微合金钢，通常被称为高强度低合金钢(HSLA)，是一组通过在低碳低碳钢中添加“微”合金浓度来增强的材料。亚博网站下载
微合金化技术包括钛(Ti)、钒(V)和铌(Nb)元素组合添加或单独添加，有时还与铜(Cu)、铬(Cr)、硼(B)、镍(Ni)和钼(Mo)等不同的增强剂结合添加，以获得所需的机械性能。
元素的强化作用使微合金钢通过促进晶粒硬化和细化而特别适合于高强度应用。
微合金钢的开发始于半个多世纪前，是一个重要的钢铁品种，约占世界钢铁总产量的12%。
世界上许多地方的主要钢铁市场都在使用微合金钢。它们的发展对特定重点行业的发展起了重要作用。
微合金钢的工业应用包括:
- 重型设备app亚博体育
- 桥梁/悬挂组件
- 建筑结构
- 造船/海军舰艇
- 压力容器
- 汽车工业
- 海上/海上平台
- 石油和天然气管道
图片来源:赛默费雪科学-元素分析仪和相位分析仪
建筑中最常用的材料是热轧普通碳钢。其强度随含碳量的增加而增大，并与碳当量成正比。本质上，CE是基于公式[CE = %C + %Mn/6]的钢中锰和碳含量的联合效应。
提高碳含量和碳当量可以提高强度，但也会降低其他一些性能，如可焊性、延展性和韧性。通过微合金元素Ti、V和Nb的强化机制，在碳含量大幅降低的情况下，可以获得较高的屈服强度。
使用手持Thermo Scientific进行检查商标镭射气商标XL5 +分析仪。图片来源:赛默费雪科学-元素分析仪和相位分析仪
这种低碳含量大大提高了焊接性，降低了管道、桥梁和建筑等特定应用的开裂风险。
使用微合金钢的一些值得注意的好处是:
- 通过降低碳当量（CE）将热处理和开裂敏感性降至最低
- 降低含碳量可提高焊接性和焊接韧性
- 与热轧碳钢相比，重量减少25%以上
- 增加的管道泵送能力，节省了作业成本
- 运输和搬运重量的节省降低了制造成本
管道和危险品安全管理局（PHMSA）于2009年向危险液体管道和天然气管道系统的运营商和所有者发布了咨询公告ADB-09-01，指出已发现微合金高等级管线管道存在完整性问题。
对安装在管道系统中的管道进行的测试表明，并非所有材料都符合美国石油协会(API)管道管道API 5L规范的要求。
使用相同热量制成的管道接头，其力学和化学性能的变化比管道制造商生产的轧机测试报告所述的数值(包括微合金元素Ti、V、Nb等)低15%。
运营商或业主需要确保，越来越多的大直径、高压危险天然气和液体管道是按照最佳标准建造的，并使用现有的最佳技术进行全面测试，以符合安全指南，减少故障的易损性。
便携式X射线荧光（XRF）是材料化学验证的理想选择。新的Niton XL5 +分析仪能够在现场对钢和其他元素中的微合金元素进行精确、准确和快速的分析。
尼顿XL5 Plus手持式XRF分析仪
新的Niton XL5 Plus分析仪是市场上最轻和最小的高性能XRF金属分析仪。Niton XL5 Plus分析仪体积小、重量轻，可以访问更多的测试点，减少操作人员的疲劳。
紧凑的测量几何结构和新的功能强大的5W X射线管为最苛刻的应用（例如，残余元素测量）提供了最佳的灵敏度和最高的性能。
Niton XL5 Plus分析仪具有以下主要优点：
- 坚固耐用的外壳，防尘防水，适用于恶劣环境
- 小光斑分析和集成摄像头，用于准确的图像捕捉和样品定位
- 灵活的用户界面允许针对特定应用程序轻松优化和定制工作流解决方案。使用Niton XL5 Plus分析仪的伪元素功能可以自动计算微合金元素的总和
- 每次都有令人信服的结果，具有无与伦比的化学和金属等级识别准确性
- 优异的微量元素检测(Nb, V, Ti)，用于可靠和快速的微合金钢分析
Niton XL5 Plus分析仪是我们市场领先的Niton手持XRF分析仪系列中的最新产品。Niton XL5 Plus分析仪专为Ti、V和Nb等微合金元素的高精度、最快分析时间和低检测限而设计。
镭射气XL5+分析仪伪元素特征，可自动计算微合金元素总数。分析仪屏幕与可重复性研究结果相关，下一页:左屏幕到表1;右屏幕到表2。图片来源:赛默费雪科学-元素分析仪和相位分析仪
测试方法及结果
在确保表面没有污染物后，使用手持Niton XL5 Plus XRF分析仪对认证的参考标准品和样品进行分析。
当暴露在大气条件下时，碳钢合金容易氧化。在进行XRF分析时，这种氧化物涂层会改变读数的准确性。为了确保读数准确，清除任何腐蚀至关重要。
除了氧化之外，表面上还可能有油脂、油或油漆。需要清除该区域的所有表面污染，以便对其进行分析。
数据质量目标规定了使用的最短分析时间和样品制备要求。使用30秒的总测量时间，收集了10个单独的XRF读数。
微量元素分析的目的是确定交付的材料中是否含有相应材料测试报告(MTR)所认证的正确水平的微合金元素Ti、V和Nb。
此外，可以验证这些元素的总和，以满足验收标准，而不超过采购订单或材料规格中规定的限制。
目前对屈服强度在60 ksi以上的钢，组合微合金化含量Ti+V+Nb的上限为0.15%。
表1和表2。这些表格代表了使用Niton XL5 Plus分析仪对碳钢样品进行重复性研究收集的数据。在两轮抽样中，分别进行了10次30秒的单独测试。Niton XL5 +分析仪的平均结果显示每一轮。标准差是用每一轮的10个个体结果来计算的。测试结果表明，实验室结果与Niton XL5 Plus分析仪的一致。来源:赛莫费雪科学-元素分析仪和相位分析仪
碳钢样品中微合金元素的重复性研究结果
第1轮结果使用Niton XL5 +分析仪 |
| 运行数 |
注 |
v |
“透明国际” |
铌钒 |
Nb + V + Ti |
| 1. |
0.063 |
0.072 |
0.068 |
0.135 |
0.203 |
| 2. |
0.058 |
0.075 |
0.068 |
0.134 |
0.202 |
| 3. |
0.060 |
0.073 |
0.069 |
0.133 |
0.202 |
| 4. |
0.064 |
0.075 |
0.070 |
0.139 |
0.209 |
| 5. |
0.063 |
0.073 |
0.069 |
0.136 |
0.205 |
| 6. |
0.063 |
0.074 |
0.073 |
0.137 |
0.210 |
| 7. |
0.058 |
0.073 |
0.072 |
0.131 |
0.203 |
| 8. |
0.057 |
0.068 |
0.069 |
0.125 |
0.194 |
| 9 |
0.060 |
0.073 |
0.067 |
0.133 |
0.200 |
| 10 |
0.061 |
0.073 |
0.070 |
0.134 |
0.204 |
| 材料测试报告 |
0.054 |
0.073 |
0.066 |
0.127 |
0.193 |
| Niton XL5 +平均结果 |
0.061 |
0.073 |
0.070 |
0.134 |
0.203 |
碳钢样品中微合金元素的重复性研究
使用Niton XL5 Plus分析仪对2个结果进行四舍五入 |
| 运行数 |
注 |
v |
“透明国际” |
铌钒 |
Nb + V + Ti |
| 1. |
0.012 |
0.043 |
0.010 |
0.055 |
0.065 |
| 2. |
0.013 |
0.041 |
0.012 |
0.054 |
0.066 |
| 3. |
0.016 |
0.042 |
0.009 |
0.058 |
0.067 |
| 4. |
0.017 |
0.040 |
0.011 |
0.057 |
0.068 |
| 5. |
0.015 |
0.046 |
0.010 |
0.061 |
0.071 |
| 6. |
0.014 |
0.043 |
0.011 |
0.057 |
0.068 |
| 7. |
0.012 |
0.044 |
0.010 |
0.056 |
0.066 |
| 8. |
0.015 |
0.041 |
0.010 |
0.056 |
0.066 |
| 9 |
0.016 |
0.042 |
0.010 |
0.058 |
0.068 |
| 10 |
0.015 |
0.041 |
0.010 |
0.056 |
0.066 |
| 材料测试报告 |
0.013 |
0.045 |
0.010 |
0.058 |
0.068 |
| Niton XL5 +平均结果 |
0.015 |
0.042 |
0.010 |
0.057 |
0.067 |
表3。nion XL5 Plus分析仪的检测限(LODs)列于表3。lod计算为每个元素在几个不同的测量时间的三个标准偏差(99.7%置信区间);检测限随测量时间的变化而提高。来源:赛莫费雪科学-元素分析仪和相位分析仪
| Niton XL5 Plus分析仪的检测限 |
| 测量时间,SecondsPlus |
“透明国际” |
v |
注 |
总和 |
| 15 |
0.0036 |
0.0036 |
0.0012 |
0.0084 |
| 30 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0008 |
0.0058 |
| 60 |
0.0018 |
0.0018 |
0.0006 |
0.0042 |
结论
使用Niton XL5 Plus分析仪所取得的结果证明了材料测试报告的良好一致性。
这个Niton XL5 +分析仪为微合金钢的分析提供卓越的微量和微量元素灵敏度和精度。给予适当的样品准备，分析仪可以可靠和快速地验证微合金元素水平是否与轧机测试报告一致，并达到每个规格的化学成分要求。
微合金钢的成就归功于通过添加关键元素钛（Ti）、钒（V）和铌（Nb）而形成的互补强化机制，特别是沉淀硬化和晶粒细化。
在过去的几十年里，由于天然气和石油开采、运输和建筑等管道领域的需求，微合金钢的制造技术发展迅速。
当最高的样品吞吐量或低检测限至关重要时，赛默飞世尔科技的软件、硬件和直接行业经验的混合物为最困难的分析需求提供了完美的解决方案。
Niton XL5 Plus分析仪对痕量Ti、V和Nb的分析能力增强，以及其他独特的能力使其成为微量元素分析的完美工具。
除残余元素外，Niton XL5 Plus分析仪还能够为天然气和石油工业中使用的各种合金等级快速提供正材料识别（PMI）和全化学分析。
这些信息来源于赛默费雪科学公司提供的手持元素和辐射检测材料。亚博网站下载
有关此来源的更多信息，请访问赛默费雪科学-手持式元素和辐射探测