激光诱导击穿光谱技术对钢中缺陷的快速表征

TOH Takehiko¹，AIMOTO Michihiro²，YAMAMURA Hideaki¹，KONDO Hiroyuki²

(1.日本钢铁联盟环境及工艺技术中心;
2.日本钢铁联盟高等技术实验室)

摘要:激光诱导击穿光谱技术(LIBS)作为一种快速而简单地检查钢表面缺陷的技术,可直接观测到激光脉冲被聚焦于样品之上而感生的等离子体发射物.一个平凸透镜把斑直径大约为1 mm的光量开关Nd:YAG激光器(脉宽:12 ns;重复频率:10 Hz)辐照聚焦于样品表面,用来烧蚀样品的一部分,形成一个微等离子体.等离子体的发射由光纤传送至帕邢-龙校格装置多色仪(焦距:500 mm).在已被流入和流出的氢气排空的空间里,样品被安装在一个二维移动台上进行两点分析--常规分析和缺陷分析.通过比较两个分析结果,可检测到缺陷部分有显著信号强度的元素.由不同类型的夹杂物可以检测出典型的元素,由氧化铝可检测出铝,由保护渣可检测出铝、钙、锾、硅和钠,由矿渣可检测出铝、钙和锓.经证实,由LIBS分析得到的结果与EPMA(电子探针)研究得到的结果一致.因此,导致缺陷的夹杂物的类型都能通过LIBS技术确定属性.当涂层被激光烧蚀去掉后,镀锌钢也可以被直接分析出来.包括制样,该项技术评定时间不到半小时,因此在炼钢过程中,可以迅速采取合适措施.

关键词:钢缺陷; 激光诱导击穿光谱; 夹杂物;

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