灰鑄鐵具有良好的鑄造、減震、耐磨、切削加工等性能，在汽車行業(yè)中主要用來制造制動盤。制動盤是制動系統(tǒng)中用來產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動或運(yùn)動趨勢制動力的部件。碳元素是影響灰鑄鐵性能的重要元素，灰鑄鐵中的碳是以石墨片狀態(tài)存在于鑄鐵中，碳元素含量對于灰鑄鐵的性能有一定的影響:碳元素含量過低，鑄鐵容易出現(xiàn)白口化組織，機(jī)械性能和鑄造性能都會降低;而碳元素含量過高時，片狀石墨過多且粗大，甚至可能會出現(xiàn)石墨的漂浮,降低鑄件的性能和質(zhì)量。

火花直讀光譜儀碳元素的準(zhǔn)確度

       汽車主機(jī)廠對于供貨的灰鑄鐵材料通常都會檢測監(jiān)控其碳元素含量，以此來控制制動盤的質(zhì)量，指導(dǎo)采購和生產(chǎn)。

       目前GB/T 24234- -2009 鑄鐵多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法中規(guī)定的使用火花直讀光譜儀測定鑄鐵的元素含量主要用于鑄鐵的爐前分析，且只適用于白口化后的鑄鐵，而制動盤成品中的灰鑄鐵通常是非白口化的狀態(tài)。

       鑄鐵的白口化是非常復(fù)雜和困難的工作，尤其在實(shí)驗(yàn)室對少量鑄鐵樣品進(jìn)行白口化時難以控制澆鑄溫度和解決冷卻后白口化程度的問題。對于鑄鐵的碳元素含量，GB/T 20123- -2006鋼鐵總碳硫含量的測定高頻感應(yīng)爐燃燒后紅外吸收法中規(guī)定可使用紅外碳題。對于鑄鐵的碳元素含量GB/T20123- -2006鋼鐵總碳硫含量的測定高頻感應(yīng)爐燃燒后紅外吸收法中規(guī)定可使用紅外碳硫分析儀來測定。

        紅外碳硫分析儀是采用高頻感應(yīng)爐對鑄鐵進(jìn)行燃燒后使用紅外吸收法來測定鑄鐵的碳元素含量,是測量較為準(zhǔn)確的化學(xué)分析法。但紅外碳硫分析儀檢測周期長，不適合生產(chǎn)過程的快速質(zhì)量分析。

        本文使用火花直讀光譜儀直接在灰鑄鐵的同--位置連續(xù)激發(fā)測試，激發(fā)出樣品表面帶黑暈的正常激發(fā)點(diǎn)，確定測試結(jié)果的穩(wěn)定性和精密度，同時將測試結(jié)果與化學(xué)法結(jié)果進(jìn)行比較，最終確定火花直讀光譜儀測定灰鑄鐵樣品碳元素含量的準(zhǔn)確度。

       將灰鑄鐵樣品用磨樣機(jī)磨平，并使用無水乙醇擦凈磨平面雜質(zhì)，待干燥后使用火花直讀光譜儀按1.2.2 的工作參數(shù)對樣品表面同一位置進(jìn)行連續(xù)激發(fā)，激發(fā)出樣品表面帶黑暈的正常激發(fā)點(diǎn)，設(shè)備軟件直接得出灰鑄鐵樣品碳元素含量的多次測試結(jié)果。

         使用火花直讀光譜法與化學(xué)分析法測試灰鑄鐵中的碳元素含量，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在0.4%--0.9%之間。將火花直讀光譜法與化學(xué)分析法的分析結(jié)果進(jìn)行對比，2種測試方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<5%。火花直讀光譜儀直接在灰鑄鐵樣品的同一位置連續(xù)激發(fā)，激發(fā)后，被激發(fā)的灰鑄鐵樣品表面呈現(xiàn)出帶黑暈的正常激發(fā)點(diǎn)，符合金屬材料使用火花直讀光譜儀測試的激發(fā)特征。火花直讀光譜法測試結(jié)果的穩(wěn)定性和精密度均比較好，誤差也比較小。火花直讀光譜法與化學(xué)分析法的分析結(jié)果差距也不大。火花直讀光譜儀測試灰鑄鐵樣品中的碳元素含量方便、快捷、準(zhǔn)確，同時解決了使用化學(xué)分析法周期長的問題，提高了樣品檢測速度和工作效率，比較適合日常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的分析使用。