功能，摒弃传统人工计算与复杂数据处理流程，真正实现 “一键检测，即刻出报告” 的高效检测体验，大幅提升质量检测工作效率与分析的可靠性。
前言 渗碳钢是一类专门用于渗碳热处理的低碳结构钢（或低碳合金钢），经渗碳、淬火及低温回火后，能形成 “表面高硬度、高耐磨性，心部高韧性、高强度” 的梯度组织，适配承受冲击、磨损及交变载荷的机械零件，是机械制造领域中应用广泛的结构钢类型。 渗碳钢的残余奥氏体含量是影响其硬度、耐磨性、尺寸稳定性及疲劳性能的关键组织参数，其数值受钢种成分、渗碳工艺、淬火回火工艺等多种因素影响，通常在5% - 20% 范围内，特殊工艺下可能低于 5% 或高于 25%。 残余奥氏体的检测方法包括：常用的X射线衍射法，这是精准的无损检测方法，可定量分析残余奥氏体含量，误差较小；金相法，通过金相显微镜观察，结合图像分析软件估算，操作简便但精度较低，适合快速定性或粗略定量；磁性法，利用残余奥氏体（顺磁性）与马氏体、铁素体（铁磁性）的磁性差异测量，适用于现场快速检测，精度中等。 本文使用意大利GNR公司的AREX L残余奥氏体分析仪对渗碳钢样品进行测试。AREX L结合了传统X射线衍射方法，并改进了其不足，如：测试时间过长、数据分析繁琐、需要搭载专用组件等，AREX L为专用的残余奥氏体分析仪。 仪器介绍 在现代工业生产加工体系中，残余奥氏体含量的精准调控是确保钢铁制品质量稳定性的关键环节。作为影响钢铁热处理后产品性能的核心指标，残余奥氏体含量的精确测量对于优化工艺参数、保障产品质量一致性具有不可替代的意义。 传统化学蚀刻法与金相分析法受制于检测灵敏度和测量精度的局限，难以满足工业级高精度检测需求。与之形成鲜明对比的是，X 射线衍射技术凭借卓越的检测性能，可实现低至 0.5% 的残余奥氏体含量精准测定。基于此技术优势，美国材料与试验协会（ASTM）专门制定了 E975 标准方法，规范 X 射线法在近无规结晶取向钢残余奥氏体含量检测中的应用。 意大利GNR公司AREX L立式残余奥氏体分析仪严格遵循 ASTM E975 标准设计开发，作为专业级检测设备，突破了传统 XRD 需依赖附加模块开展残余奥氏体检测的技术限制。该设备集成模块化设计与智能化操作界面，具备操作流程简化、检测效率高、数据可靠性强等显著优势，操作人员无需复杂培训即可快速掌握使用方法，有效降低了专业检测的技术门槛，为工业生产过程中的质量控制提供了高效可靠的解决方案。 结果及讨论 测试选取如上规则形状的渗碳钢样品，分别测试不同面的残余奥氏体含量。 根据检测结果可以大致判断样品表面经过渗碳工艺处理，所以表面奥氏体含量较高，随着样品深度的增加，奥氏体含量逐渐降低，在经过渗碳层之后在样品芯部位置检测奥氏体含量小于0.5%，未检出。 意大利GNR公司AREX L立式残余奥氏体分析仪凭借创新的一体化集成设计，在同类检测设备中展现出优势。其搭载的高分辨率检测器，可实现对样品残余奥氏体的含量快速获取，确保检测数据的时效性与准确性。配套的智能分析软件采用极简交互设计，用户只需简单操作即可完成全流程检测。系统具备自动数据采集、智能算法分析及可视化报告生成功能，摒弃传统人工计算与复杂数据处理流程，真正实现 “一键检测，即刻出报告” 的高效检测体验，大幅提升质量检测工作效率与分析的可靠性。
杨氏模量 弹性模量又称杨氏模量，是衡量材料弹性特性的指标，是单轴应力和应变之比。弹性模量越大，材料弹性越好，具有更好的抗弯曲和扭转性能。例如奥氏体不锈钢具有很好的强度、耐热性和耐腐蚀性，在建筑、船舶、汽车、化学和食品等行业广泛应用。其弹性模量一般在190-200 GPa左右，具有较好的弹性特性。马氏体不锈钢一般具有更高的强度、硬度和耐磨性，主要应用于刀具、机械零部件和弹簧等领域。其弹性模量一般在200-210 GPa左右，相比奥氏体不锈钢更为坚硬，但相应的弹性略低。 泊松比 泊松比为材料在单向应力作用下横向应变与轴向应变的比值，是反映材料弹性变形能力的重要参数。奥氏体不锈钢在20℃时的典型泊松比值约为0.28-0.32，这一数值明显高于铁素体不锈钢。 G值 残余奥氏体的G值（晶粒度级别）是衡量材料中奥氏体晶粒大小的重要参数，通常用ASTM E112标准进行测定，范围为1-12级。 α相 α相是碳溶于α Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体。α相马氏体（回火马氏体）是淬火钢经低温回火（150-250℃）形成的组织，具有高的硬度（HRC 58-64）和耐磨性，同时韧性有所提升。其晶体结构为体心立方（BCT），由过饱和固溶体和极细碳化物组成，显微镜下呈针状或板条状。 γ相 γ相是碳溶于γ Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体。奥氏体γ相的晶体结构通常为面心立方（FCC），这种结构使得γ相材料在高温下具有较好的塑性和变形能力。
测试齿轮残余应力对机械传动系统的可靠性、安全性、使用寿命及生产工艺优化具有至关重要的意义。 一、保障齿轮使用性能与寿命 1. 预判疲劳失效风险 齿轮在高转速、重载工况下易发生疲劳断裂，而残余应力是影响疲劳寿命的关键因素。残余拉应力会与工作应力叠加，加速疲劳裂纹的萌生和扩展；合理的残余压应力（如表面强化工艺形成的压应力）则能抑制裂纹扩展，提升疲劳寿命。通过测试可明确残余应力的大小、方向和分布，精准评估齿轮的疲劳失效概率，避免设备运行中突发故障。 2. 控制变形与保证传动精度 齿轮加工（如热处理、磨削、锻造）过程中产生的残余应力处于不稳定状态，在后续使用或存放中会逐渐释放，导致齿轮产生翘曲、尺寸漂移等变形，直接影响齿面啮合精度、传动效率和噪声水平。测试残余应力可提前识别高应力集中区域，通过时效处理、应力释放工艺等手段消除或调控应力，确保齿轮尺寸稳定性和传动精度。 二、提升设备运行安全性 齿轮广泛应用于汽车、航空航天、风电、机床等关键领域，其失效可能引发连锁故障（如汽车变速箱卡滞、风电齿轮箱断裂），造成严重的经济损失甚至安全事故。通过残余应力测试，可筛选出应力超标（如局部拉应力过大）的不合格齿轮，避免其投入使用；同时对在用齿轮进行定期检测，能及时发现应力演化导致的潜在风险，提前进行维护或更换，保障整个设备系统的可靠运行。 三、优化生产工艺与质量控制 1. 工艺参数迭代 齿轮的残余应力分布与加工工艺直接相关（如热处理温度、冷却速度、表面淬火方式、磨削参数等）。通过测试不同工艺方案下齿轮的残余应力状态，可对比分析工艺优劣，优化参数设计（如调整热处理曲线以获得理想的压应力层），从源头减少有害残余应力的产生，提升批量生产的齿轮质量一致性。 2. 验证表面强化效果 为提升齿轮耐磨性和疲劳寿命，常采用喷丸、滚压、渗碳淬火等表面强化工艺，这些工艺的核心作用是在齿轮表面形成均匀的残余压应力层。通过测试强化后齿轮的应力分布，可验证工艺效果（如压应力层深度、应力均匀性），确保强化工艺达到设计要求，避免因工艺执行不到位导致的性能不达标。 四、支撑失效分析与技术改进 当齿轮发生断裂、齿面剥落等失效现象时，残余应力测试是失效分析的关键手段之一。通过检测失效齿轮的残余应力分布，可判断失效是否与残余应力超标（如拉应力集中）相关，明确失效根源（是工艺缺陷还是设计不合理），为后续的齿轮结构优化、材料选型或工艺改进提供数据支撑，避免同类失效问题重复发生。 五、满足行业标准与合规要求 在航空航天、核电等高端装备领域，齿轮作为核心零部件，其残余应力指标需符合严格的行业标准和质量规范。残余应力测试可提供量化数据，证明产品满足合规要求，同时为产品质量追溯提供依据，提升企业产品的市场竞争力。 综上，齿轮残余应力测试不仅是评估齿轮性能的 “体检手段”，更是贯穿齿轮设计、生产、使用全生命周期的关键技术支撑，对降低失效风险、提升产品质量、优化生产成本具有不可替代的作用。 本文使用GNR公司EDGE残余应力分析仪对齿轮样品进行应力测试。 仪器介绍 EDGE高分辨室内外两用残余应力分析仪符合ASTM E915及EN 15305残余应力国际分析检测标准。意大利GNR射线应力分析仪EDGE 配备专门设计的仪器箱，可将所有配件装入箱中，方便携带；专业三脚架确保仪器灵活放置，测量角度不受限制，可进行90°、180°、颠倒式测量；高性能电池能够保证仪器在野外、停电等极端情况下正常工作；另外，激光定位装置与微动装置结合使用，进行快速定位，定位过程中样品与仪器无需任何接触。 测试条件 在齿轮样品的180度齿沟位置进行测试，因为齿沟面积小，所以使用0.5 mm的准直器，采样时间120 s。 结果及讨论 从结果可以看出样品加工后未经过表面强化处理，存在一个拉应力在里面，为延长齿轮的使用寿命，需要对其进行喷完强化处理来增加样品的强度。 GNR便携式残余应力分析仪EDGE配备高分辨率的检测器和测角仪，以及非接触式的激光对焦，可以对狭小齿沟位置进行准确的应力测试。在本次测试过程中，我们还对实际辐射剂量进行了监测。结果显示，在设备运行时，辐射计所测数值与环境本底基本持平，这充分表明在实际操作中，X射线残余应力分析仪EDGE对操作人员不会产生任何辐射影响。此外，借助三脚架及各类工装，EDGE能够更加灵活地适配各种现场环境，展现出强大的适用性。
面对世界人口的增长，当今农业需要越发富有生产力，也要比以往任何时候都更加关注环境问题和农产品质量。土壤基质中各元素的合理平衡关乎土壤质量。就有机质和肥力而言，氮和碳被用来评价土壤质量。 土壤碳、氮元素作为土壤生态系统中核心的营养物质和功能元素，其含量测试是土壤研究、农业生产、生态保护等领域的基础工作。同时，土壤碳、氮元素含量测试不仅是农业生产提质增效的 “导航仪”、土壤质量监测的 “晴雨表”，更是生态环境调控和科学研究的 “数据基石”，对保障粮食安全、维护生态平衡、应对全球气候变化具有不可替代的作用。 土壤分析具有两个显著特征，一是碳氮含量非常低，二是无机残留物含量可以达到90%。 本文采用意大利欧维特(EUROVECTOR)公司的EA3100有机元素分析仪测定土壤中的碳氮元素含量。 仪器介绍 EA3100 元素分析仪采用的 Turbo Flash 动态燃烧技术，不仅可设置合适的氧气体积，还可对注入速率进行优化，使得氧气的供给燃烧在可控、独立、程序化的定量条件下完成。与前代仪器相比，在确保样品能够充分氧化燃烧的前提下，注氧量实现显著下降，进一步延长燃烧管使用寿命，有效节省日常操作成本。同时能够大大改善元素的测量精度，使其分析能力得到提高。结合成熟的色谱分离技术，及高灵敏度热导检测器，实现对 CHNS/O 的精确分析测量，广泛应用于能源化工、地质、材料、有机合成、环保、食品、制药、农业等领域。 检测方法 土壤样品经燃烧反应后，会在反应管顶部堆积大量无机矿物残留物，配置去灰管（反应管石英衬里）的设计，可轻松去除这些燃烧产物，只需简单拧开反应管接头取出去灰管即可，无需将整支反应管从中取出。 此外EA3100元素分析仪的闪燃温度能够超过1800°C，产生的N2、CO2混合气体可在150 s内经色谱柱得到有效分离，有效节省氦气（载气）的使用，极大提高分析效率，超灵敏TCD检测器对碳氮元素的检测水平可低于1 μg。建议称样量控制在15-40 mg，还能有效延长反应管使用寿命。 EA3100使用的WEAVER软件，能够精准控制O2的注入量以实现完好的燃烧效果。通过建立标曲、自动进样、监测基线、峰值积分等步骤，在3分钟内即可获得测试结果。 分析结果 选择乙酰苯胺或EDTA标样进行校准，样品称取6份平行样取平均值，所得结果如下表： EA3100元素分析仪对土壤中碳氮元素含量的测试，展现出完美的分析结果，且分析完成后无记忆、残留效应。
前言 煤是一种常见的化石燃料，其主要成分是碳、氢、氧。为了了解煤的特性和使用价值，需要进行煤中碳、氢和氮含量的测定，因为这些成分对煤的能量、含水率和燃烧特性都有重要影响。 本文采用意大利欧维特(EUROVECTOR)公司的EA3100有机元素分析仪测定煤中的碳氢氮元素含量。 仪器介绍 EA3100 元素分析仪采用的 Turbo Flash 动态闪燃技术，不仅可设置合适的氧气体积，还可对注入速率进行优化，使得氧气的供给燃烧在可控、独立、程序化的定量条件下完成。自动进样器内置观测窗，当达到闪点温度（超过1800℃）时，能清晰显示燃烧过程中生成的明亮火焰。与前代仪器相比，EA3100在确保样品能够充分氧化燃烧的前提下，注氧量实现显著下降，进一步延长燃烧管使用寿命，有效节省日常操作成本。同时能够大大改善元素的测量精度，使其分析能力得到提高。结合成熟的色谱分离技术，及高灵敏度热导检测器，实现对 CHNS/O 的精确分析测量，广泛应用于能源化工、地质、材料、有机合成、环保、食品、制药、农业等领域。 检测方法 按照ASTM D5373《煤和焦碳的实验室样品中碳、氢和氮的仪器测定标准方法》，对实验室煤样进行测定。称取煤样约0.5-9.0 mg，平均粒径为75 μm（约200目），放入5*9 mm的锡囊中，无需取出燃烧后的灰分即可进行数百次分析，操作方便。每个样品分析时间约3分钟。 EA3100使用的WEAVER软件，支持仪器全自动化控制。界面友好、图表工具直观、色谱图精细分析等功能一应俱全，操作简便且功能齐备。该软件可实现从参数下载到结果打印的全流程自动化处理，同时具备数据再调用、预防性维护提醒、气体泄漏检测及全面诊断等功能，数据报告以用户预先设置的格式呈现。 分析结果 选择乙酰苯胺作为标准品进行校准，样品称取3份平行样取平均值，所得结果如下表： EA3100元素分析仪对煤中碳、氢和氮元素含量的测试，其结果表明符合ASTM D5373方法，且标准偏差完全在标准方法规定的范围内，同时分析完成后无记忆、残留效应。
前言 残相变诱发塑性钢（TRIP 钢）具有屈服强度高、抗拉强度高、延展性大和冲压成形能力好等特点，用作汽车钢板可以减轻车身自重，降低油耗；同时还具有较强的能量吸收能力，能够抵御撞击塑性变形，显著提升汽车的安全等级。TRIP钢按生产工艺可分为热处理型冷轧TRIP钢和热轧TRIP钢，其组织为铁素体、贝氏体和少量残余奥氏体。TRIP 钢成形过程中，残余奥氏体在向硬的马氏体转变的同时发生塑性变形，这种硬化使变形难以局部集中并使应变分散，从而得到高的均匀变形。这样，通过残余奥氏体诱发相变产生马氏体，一方面强化了钢的基体，另一方面提高了钢的均匀断后伸长率，使得钢在具有较高强度的同时又具有良好的塑性。因此，在TRIP钢中，残余奥氏体发挥着非常重要的作用，其含量和稳定性是控制 TRIP 钢力学性能的关键参数，对 TRIP 钢中残余奥氏体进行定量分析是非常必要的。 本文使用意大利GNR公司的AREX D残余奥氏体分析仪对TRIP 钢样品进行测试。AREX D结合了传统X射线衍射方法，并改进了其不足，如：测试时间过长、数据分析繁琐、无碳化物扣除功能等，使分析工作变得更加简单。 仪器介绍 在现代工业生产加工体系中，残余奥氏体含量的精准调控是确保钢铁制品质量稳定性的关键环节。作为影响钢铁热处理后产品性能的核心指标，残余奥氏体含量的精确测量对于优化工艺参数、保障产品质量一致性具有不可替代的意义。 传统化学蚀刻法与金相分析法受制于检测灵敏度和测量精度的局限，难以满足工业级高精度检测需求。与之形成鲜明对比的是，X 射线衍射技术凭借卓越的检测性能，可实现低至 0.5% 的残余奥氏体含量精准测定。基于此技术优势，美国材料与试验协会（ASTM）专门制定了 E975 标准方法，规范 X 射线法在近无规结晶取向钢残余奥氏体含量检测中的应用。 意大利GNR公司AREX D 台式残余奥氏体分析仪严格遵循 ASTM E975 标准设计开发，作为专业级检测设备，突破了传统 XRD 需依赖附加模块开展残余奥氏体检测的技术限制。该设备集成模块化设计与智能化操作界面，具备操作流程简化、检测效率高、数据可靠性强等显著优势，操作人员无需复杂培训即可快速掌握使用方法，有效降低了专业检测的技术门槛，为工业生产过程中的质量控制提供了高效可靠的解决方案。 样品处理 首先测量 TRIP780 钢原始表面处的残余奥氏体含量，然后用细砂纸轻微打磨掉一层后，再次测量试样表面处残余奥氏体含量；接着继续进行打磨抛光，逐层测量距试样表面不同位置处的残余奥氏体含量，直到测量至试样的心部为止。 讨论 由结果可见，随着与试样表面距离的增加，TRIP780钢中残余奥氏体含量先急剧增加，然后增长缓慢，并最终趋于稳定。 意大利GNR公司AREX D 台式残余奥氏体分析仪凭借创新的一体化集成设计，在同类检测设备中展现出优势。其搭载的高分辨率检测器，可实现对样品残余奥氏体的含量快速获取，确保检测数据的时效性与准确性。配套的智能分析软件采用极简交互设计，用户只需简单操作即可完成全流程检测。系统具备自动数据采集、智能算法分析及可视化报告生成功能，摒弃传统人工计算与复杂数据处理流程，真正实现 “一键检测，即刻出报告” 的高效检测体验，大幅提升质量检测工作效率与分析的可靠性。
一、概述 工业污泥是工业污水产生的固体废弃物。随着城市工业经济的快速发展和人们生活水平的提高，我国城镇污水处理率的不断提高，污泥产量急剧增加，污泥处理的问题日益突出，污泥中含有各种重金属和有机污染物等毒害物质易造成二次污染。污泥中的重金属因其不可降解及毒性大的特点成为限制污泥资源化利用的主要障碍。因此，建立一种合理有效的技术手段分析监测污泥中重金属的含量，对推动污泥资源化的开发利用有着重大意义。 采用ICP-OES等离子体发射光谱仪对工业污泥中重金属进行测定，该方法能同时测定多元素，且方法简便、分析周期短、稳定性好，分析效率高、精密度和准确度良好。 二、ICP 光谱仪简介 RADOM电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES）凭借卓越的高精度多元素同步检测能力、宽广的线性检测范围以及优异的抗干扰性能，是测试工业污泥中重金属元素含量的理想工具。通过搭载先进的抗干扰系统与高性能 CMOS 检测器（400万像素级），仪器可对样品中多种金属元素进行精准分析，有效攻克复杂基体对检测过程的干扰难题，为用户提供稳定可靠的检测数据。 三、样品前处理 按照GB/T 36690-2018工业废液处理污泥中Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Cr等26种元素含量测定方法，进行样品的制备与前处理。 称取污泥样品于烧杯中，加入适量水润湿，加入盐酸、硝酸，在通风橱内置于电热板上低温缓慢加热，保持溶液不沸腾，蒸发至近干。取下稍冷，加盐酸、适量水，置于电热板上继续加热至残渣消解。消解完成后取下烧杯，冷却至室温，将溶液转移至容量瓶中，摇匀，待测。 四、结果与讨论 （一）待测元素谱线选择 在测定中，遵循低含量元素用灵敏线，高含量元素次灵敏线的原则，从基体干扰和背景校正两方面考虑选出各元素的最佳测定谱线。由于已进行基体匹配，只考虑光谱干扰和背景影响确定分析谱线，选择灵敏度高且无共存元素干扰的谱线作为分析线，为提高灵敏度，对多数低含量分析元素采用扣除背景方式进行测定。 各元素谱图和标准曲线相关系数，符合方法要求，满足测试需要。 （二）准确度 在污泥样品中添加符合分析方法一定量的国家有证标准物质，进行加标回收验证，加标回收率在90%-110%之间。 五、结论 采用RADOM全谱直读等离子体发射光谱仪，方法经加标回收率的验证，工业污泥中重金属元素的加标回收率在90%-110%之间，具有较好准确度，极好灵敏度，分析速度快，能满足工业污泥分析的要求。
含碳量对残余奥氏体形成的基础机制 残余奥氏体是钢在淬火或回火过程中未完全转变为马氏体的亚稳相，其含量直接受材料含碳量调控。当碳含量低于0.2%时，奥氏体在冷却过程中几乎全部转变为马氏体，残余奥氏体体积分数不足5%。随着碳含量增加至0.6-0.8%，奥氏体稳定性显著提升，残余奥氏体比例可达15-25%。这是因为碳原子扩张奥氏体晶格，降低马氏体转变温度（Ms点）。例如，碳含量每增加0.1%，Ms点下降约50℃（基于Andrews经验公式）。 多因素耦合作用与工程调控策略 1. 合金元素的协同效应 锰、镍等元素可进一步稳定奥氏体。例如：碳含量0.5%的钢中添加2%锰，残余奥氏体比例可从10%提升至22%。但需注意，硅会抑制碳扩散，可能抵消部分效果。 2. 热处理工艺的优化窗口 淬火温度：中碳钢（0.4%C）在850℃淬火时残余奥氏体为8%，而920℃淬火时可增至14%。 回火参数：200℃回火2小时可使高碳钢（1.2%C）残余奥氏体从35%降至20%，但过度回火（>300℃）会引发碳化物粗化。 3. 先进表征技术的应用 同步辐射X射线衍射显示，碳含量0.8%的钢中残余奥氏体碳浓度可达1.2%-1.5%（超固溶态），这种富碳区是稳定性的关键。 仪器介绍 在许多工业生产加工过程中，对残余奥氏体含量的控制非常严格，精确测量其含量，对于钢铁热处理过程中产品特性和质量的控制有重大意义。因为化学蚀刻和传统金相研究存在灵敏度和准确度较低的情况，所以无法做到工业生产中对残余奥氏体的精确测量，而X射线衍射法可以测量低至0.5%的残余奥氏体含量，故ASTM颁布E975标准方法：X射线法测量近无规结晶取向钢中残余奥氏体的含量。AREX正是根据此标准设计开发，无需依靠 搭载模块在常规XRD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。 AREX软件中设置了输入碳化物含量校正的功能，符合标准要求。
