BADANIA SKŁADU CHEMICZNEGO WIELOSKŁADNIKOWYCH STOPÓW NA OSNOWIE NIKLU I KOBALTU

Transkrypt

1 Prace IMŻ 1 (2010) 265 Marta KUBICZEK,, Grażyna STANKIEWICZ, Jarosław GAZDOWICZ Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica Andrzej TROJAN WSK PZL Rzeszów BADANIA SKŁADU CHEMICZNEGO WIELOSKŁADNIKOWYCH STOPÓW NA OSNOWIE NIKLU I KOBALTU Części silników lotniczych narażone są na działanie zarówno sił masowych w podwyższonych temperaturach, jak i czynników powodujących korozję. Niezgodność składu chemicznego ze specyfikacją oraz segregacja pierwiastków mogą rzutować na jakość odlewów pod względem występowania wad. W artykule przedstawiono wyniki badań składu chemicznego wielofazowych stopów kobaltu i niklu dla zestawów składających się z próbek materiałów wsadowych oraz wykonanych z nich odlewów. Zastosowano następujące techniki analityczne: XRF, GD OES, GF AAS oraz automatyczne analizatory do oznaczania węgla i siarki oraz pierwiastków gazowych. Dla niektórych próbek stwierdzono różnice w wynikach oznaczeń w zależności od zastosowanej techniki, a także pomiędzy materiałem wsadowym i odpowiadającymi mu odlewami. Otrzymane wyniki odniesiono do przeprowadzonych badań mikrostruktury i stwierdzono, że różnice w strukturze wynikające z obecności wielu faz w analizowanych stopach mają decydujący wpływ na wyniki oznaczeń składu chemicznego. Słowa kluczowe: stop wielofazowy, analiza chemiczna, fluorescencyjna spektrometria rentgenowska, optyczna spektrometria emisyjna, wzbudzenie jarzeniowe, mikrostruktura TESTS OF CHEMICAL COMPOSITION OF MULTI-COMPONENT NICKEL AND COBALT-BASED ALLOYS Parts of aircraft engines are exposed to both body forces in elevated temperatures and also to corrosion agents impact. Discrepancy of chemical composition and specification requirements as well as elements segregation may have some influence on the number and type of casting defects. The results of chemical composition investigations of the multiphase nickel and cobalt alloy sets consisting of master heat samples and corresponding castings are presented in the paper. The following techniques were involved in analysis: XRF, GD AES, GF AAS and automatic analysers of carbon, sulphur and gaseous elements. For some samples, the analysis results depended on the technique used. Some differences between master heats and castings wee also observed. Chemical measurements were correlated with microstructure findings. It was established that differences in the structure being the result of multiphase nature of the alloys have a significant effect on results of chemical composition determination. Keywords: multiphase alloy, chemical analysis, X-ray fluorescence spectrometry, optical emission spectrometry, glow discharge excitation, microstructure 1. WPROWADZENIE Części silników lotniczych, w tym łopatek turbin wysokiego i niskiego ciśnienia oraz aparatów kierujących, wykonywane są z wieloskładnikowych stopów (nadstopów) niklu i kobaltu. Stopy te wyróżnia korzystne zespolenie żarowytrzymałości i żaroodporności z odpornością na zmęczenie cieplne i kruche pękanie w podwyższonych temperaturach. W trakcie długotrwałej eksploatacji elementy turbin narażone są na działanie sił masowych w podwyższonych temperaturach, a także na działanie czynników powodujących korozję. Z tego powodu wymagania jakościowe stawiane odlewom są bardzo wysokie, zarówno w zakresie ich wymiarowania, stanu powierzchni, jak i makro- i mikrostruktury. Jednym z czynników mających wpływ na proces technologiczny wykonywania odlewów są stopy wsadowe. Ich jakość, w tym skład chemiczny, ma podstawowe znaczenie dla jakości odlewów z nich wytwarzanych. Wraz z materiałem wsadowym odlewnia otrzymuje od producenta atest jego składu chemicznego, który odpowiada normie materiałowej dla danego gatunku stopu. Jednak w praktyce produkcyjnej, gdy badane są próbki pobierane z każdej przetapianej porcji wsadowej stopu, od czasu do czasu stwierdza się, że uzyskiwane wyniki analiz chemicznych wykazują odstępstwa od analizy wytopowej i kontrolnej. Dla niektórych pierwiastków różnice te wykraczają poza tolerancje określone normami [1]. Przypadki niezgodności chemicznej pewnych partii wytopu wsadowego są w praktyce źródłem wysokich strat ponoszonych przez odlewnię. Drugim

2 266 Praca zbiorowa Prace IMŻ 1 (2010) aspektem omawianego zagadnienia jest możliwość przedostania się do eksploatacji odlewów o niezgodnym składzie chemicznym, a co za tym idzie z niższymi właściwościami użytkowymi. Oprócz problemów związanych z niedotrzymaniem podstawowego składu chemicznego stopu wsadowego istnieją też inne czynniki wpływające na jakość końcowego odlewu. Zawartość gazów i szkodliwych zanieczyszczeń świadczy bezpośrednio o jakości materiałów użytych do procesu wykonania stopu, a także o jakości zastosowanego procesu technologicznego. Podwyższone zawartości szkodliwych zanieczyszczeń świadczą o użyciu stopów wsadowych lub zwrotów poprodukcyjnych zanieczyszczonych tymi pierwiastkami. Celem badań, których część omówiono w niniejszym artykule było opracowanie metodyki i wykonanie kompleksowych badań chemicznych dostarczanych do seryjnych wytopów wsadowych stopów niklu i kobaltu oraz odlewów precyzyjnych wykonanych z tych materiałów. W badaniach położono nacisk na stwierdzenie jak duże niezgodności składu chemicznego występują w obrębie jednego wytopu wsadowego oraz partii odlewów oraz czy i jak stwierdzone niezgodności wpływają na mikrostrukturę badanych stopów. W artykule przedstawiono niektóre zagadnienia odzwierciedlające problemy występujące w analizie chemicznej stopów wielofazowych. 2. MATERIAŁ BADAŃ Do badań wytypowano trzy gatunki stopów wykorzystywanych na odlewy precyzyjne w przemyśle lotniczym. Były to stopy niklu z gatunków: IN-100, Mar-M-247 oraz stop kobaltowy Mar-M-509. Próbki wytopów wsadowych pobierano do badań w następujący sposób: z każdej partii wybierano trzy wałki pierwszy, środkowy i ostatni wałek dostawy. Z wałków tych odcinano trzy plastry o grubości 20 mm dwa z końców wałka i jeden z jego środka. Z powierzchni plastra pobierane były wióry przeznaczone do oznaczania zawartości pierwiastków śladowych oraz węgla i siarki. Jednocześnie z każdego plastra wycinano próbkę przeznaczoną do badania składu chemicznego metodami fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej (XRF, optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem jarzeniowym (GD OES) i do badań metaloznawczych. Ze ściętego czubka litej próbki przygotowano próbki do oznaczania zawartości tlenu i azotu. 3. METODYKA BADAŃ Podstawowy skład chemiczny próbek oznaczano dwiema metodami: za pomocą metody fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej z dyspersją fal (XRF, trzykrotna analiza z tej samej powierzchni każdej próbki porównania składu z powierzchni o średnicy 23 mm) oraz metodą emisyjnej spektrometrii optycznej ze wzbudzeniem jarzeniowym (GD OES, czterokrotna analiza każdej próbki w czterech różnych miejscach porównania składu z czterech powierzchni o średnicy 4 mm). Oznaczenia wykonano przy użyciu spektrometru rentgenowskiego SRS 3000 firmy Siemens oraz spektrometru firmy LECO GDS 850A. Technika XRF została wykorzystana do analizy następujących pierwiastków: glinu, kobaltu, chromu, miedzi, żelaza, hafnu, magnezu, molibdenu, niobu, niklu, fosforu, siarki, krzemu, tantalu, tytanu, wanadu, wolframu i cyrkonu, natomiast techniką GD OES analizowano: glin, bor, węgiel, kobalt, chrom, miedź, żelazo, hafn, molibden, niob, nikiel, siarkę, krzem, tantal, tytan, wanad, wolfram i cyrkon. Oznaczanie pierwiastków śladowych: bizmutu, ołowiu, selenu, telluru, talu, srebra i cyny prowadzono przy wykorzystaniu spektrometru absorpcji atomowej z kuwetą grafitową, AAnalyst 600 firmy Perkin Elmer. Oznaczenia zawartości azotu i tlenu wykonywano za pomocą automatycznego analizatora ON-mat 8500 firmy Ströhlein, a oznaczenia zawartości węgla i siarki za pomocą automatycznego analizatora CS-mat 6250, również firmy Ströhlein. Badania mikrostruktury przeprowadzono z wykorzystaniem mikroskopu skaningowego Inspect F. Mikroskop ten wyposażony był w detektory SE, BSE, EDS, WDS i EBSD. 4. OMÓWIENIE WYNIKÓW BADAŃ Rutynowa analiza składu chemicznego polega na pobieraniu do badań jednej lub kilku próbek kontrolnych z dostawy lub odlewów z wykonanej serii. Niejednoznaczności w wynikach analiz pojawiają się najczęściej wtedy, gdy wykonywana jest systematyczna kontrola większej partii materiału. W przeprowadzonych w ramach niniejszej pracy badaniach, dla większości oznaczanych pierwiastków oznaczone średnie zawartości pierwiastków były zgodne z atestem producenta, a przy niedużych odstępstwach, mieściły się w granicach norm materiałowych. Także dla większości oznaczanych pierwiastków obserwowany był równomierny ich rozkład, zarówno w poszczególnych wałkach, jak i w całej dostawie. Przykładem może być oznaczanie wolframu, dla którego obserwowana była również zgodność wyników dla dwóch metod (tablica 1). Tablica 1. Oznaczanie wolframu w stopie kobaltu w materiale wsadowym Table 1. Determination of tungsten in cobalt alloy master heat W, % (atest 7,06%) Próbka, nr XRF GD OES 1 7,14 6,99 2 7,09 7,04 3 7,09 7,08 4 7,05 7,06 5 7,13 7,07 6 7,09 7,04 7 7,14 7,02 8 7,13 7,03 9 7,16 7,11 Średnia 7,11 7,04 S d 0,037 0,035 W dalszej części zaprezentowano niektóre wyniki badań, które w sposób reprezentatywny ukazują obserwowane rozbieżności w wynikach analiz chemicznych dla większej partii analizowanych próbek. Rozbieżności te polegały albo na wykrytej segregacji pierwiastków albo też na różnicach w wynikach analiz dla różnych technik analitycznych. Zostały one powiązane z obecnością faz wzbogaconych lub zubożonych w badany pierwiastek.

3 Prace IMŻ 1 (2010) Badania składu chemicznego wieloskładnikowych stopów Przeprowadzone badania stopu Mar-M-509 wykazały wyraźną segregację wzdłuż wałków dla następujących pierwiastków: nikiel (rys. 1), chrom, tantal i cyrkon. Rys. 1. Rozkład niklu w badanych stopach kobaltu; średnie wyniki uzyskane metodą GD OES Fig. 1. Distribution of nickel in the examined cobalt alloys, GD AES average results Dla chromu analiza wykazała spadek jego zawartości wzdłuż wałków przy przejściu od próbki pobranej z dołu wałka (23,75%), przez próbkę ze środkowej jego części (23,73%), do próbki z góry wałka (23,37%), przy czym różnice pomiędzy próbkami dolną i środkową były mniejsze niż pomiędzy środkową i górną. Jednocześnie dla próbek dolnej i środkowej badania metodą mikroanalizy EDS ujawniły większy udział fazy bogatej w chrom niż w próbce górnej wałka. Taka sama zależność zaobserwowana została dla niklu. Ponadto stwierdzono, że faza bogata w chrom była jednocześnie zubożona w nikiel, co dało efekt w postaci niższych wyników oznaczeń niklu w próbkach dolnych i środkowych. Tablica 2. Wyniki oznaczania chromu metodą XRF i GD OES; segregacja między wałkami z jednej dostawy Table 2. The results of chromium determination with the use of XRF and GD AES techniques, segregation between bars in one lot Oznakowanie Cr, % (atest 23,53%) materiału XRF GD OES G1 23,43 23,32 G2 23,37 23,24 G3 23,34 23,04 G4 23,40 23,28 G5 23,36 23,22 Śr. wałków G 23,38 23,22 S1 23,54 23,58 S2 23,57 23,66 S3 23,60 23,61 S4 23,60 23,71 Śr. wałków S 23,58 23,63 W niektórych wytopach obserwowano również segregację pomiędzy wałkami w jednej dostawie (tablica 2), co potwierdziły badania przeprowadzone na drodze mikroanalizy EDS. W próbkach oznakowanych literą S stwierdzono obecność fazy bogatej w chrom, przy obniżonej zawartości niklu w stosunku do osnowy, a także większą liczbę rozbudowanych wydzieleń węglikowych bogatych w tantal, a także tytan. Jednocześnie w wydzieleniach tych zawartość niklu była niższa niż w otaczającej je osnowie. Natomiast w próbkach oznakowa- nych literą G obserwowano wydzielenia drobne i rozproszone. Biorąc pod uwagę wrażliwość metody XRF na efekty krystalograficzne, opisane różnice w strukturze dobrze korelują z różnicami w wynikach badań chemicznych. Wykonując oznaczania cyrkonu w materiale wsadowym i w odlewach ze stopu kobaltu zaobserwowano, że dla odlewów uzyskano znacznie niższe wartości oznaczeń niż dla materiałów wsadowych (tablica 3). Ponadto wystąpiło zróżnicowanie wyników uzyskanych dla odlewów wykonanych z tego samego materiału wytopowego. Tablica 3. Wyniki oznaczania cyrkonu w stopach kobaltu metodą GD OES; segregacja między wałkami (z pięciu różnych dostaw) i wykonanymi z nich odlewami Table 3. The results of zirconium determination in cobalt alloy with the use of GD AES technique; segregation between bars (five different lots) and corresponding castings Oznakowanie materiału % Zr, metoda GD OES (wytopu i odlewu) wytop odlew S6 0,374 0,366 dostawa I D17 0,382 0,266 G2 0,365 0,222 dostawa II D2 0,363 0,303 G24 0,405 0,281 G27 0,415 0,304 dostawa III S03 0,410 0,295 S04 0,414 0,266 G9 0,347 0,212 S1 0,377 0,239 dostawa IV S5 0,400 0,188 S7 0,403 0,267 0S1 0,386 0,352 0S2 0,363 0,289 dostawa V 0S5 0,361 0,239 0S6 0,365 0,313 W celu znalezienia przyczyn obserwowanych różnic w oznaczeniach, dokonano badania zawartości cyrkonu na różnych odległościach od powierzchni odlewu. W tym celu próbki stopniowo zeszlifowywano i analizowano. Stwierdzono, że z głębokością wzrasta zawartość Zr i maleje odchylenie standardowe oznaczeń (tabl. 4). Tablica 4. Oznaczenie zawartości cyrkonu w odlewie ze stopu kobaltu; (w materiale wytopowym oznaczono 0,37% cyrkonu) Table 4. The results of zirconium determination in cobalt alloy casting; (0,37% zirconium determined in master heat) Grubość warstwy szlifowanej % Zr w odlewie S d (%) Stan wyjściowy * 0,14 0,07 15 mikrometrów 0,14 0,02 30 mikrometrów 0,14 0,04 45 mikrometrów 0,15 0,04 0,25 mm 0,25 0,04 0,55 mm 0,30 0,02 0,75 mm 0,31 0,01 * przygotowana pierwotnie powierzchnia analityczna

4 268 Praca zbiorowa Prace IMŻ 1 (2010) Zawartość, (% mas) Pierwiastki 1 2 osnowa węgliki O 19,73 36,11 Mg 3,88 Al 1,32 Si 0,74 Zr 78,63 15,12 1,03 Ti 4,16 Cr 0,61 39,82 23,56 6,49 Co 1,03 2,46 59,56 12,09 Ni 0,54 11,84 2,44 Ta 73,79 W 5,04 Rys. 2. Struktura na powierzchni odlewu w miejscu występowania skupiska tlenku cyrkonu Fig. 2. The structure of the casting surface layer in the point of zirconium oxide concentration Przeprowadzone badania mikrostruktury pozwoliły na ujawnienie różnic występujących pomiędzy strukturą odlewu, a strukturą materiału wsadowego. W materiale wsadowym, zawartość cyrkonu w węglikach zawierała się w przedziale od 10 do 14% w zależności od kształtu węglika. W odlewach stwierdzono natomiast zmienną zawartość cyrkonu w węglikach w zależności od odległości od powierzchni (rys. 2). Wraz ze wzrostem odległości od powierzchni następował wzrost zawartości cyrkonu w węglikach od 0 do 14% w zależności od kształtu węglika. Przy powierzchni i w pęknięciach cyrkon występował w postaci tlenku cyrkonu, natomiast w środku odlewu w postaci węglików. Tlenek cyrkonu obecny na powierzchni, przed analizą chemiczną, był zeszlifowywany przy przygotowywaniu powierzchni do badań. W ten sposób analizowana była warstwa między powierzchnią z tlenkiem, a warstwą gdzie pojawiają się węgliki. Dopiero dalsze, stopniowe szlifowanie prowadziło do analizy warstw o coraz większej zawartości węglików. Z obecnością tlenków cyrkonu i glinu w powierzchniowej warstwie odlewu wiązało się zróżnicowanie zawartości gazów, zwłaszcza tlenu w odlewach. Innymi czynnikami zakłócającymi przebieg analizy były, niewidoczne okiem nieuzbrojonym: spękanie próbek, pustki i obecność wtrąceń niemetalicznych (tabl. 5). Największe różnice pomiędzy wynikami uzyskanymi różnymi technikami analitycznymi w ramach jednej partii materiału wystąpiły w przypadku oznaczania tantalu. O ile w metodzie GD OES uzyskano zbieżne wyniki oznaczeń, to w metodzie XRF zaobserwowano przekroczenia granic normatywnych dla tantalu. W metodzie XRF wystąpiła ponadto wyraźna wprost proporcjonalna zależność między zawartością tantalu i cyrkonu (tabl. 6). Niezgodność tę wyjaśniły badania strukturalne. W próbkach, w których oznaczono wysoką zawartość tantalu metodą XRF, wykazano obecność bardzo dużych wydzieleń zawierających ten pierwiastek (rys. 3). W ślad za zmianami zawartości tantalu, ze względu na udział węglików w strukturze, zaobserwowano zmianę zawartości cyrkonu i węgla (tabl. 7). Tablica 5. Wybrane wyniki oznaczania azotu i tlenu w stopach kobaltu metodą ekstrakcji wysokotemperaturowej; materiały wytopowe i wykonane z nich odlewy z wadami Table 5. Selected results of nitrogen and oxygen determination in cobalt alloy with the use of high temperature extraction, master heats and corresponding defective castings Oznakowanie ppm N ppm O materiału wytop odlew wytop odlew D , 15, 32 G , 72, 21 D , 27, 33 G , , 23, 45 S , , 16, 10 S , , 164, 24 0S , 96, 41 0S , , 19, 16 0S , 38, , 14, 47 Tablica 6. Wyniki oznaczania tantalu i cyrkonu metodą XRF i GD OES w materiale wytopowym Mar-M-509 Table 6. Selected results of tantalum and zirconium determination by means of XRF and GD AES techniques in Mar -M-509 master heat Oznakowanie Ta, % (atest 3,86%) Zr, % (atest 0,36%) materiału XRF GD OES XRF GD OES G1 3,84 3,69 0,385 0,361 S1 3,70 3,74 0,346 0,357 D1 3,73 3,77 0,374 0,356 G2 4,21 3,91 0,389 0,365 S2 3,70 3,81 0,353 0,359 D2 3,68 3,90 0,348 0,363 G3 3,80 3,87 0,360 0,362 S3 3,91 3,83 0,369 0,359 D3 3,56 3,88 0,347 0,370 Zarejestrowane w trakcie badań metodami chemicznymi różnice w składzie chemicznym pomiędzy próbkami znalazły swoje odzwierciedlenie w ilości i wielkości węglików. Analiza tantalu w odlewach wykonanych

5 Prace IMŻ 1 (2010) Badania składu chemicznego wieloskładnikowych stopów Pierwiastki Zawartość, (%mas) Al 0,4 Zr 12,67 10,76 Ti 3,78 3,09 Cr 22,7 44,62 1,19 4,99 Co 59,6 36,17 8,41 Ni 11,7 5,24 1,76 W 5,6 13,97 Ta 82,36 71,00 4 Rys. 3. Struktura stopu kobaltu, obszar środka wałka wsadowego wraz z mikroanalizą składu chemicznego Fig. 3. Cobalt alloy structure, the centre area of the master heat bar; microanalysis of chemical composition z omówionego powyżej materiału pokazała, że proces odlewania spowodował znaczne zmniejszenie różnic w wynikach oznaczeń tego pierwiastka. Tablica 7. Wybrane wyniki oznaczania tantalu, cyrkonu i węgla w materiałach wytopowych ze stopu kobaltu metodą XRF Table 7. Selected results of chemical analysis of tantalum, zirconium and carbon contents in cobalt master heats by means of XRF technique Oznakowanie materiału % Ta % Zr % C G2 4,21 0,39 0,59 D3 3,56 0,35 0,56 W dalszej części badań oceniono wpływ grubości próbki (nagrzewania się) na wyniki uzyskiwane metodą GD OES. Porównanie wyników otrzymanych dla materiałów wsadowych oraz dla cienkich odlewów (o grubości poniżej 1 mm) zestawiono w tablicy 8. Wyniki pokazują, że w przypadku próbek, dla których odprowadzanie ciepła w trakcie analizy GD OES nie jest wystarczająco wydajne, należy liczyć się zarówno z zawyżaniem wyników analiz jak i wyraźnie gorszą precyzją oznaczeń. Pierwiastki obecne w badanych stopach w ilościach śladowych oznaczano za pomocą techniki GF AAS, charakteryzującej się wysoką czułością oznaczeń i precyzją. Pozwoliło to śledzić rozkład bizmutu, ołowiu, Tablica 8. Wyniki oznaczania składu chemicznego cienkich odlewów ze stopów In100 i odpowiadających im materiałów wytopowych (próbki grube) Table 8. Results of chemical analysis of thin castings made of In 100 alloy and corresponding master heats (thick samples) Odlewy Al Ti Cr Co Zr s40 cienka 5,39 4,59 8,22 13,39 0,034 s40 cienka 5,21 4,43 7,98 13,19 0,037 s40 cienka 5,02 4,28 7,63 12,84 0,029 Średnia 5,20 4,43 7,94 13,14 0,033 S d 0,19 0,16 0,30 0,28 0,0041 Wytopy Al Ti Cr Co Zr s40 gruba 5,55 4,69 8,71 13,43 0,030 s40 gruba 5,48 4,76 8,60 13,36 0,033 s40 gruba 5,49 4,62 8,41 13,39 0,032 s40 gruba 5,41 4,76 8,49 13,36 0,033 Średnia 5,46 4,71 8,50 13,37 0,033 S d 0,04 0,08 0,10 0,02 0,0002 selenu, telluru, talu, srebra i cyny w badanych materiałach. W tablicy 9 przedstawiono wyniki oznaczeń zawartości poszczególnych pierwiastków w materiale wytopowym Mar-M-509 i w wykonanych z niego od- Tablica 9. Wyniki oznaczania zawartości Bi, Pb, Se, Te, Tl, Ag i Sn metodą GF AAS w materiale wytopowym MAR M 509 (z jednej dostawy) i w odlewach Table 9. Results of chemical analysis of bismuth, lead selenium, tellurium, thallium, silver and tin contents in MAR M 509 mater heat (only one batch) and in castings Zawartość procentowa, (ppm) Pierwiastek materiał wytopowy odlewy G1 G9 G26 S1 G1 G9 G26 S1 Bi 0,03 0,02 0,02 0,24 0,14 0,23 0,24 0,12 Pb 0,05 <0,01 0,08 0,26 0,16 0,08 0,12 0,17 Se <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 Te 0,05 0,26 0,14 0,13 0,01 <0,1 0,05 <0,1 Tl 0,03 0,02 0,01 0,02 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 Ag 0,01 0,01 0,02 0,02 0,1 0,01 <0,01 0,1 Sn 0,1 0,1 0,2 0,3 0,1 0,1 0,3 0,2

6 270 Praca zbiorowa Prace IMŻ 1 (2010) lewach. Otrzymane wyniki pokazują, że zastosowana metodyka pozwala na oznaczanie wymienionych śladów z wystarczającą precyzją. Potwierdzają one także, że zawartości oznaczone w odlewach nie są wyższe niż w wyjściowych materiałach, spełniających wymagania norm materiałowych. 5. PODSUMOWANIE Przeprowadzone badania szeregu próbek wielofazowych stopów niklu i kobaltu wykazały, że zarówno metoda XRF jak i GD OES mogą być stosowane do analizy tych materiałów zarówno w zakresie rutynowej kontroli ich składu chemicznego jak i szczegółowych testów dotyczących segregacji poszczególnych pierwiastków w większych partiach materiału. Ze względu na specyfikę obu technik, ich wyniki uzupełniają się wzajemnie i umożliwiają uzyskanie pełnego obrazu badanych materiałów. Technika XRF charakteryzuje się na ogół lepszą precyzją pomiarów i większą dokładnością przy oznaczaniu wysokich zawartości składników. Natomiast technika GD OES jest mniej wrażliwa na efekty strukturalne, będąc jednocześnie bardziej wymagająca w zakresie kształtu próbki (przede wszystkim jej grubości). Serie pomiarów przeprowadzonych z wykorzystaniem analizatora azotu i tlenu pokazały, że badania te, oprócz określenia zawartości obydwu pierwiastków, umożliwiają szybkie stwierdzenie obecności wtrąceń niemetalicznych lub niewidocznych okiem nieuzbrojonym wad materiału. Zastosowanie techniki GF AAS potwierdziło jej przydatność w oznaczaniu zawartości pierwiastków śladowych, które ze względu na wymagania norm materiałowych muszą być analizowane na poziomie zawartości poniżej 1 ppm. Przeprowadzone kompleksowe badania szeregu próbek stopów nie wykazały, dla składników normatywnych za wyjątkiem tantalu i cyrkonu, istotnych różnic w porównaniu z atestami producentów. W przypadku tantalu zawartości oznaczone metodą XRF często wykraczały poza przewidziany normą zakres; spowodowane to było niejednorodną morfologią węglików tantalu, co potwierdziły badania mikroskopowe. Metoda GD OES, mniej czuła na wpływy struktury nie ujawniła tego zjawiska. Dla cyrkonu, badania mikrostruktury potwierdziły zubożenie w ten pierwiastek analizowanej technikami XRF i GD OES warstwy stopu. Porównanie wyników badań przeprowadzonych dla materiałów wytopowych i dla odpowiadających im odlewów wykazało, że nie obserwuje się bezpośredniego przenoszenia segregacji składu chemicznego uwidocznionego na materiale wytopowym na odlewy. Jednocześnie w odlewach pojawiają się nowe zjawiska, które najprawdopodobniej mają swoje źródło w samym procesie odlewania, a nie w wyjściowym materiale wytopowym. LITERATURA 1. Norma AMS 2269E, 1994 Granice analizy dla sprawdzeń chemicznych - nikiel, stopy niklowe i kobaltowe Recenzent: Prof. Pol. Śl. dr hab. inż. Andrzej Wyciślik