چدن ها، آلیاژهای آهن-كربن هستند که حاوی بیش از ۲ درصد کربن در تركيب خود هستند. دمای ذوب آنها 1150 درجه و از فولاد کمتر است. چدن اغلب در کوره های القایی الکتریکی تولید می شود و یکی از مواد پرکاربرد در ساخت قطعات صنعتی است. انواع مختلفی از چدن ها مانند چدن خاکستری، چدن داکتیل و چدن مقاوم در برابر نیکل وجود دارد. علاوه بر این، چدن یک ماده مطلوب در تولید ظروف آشپزخانه است. زیرا فرآوري آن آسان است و در برابر حرارت بسیار مقاوم است. همچنین گرما را به خوبی دفع و انتقال می دهد و محتوای آن غیر سمی است. ظروف چدنی از چدن خام ساخته می شوند و همچنین با یک لایه محافظ پوشانده می شوند.
غلظت عناصر آلیاژی تاثیر مهمی در.تعیین خواص آنها دارد. بنابراین، تجزیه و تحلیل عنصری سریع عناصر آلیاژی شامل کربن و سیلیکون برای کنترل ترکیب فلز مذاب در کوره‌ها برای کنترل کیفیت در تولید چدن بسیار مهم است. آنالیزی که برای این منظور استفاده می شود آنالیز طیف سنج نشر اتمی است. با انجام آنالیز نظیر طیف سنج نشری اتمی میتوان مقدار دقیق ترکیب شیمیایی آلیاژها را تعیین نمود.
روش تست استاندارد برای آنالیز چدن با طیف‌سنج نشري اتمی جرقه‌اي (ASTM E1999)
روش استاندارد برای یافتن غلظت عناصر موجود در چدن استاندارد ASTM E1999 که توسط انجمن مواد و آزمون آمریکا (ASTM) توسعه یافته است. در این استاندارد یک روش آناليز برای تعیین دقیق ترکیب شیمیایی آلیاژهای چدن برای اطمینان از خواص متالورژیکی مورد نظر ارائه شده است. این روش برای کنترل تولید و تست های بازرسی مناسب است. نام کامل اين استاندارد به شرح زیر است: روش تست استاندارد ASTM E1999 برای آنالیز چدن با اسپکترومتر (طيف‌سنج) نشري اتمی با محرك جرقه‌اي.
در این روش، ابتدا نمونه مورد نظر به کمک سمباده زنی و سنگ زنی و پولیش تمیز شده تا عاری از هر گونه آلودگی و روغن و گریس باشد، سپس نمونه مورد نظر در دستگاه کوامتومتری قرار می گیرد و به کمک جرقه الکتریکی تبخیر می شود. اتم های تبخیر شده تحریک شده و تابش می کنند. با توجه به طول موج و شدت نشر هر عنصر، نوع عنصر و غلظت آن تعیین می شود.
به کمک این روش می توان عناصر موجود در چدن شامل کربن، کروم، مس، منگنز، مولیبدن، نیکل، فسفر، سیلیکون، گوگرد، قلع، تیتانیوم و وانادیم را شناسایی و تجزیه و تحلیل کرد. در شکل های زیر دستگاه کوانتومتری و همچنین یک نمونه از نتیجه آنالیز طیف نشر اتمی از نمونه چدن را مشاهده می کنید که عناصر موجود در آن را نشان می دهد.
شکل 1: نمونه ای از طیف حاصل از طیف سنجی نشر اتمی
شکل 2: نمونه دستگاه آنالیز کوانتومتری
