Рентгенофлуоресцентный анализ элементного состава металлоотходов титана

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. 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. 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. 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.

1. Ловшенко, 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.

2. Ровин С.Л., Калиниченко А.С., Ровин Л.Е. Возвращение дисперсных металлоотходов в производство // Литье и металлургия. 2019. № 1. С. 45-48.

3. 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.

4. 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.

5. Джандиери Г.В. Диагностика эффективности и оптимизация организационно-экономической системы рециклинга черных металлов // Черные металлы. 2020. № 1. С. 56-62.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.63-65

17. Бахтиаров 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.

18. Полякова М.А., Босикова Е.Ю. Особенности применения рентгенофлуоресцентного анализа для определения состава материалов // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. №16. 2017. С. 92-98

19. Агеева, 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.

20. 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.