techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2025-15-4-55-64techusgu-382Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEРентгенофлуоресцентный анализ элементного состава металлоотходов титанаX-ray fluorescence analysis of the elemental composition of Titanium metal wastehttps://orcid.org/0009-0006-3226-7473ВеликановА. С.VelikanovA. S.

Великанов Александр Сергеевич, старший преподаватель кафедры архитектуры, градостроительства и графики

Aleksandr S. Velikanov, Senior Lecturer at the Department of Architecture, Urban Planning and Graphics

velikanov_alexander@mail.ruФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»РоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2025150120261545564Copyright © Великанов А.С., 20262026Великанов А.С.Velikanov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/382

Целью данной работы являлось проведение рентгенофлуоресцентного анализа элементного состава отобранного металлоотхода и определения маркировки сплава, преимущественно состоящего их титана, планируемого к переработке методом электроэрозионного диспергирования для получения порошка, применимого в аддитивных технологиях.

Методы

Методы. Для установления элементного состава титансодержащего сплава неизвестной марки был отобран образец в виде металлической пластины длиной 530 мм, шириной 144 мм и толщиной 4 мм. Анализ выполнялся с использованием портативного рентгенофлуоресцентного спектрометра Niton XL3t. Перед измерениями поверхность образца была очищена, а каждая точка анализировалась не менее трёх раз для повышения достоверности. Метод рентгенофлоуресцентного анализа обеспечивает оперативное и неразрушающее определение элементного состава сложных материалов без применения эталонных образцов, позволяя проводить локальный точечный анализ с высокой точностью и скоростью (до 10 секунд), что особенно важно при исследовании потенциально неоднородных объектов.

Конструктивные особенности прибора Niton XL3t обеспечивают возможность проведения локализованного точечного анализа поверхности исследуемых объектов, что имеет принципиальное значение при работе с материалами, потенциально характеризующимися структурной или химической неоднородностью. Для определения соответствия фактического химического состава нормативным требованиям, указанным в марочнике сталей и ГОСТ 19807–91, проведено сопоставление экспериментально определённых концентраций элементов с теоретическим составом сплава.

Результаты

Результаты. Проведённый рентгенофлуоресцентный анализ элементного состава титансодержащих металлоотходов с использованием портативного спектрометра Niton XL3t позволил достоверно установить, что исследуемый образец соответствует марке сплава ВТ1-2.

Заключение

Заключение. Полученные результаты формируют научно-методическую основу для последующих исследований по переработке данных металлоотходов методом электроэрозионного диспергирования с целью получения сферических порошков, применимых в аддитивных технологиях.

The purpose of this work was to conduct X-ray fluorescence analysis of the elemental composition of a sample of metal waste and determine the alloy grade, primarily titanium, planned for processing by electrical discharge dispersion to produce powder suitable for additive manufacturing.Methods. To determine the elemental composition of a titanium-containing alloy of unknown grade, a metal plate sample measuring 530 mm in length, 144 mm in width, and 4 mm in thickness was collected. Analysis was performed using a Niton XL3t portable X-ray fluorescence spectrometer. Before measurements, the sample surface was cleaned, and each point was analyzed at least three times to enhance reliability. X-ray fluorescence analysis provides rapid and nondestructive determination of the elemental composition of complex materials without the use of reference samples, enabling localized spot analysis with high accuracy and speed (up to 10 seconds), which is especially important when studying potentially heterogeneous objects. The design features of the Niton XL3t instrument enable localized spot analysis of the surface of the test objects, which is crucial when working with materials potentially characterized by structural or chemical heterogeneity. To determine whether the actual chemical composition complies with the regulatory requirements specified in the steel grade list and GOST 19807–91, a comparison was made between the experimentally determined concentrations of elements and the theoretical composition of the alloy.Results. X-ray fluorescence analysis of the elemental composition of titanium-containing metal waste using a Niton XL3t portable spectrometer reliably established that the sample corresponds to the VT1-2 alloy grade.Conclusion. The obtained results form the scientific and methodological basis for subsequent research on the processing of these metal wastes using electrical discharge dispersion to produce spherical powders applicable in additive manufacturing. 

металлоотходы титанарентгенофлоуресцентный анализэлементный анализtitaniumwasteX-ray fluorescence analysiselemental analysisReferencesЛовшенко, Ф. Г. Теоретические и технологические аспекты получения механически легированных порошков для производства покрытий и изделий аддитивными методами / Ф. Г. Ловшенко, А. С. Федосенко, Е. И. Марукович // Литье и металлургия. – 2021. – № 4. – С. 90-105. – DOI 10.21122/1683-6065-2021-4-90-105. – EDN ETYEQU.Lovshenko, F. G. Theoretical and technological aspects of obtaining mechanically alloyed powders for the production of coatings and products by additive methods / F. G. Lovshenko, A. S. Fedosenko, E. I. Marukovich // Casting and metallurgy. - 2021. – No. 4. – pp. 90-105. – DOI 10.21122/1683-6065-2021-4-90-105. – EDN ETYEQU.Ровин С.Л., Калиниченко А.С., Ровин Л.Е. Возвращение дисперсных металлоотходов в производство // Литье и металлургия. 2019. № 1. С. 45-48.Rovin S.L., Kalinichenko A.S., Rovin L.E. The return of dispersed metal waste to production // Casting and metallurgy. 2019. No. 1. pp. 45-48.Татаркин А.И., Романова О.А., Дюбанов В.Г., Душин А.В., Брянцева О.С. Тенденции и перспективы развития рециклинга металлов // Экология и промышленность России. 2013. № 5. С. 4-10.Tatarkin A.I., Romanova O.A., Dyubanov V.G., Dushin A.V., Bryantseva O.S. Trends and prospects of metal recycling development // Ecology and industry of Russia. 2013. No. 5. pp. 4-10.Исследование условий горячей деформации аддитивно выращенных заготовок из титанового сплава ВТ6 с применением конечно-элементного моделирования / А. Н. Кошмин, А. С. Алещенко, П. В. Патрин [и др.] // Металлург. – 2020. – № 11. – С. 100-106. – EDN WEMEVE.Investigation of the conditions of hot deformation of additively grown billets from titanium alloy VT6 using finite element modeling / A. N. Koshmin, A. S. Aleshchenko, P. V. Patrin [et al.] // Metallurg. – 2020. – No. 11. – pp. 100-106. – EDN WEMEVE.Джандиери Г.В. Диагностика эффективности и оптимизация организационно-экономической системы рециклинга черных металлов // Черные металлы. 2020. № 1. С. 56-62.Jandieri G.V. Diagnostics of efficiency and optimization of the organizational and economic system of recycling of ferrous metals // Ferrous metals. 2020. No. 1. pp. 56-62.Различные методы повышения износостойкости титановых сплавов и сравнительный анализ их эффективности применительно к титановому сплаву ВТ23М / С. В. Путырский, А. А. Арисланов, Н. И. Артеменко, А. Л. Яковлев // Авиационные материалы и технологии. – 2018. – № 1(50). – С. 19-24. – DOI 10.18577/2071-9240-2018-0-1-19-24. – EDN YNGXOH.Various methods of increasing the wear resistance of titanium alloys and a comparative analysis of their effectiveness in relation to the VT23M titanium alloy / S. V. Putyrsky, A. A. Arislanov, N. I. Artemenko, A. L. Yakovlev // Aviation Materials and Technologies. – 2018. – № 1(50). – Pp. 19-24. – DOI 10.18577/2071-9240-2018-0-1-19-24. – EDN YNGXOH.Орыщенко, А. С. Титановые сплавы для глубоководной морской техники / А. С. Орыщенко, В. П. Леонов, В. И. Михайлов // Вопросы материаловедения. – 2021. – № 3(107). – С. 238-246. – DOI 10.22349/1994-6716-2021-107-3-238-246. – EDN YOLEKN.Oryshchenko, A. S. Titanium alloys for deep-sea marine engineering / A. S. Oryshchenko, V. P. Leonov, V. I. Mikhailov // Issues of materials science. – 2021. – № 3(107). – Pp. 238-246. – DOI 10.22349/1994-6716-2021-107-3-238-246. – EDN YOLEKN.Порошки, полученные электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов - перспективный материал для восстановления деталей автотракторной техники / Агеев Е.В., Гадалов В.Н., Агеева Е.В., Бобрышев Р.В. // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. − № 1-1 (40). − С. 182-189.Powders obtained by electroerosive dispersion of solid alloy waste - a promising material for the restoration of parts of automotive equipment / Ageev E.V., Gadalov V.N., Ageeva E.V., Bobryshev R.V. // Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. 2012. − No. 1-1 (40). − pp. 182-189.Романов, И. В. Выделение мелкодисперсной фракции порошков, полученных методом электроэрозионного диспергирования / И. В. Романов, Р. Н. Задорожний // Технический сервис машин. – 2020. – № 3(140). – С. 119-127. – DOI 10.22314/2618-8287-2020-58-3-119-127. – EDN CRMZLZ.Romanov, I. V. Isolation of the fine fraction of powders obtained by the method of electroerosive dispersion / I. V. Romanov, R. N. Zadorozhny // Technical service of machines. – 2020. – № 3(140). – Pp. 119-127. – DOI 10.22314/2618-8287-2020-58-3-119-127. – EDN CRMZLZ.Оценка эффективности применения твердосплавных электроэрозионных порошков в качестве электродного материала / Агеев Е.В., Латыпова Г.Р., Давыдов А.А., Агеева Е.В. // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. − 2012. − № 1. − С. 19-22.Evaluation of the effectiveness of the use of carbide electroerosion powders as an electrode material / Ageev E.V., Latypova G.R., Davydov A.A., Ageeva E.V. // Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Series: Engineering and Technology. − 2012. − No. 1. − pp. 19-22.Исследование химического состава порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Агеев Е.В., Семенихин Б.А., Агеева Е.В., Латыпов Р.А. // Известия Юго-Западного государственного университета. − 2011. − № 5-1 (38). − С. 138a-144.Investigation of the chemical composition of powders obtained by electroerosive dispersion of a hard alloy / Ageev E.V., Semenikhin B.A., Ageeva E.V., Latypov R.A. // Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. − 2011. − № 5-1 (38). − Pp. 138a-144.Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Агеев Е.В., Латыпова Г.Р., Давыдов А.А., Агеева Е.В. // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. − № 5-2 (44). − С. 099-102.Conducting X-ray spectral microanalysis of carbide electroerosion powders / Ageev E.V., Latypova G.R., Davydov A.A., Ageeva E.V. // Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. 2012. − No. 5-2 (44). − pp. 099-102.Ревенко, А. Г. Рентгенофлуоресцентный анализ: современное состояние и перспективы развития / А. Г. Ревенко, Г. В. Пашкова // Журнал аналитической химии. – 2023. – Т. 78, № 11. – С. 980-1001. – DOI 10.31857/S0044450223110130. – EDN MNFDQX.Revenko, A. G. X-ray fluorescence analysis: current state and prospects of development / A. G. Revenko, G. V. Pashkova // Journal of Analytical Chemistry. - 2023. – Vol. 78, No. 11. – pp. 980-1001. – DOI 10.31857/S0044450223110130. – EDN MNFDQX.Нарцев В.М., Аткарская А.Б. Рентгенофлуоресцентный анализ состава тонких покрытий с использованием метода фундаментальных параметров. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. 82(3). – С. 29-35.Nartsev V.M., Atkarskaya A.B. X-ray fluorescence analysis of the composition of thin coatings using the method of fundamental parameters. Factory laboratory. Diagnostics of materials. 2016. 82(3). – pp. 29-35.Исследование элементного состава компонентов резцов дорожной фрезы методом рентгенофлуоресцентного анализа / Л. П. Кузнецова, К. Ю. Кузнецов, В. И. Колмыков, Б. А. Семенихин // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2023. – Т. 13, № 3. – С. 44-60. – DOI 10.21869/2223-1528-2023-13-3-44-60. – EDN OJOHIU.Investigation of the elemental composition of the components of road milling cutters by X-ray fluorescence analysis / L. P. Kuznetsova, K. Yu. Kuznetsov, V. I. Kolmykov, B. A. Semenikhin // Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Series: Engineering and Technology. - 2023. – Vol. 13, No. 3. – pp. 44-60. – DOI 10.21869/2223-1528-2023-13-3-44-60. – EDN OJOHIU.Э. А. Каралин, Я. О. Желонкин, А. В. Опаркин, В. А. Васильев, Л. Т. Ахметова, Г. Р. Бадикова. Рентгенофлуоресцентный анализ как метод определения количественного элементного состава сплавных катализаторов. Вестник технологического университета. 2016. Т.19, №14 с.63-65E. A. Karolin, Ya. O. Zhelonkin, A.V. Oparin, V. A. Vasiliev, L. T. Akhmetova, G. R. Badikova. X-ray fluorescence analysis as a method for determining the quantitative elemental composition of alloy catalysts. Bulletin of the Technological University. 2016. vol.19, No.14, pp.63-65Бахтиаров А. В., Савельев С. К. Методика модифицированного способа стандарта-фона при рентгенофлуоресцентном анализе сложных многокомпонентных объектов // Журнал аналитической химии. 2020. T. 75. № 1. С. 24-30.Bakhtiarov A.V., Saveliev S. K. Methodology of the modified standard-background method for X-ray fluorescence analysis of complex multicomponent objects // Journal of Analytical Chemistry. 2020. T. 75. No. 1. pp. 24-30.Полякова М.А., Босикова Е.Ю. Особенности применения рентгенофлуоресцентного анализа для определения состава материалов // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. №16. 2017. С. 92-98Polyakova M.A., Baskova E.Yu. Features of the use of X-ray fluorescence analysis to determine the composition of materials // Technologies of metallurgy, mechanical engineering and material processing. No. 16. 2017. pp. 92-98Агеева, Е. В. Исследование элементного состава свинцово-сурьмянистых сплавов методом рентгенофлуоресцентного анализа / Е. В. Агеева, М. С. Королев, Ю. С. Воробьев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2020. – Т. 10, № 4. – С. 8-21. – EDN AHKNLQ.Ageeva, E. V. Investigation of the elemental composition of lead-antimony alloys by X-ray fluorescence analysis / E. V. Ageeva, M. S. Korolev, Yu. S. Vorobyov // Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Series: Engineering and Technology. - 2020. – Vol. 10, No. 4. – pp. 8-21. – EDN AHKNLQ.Математическое моделирование процесса упрочняющей обработки титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 / А. В. Филонович, И. В. Ворначева, А. А. Чуйченко, Е. А. Болотников // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2021. – Т. 17, № 10(202). – С. 476-480. – DOI 10.36652/1813-1336-2021-17-10-476-480. – EDN KNUDWX.Mathematical modeling of the process of hardening treatment of titanium alloys VT20 and OT4 / A.V. Filonovich, I. V. Vornacheva, A. A. Chuichenko, E. A. Bolotnikov // Hardening technologies and coatings. – 2021. – Vol. 17, No. 10(202). – pp. 476-480. – DOI 10.36652/1813-1336-2021-17-10-476-480. – EDN KNUDWX.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.