CSTM-變形高溫合金渦輪盤鍛件 全截面化學(xué)成分測(cè)定 原位統(tǒng)計(jì)分布分析方法

ICS19.100J04團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CSTMLX990000720-2021變形高溫合金渦輪盤鍛件全截面化學(xué)成分測(cè)定金屬原位統(tǒng)計(jì)分布分析法TurbinediskforgingofwroughtsuperalloyDeterminationofchemicalcompositionoftotalcrosssectionandoriginalpositionstatisticdistributionanalysis（征求意見(jiàn)稿）201X-XX-XX發(fā)布201X-XX-XX實(shí)施發(fā)布中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布T/CSTMXXXXX—2019T/CSTMXXXXX—201XI前??言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2020給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)綜合領(lǐng)域委員會(huì)FC98提出。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)綜合領(lǐng)域委員會(huì)FC98歸口。本標(biāo)準(zhǔn)為第一次發(fā)布。專利情況申明1、大尺度樣品全域成分全自動(dòng)掃查定位和定量分析系統(tǒng)發(fā)明專利ZL201910330690.X 鋼研納克2、大尺度金屬構(gòu)件偏析度分析儀及分析方法 發(fā)明專利 201911374898.8 鋼研納克3、一種超大尺寸管棒狀金屬材料全域成分分析裝置及方法 發(fā)明專利202011059568.2鋼研納克4、大尺寸不規(guī)則樣品表面掃描區(qū)域識(shí)別及掃描路徑確定方法發(fā)明專利202011180218.1鋼研納克變形高溫合金渦輪盤鍛件全截面化學(xué)成分測(cè)定金屬原位統(tǒng)計(jì)分布分析法警告：使用本標(biāo)準(zhǔn)的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本標(biāo)準(zhǔn)并未指出所有可能的安全問(wèn)題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國(guó)家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用金屬原位統(tǒng)計(jì)分布分析法測(cè)定變形高溫合金渦輪盤鍛件及坯的成分分布。本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)定表面長(zhǎng)為50mm～1000mm，寬為50mm～500mm的長(zhǎng)方形或正方形區(qū)域，高度為50mm～300mm的長(zhǎng)方形鋼鐵樣品；也適用于直徑小于700mm的圓形或圓環(huán)形鋼鐵樣品，厚度為50mm～300mm。一般分析面積最大不超過(guò)5x105mm2，分析長(zhǎng)度最大不超過(guò)1000mm。以GH4169鎳基高溫合金鑄坯為例可能的各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定范圍見(jiàn)表1。表1測(cè)定元素測(cè)定范圍，％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）碳C0.012~0.036硅Si0~0.35錳Mn0~0.35磷P0.007~0.015鉻Cr17~19鐵Fe16~19鉬Mo2.8~3.15釩V0~100鈦Ti0.75~1.15鈮Nb5.2~5.55鋁Al0.35~0.65鈷Co0~12規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T21834中低合金鋼多元素成分分布的測(cè)定金屬原位統(tǒng)計(jì)分布分析方法GB/T24213金屬原位統(tǒng)計(jì)分布分析方法通則3術(shù)語(yǔ)3.14原理采用的超大尺寸材料原位分析系統(tǒng)，集金屬構(gòu)件自動(dòng)加工、精準(zhǔn)掃描定位、光譜分析于一體，全自動(dòng)分析與表征材料中偏析、夾雜、疏松等信息；可分析矩形、圓形、米字形、異形等各種金屬構(gòu)件。將金屬構(gòu)件放在超大尺寸金屬原位分析系統(tǒng)樣品臺(tái)上，用臺(tái)鉗或其他方式固定。經(jīng)數(shù)控加工中心自動(dòng)銑削，成為表面粗糙度不大于Ra3.2um的紋路清晰平面。金屬構(gòu)件試樣經(jīng)表面加工后，作為單火花放電的一個(gè)工作電極，其對(duì)電極鎢電極作為單火花放電原子發(fā)射光譜儀的一部分安裝于系統(tǒng)W軸上，光譜儀采用光電倍增管PMT或其他光電轉(zhuǎn)換器件接收光電流，光學(xué)系統(tǒng)為羅蘭園結(jié)構(gòu)。光譜儀激發(fā)臺(tái)倒置于金屬構(gòu)件樣品之上。按照程序設(shè)計(jì)的掃描路徑，精密移動(dòng)樣品同時(shí)光譜儀進(jìn)行連續(xù)單火花激發(fā)。對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的樣品實(shí)施連續(xù)的火花激發(fā)放電；將所激發(fā)的火花光譜色散成特定波長(zhǎng)的線狀光譜；高速、實(shí)時(shí)記錄單次火花放電的位置和光譜信號(hào)，將單次火花信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，輸入信號(hào)存儲(chǔ)器；對(duì)選用的參比線和分析線的發(fā)射譜線強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，用計(jì)算機(jī)對(duì)上述單次火花放電的線狀光譜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分布分析。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品制作的校準(zhǔn)曲線，求出分析樣品測(cè)量區(qū)域內(nèi)各測(cè)量元素的化學(xué)成分分布。經(jīng)過(guò)含量統(tǒng)計(jì)分布分析，得到用于評(píng)價(jià)各元素含量分布和偏析的各種指標(biāo)，如不同區(qū)域內(nèi)的含量平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差、特定位置含量、最大偏析度、統(tǒng)計(jì)偏析度、統(tǒng)計(jì)符合度、含量95%置信區(qū)間、含量一維分布圖、含量二維等高圖、含量三維視圖、含量頻度分布圖、夾雜物頻數(shù)分布圖等。4超大尺寸金屬材料原位分析系統(tǒng) 超大尺寸金屬原位分析系統(tǒng)主要由以下單元組成：4．1激發(fā)光源激發(fā)光源提供能量可控并能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)進(jìn)行單次放電。全固態(tài)數(shù)字火花光源，可連續(xù)激發(fā)時(shí)間15h，高能預(yù)火花放電技術(shù)，充電電容3μF。光源激發(fā)頻率10~1000Hz軟件連續(xù)可調(diào)，光源能量軟件連續(xù)可調(diào)，電容充電電壓180~380V。4．2連續(xù)激發(fā)臺(tái)倒置式火花激發(fā)臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)超大樣品表面激發(fā)掃描。共軸自旋氣路火花臺(tái)，有效降低氬氣消耗。工作時(shí)該裝置使用高純氬氣（純度大于99.995%）氣氛保護(hù)。4．3對(duì)電極采用90°頂角純鎢電極，直徑為6mm。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)分析樣品數(shù)量的具體情況確定更換對(duì)電極的時(shí)間。具備電極自動(dòng)清理裝置，根據(jù)掃描時(shí)間設(shè)定清理電極時(shí)間間隔。4．4光學(xué)系統(tǒng)帕邢-龍格結(jié)構(gòu)羅蘭光學(xué)系統(tǒng)，光柵焦距500mm，一級(jí)光譜色散的倒數(shù)小于0.74nm/mm，；二級(jí)色散率小于0.37nm/mm。波長(zhǎng)范圍為160nm～650.0nm。光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)充高純氬氣。小尺寸高靈敏度PMT檢測(cè)器，高發(fā)光全息光柵2700條/mm，分辨率優(yōu)于0.01nm。整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)處于恒溫下，溫度32±0.1°C。4．5分光單元由準(zhǔn)直透鏡、入射狹縫、凹面光柵以及出射狹縫組成，光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡進(jìn)入入射狹縫﹑凹面光柵分光，由出射狹縫系統(tǒng)選擇各元素的特征譜線，整套光路系統(tǒng)均在真空系統(tǒng)下運(yùn)行。4．6信號(hào)高速采集系統(tǒng)信號(hào)高速采集系統(tǒng)由光電倍增管、高壓板、放大板和高速采集板（A/D板）組成，此系統(tǒng)可以高速采集放電區(qū)域內(nèi)的所有單次火花的激發(fā)信號(hào)。該系統(tǒng)高速連續(xù)采集由連續(xù)激發(fā)光源對(duì)待測(cè)樣品放電所產(chǎn)生的大量單次火花信號(hào)強(qiáng)度，并加以存儲(chǔ)。4．7精密掃描移動(dòng)系統(tǒng)超大試樣掃描方式通常為線性面掃描，沿X軸方向連續(xù)掃描，掃描速度為1mm/s；Y軸方向?yàn)槠揭品绞剑g隔為3mm-4mm。也可以設(shè)定其他掃描方式。X軸行程1200mm，Y軸行程510mm，Z軸行程560mm。工作臺(tái)尺寸610×1500mm，最大均布承載能力900kg，雙向定位精度(mm)X:0.016/0.010Y/Z:0.012/0.010，雙向重復(fù)位精度(mm)X:0.008/0.006Y/Z:0.008/0.006。4．8數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由于一個(gè)火花脈沖中包含多個(gè)單次放電，每個(gè)單次放電信號(hào)與放電位置的狀態(tài)相關(guān)，將高速采集系統(tǒng)所采集的大量單次火花信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，即可得到與原始位置相對(duì)應(yīng)的元素成分位置含量分布及相關(guān)缺陷狀態(tài)分布的信息。該統(tǒng)計(jì)分析方法處理系統(tǒng)以含量二維等高圖、含量三維視圖、含量線分布圖、含量-頻度統(tǒng)計(jì)分布圖、致密度分布圖以及夾雜物分布圖來(lái)直觀表征待測(cè)元素在樣品中的分布規(guī)律，并以平均含量、最大偏析度、統(tǒng)計(jì)偏析度、統(tǒng)計(jì)符合度、平均表觀致密度以及夾雜物含量來(lái)表征元素的分布規(guī)律。4.9樣品表面加工系統(tǒng)CNC數(shù)控系統(tǒng)；主軸端面至工作臺(tái)面距離（mm）152-712快速移動(dòng)速度（mm/min） 24000切削進(jìn)給速度（mm/min） 3-15000主軸 轉(zhuǎn)速范圍（rpm） 60-7000或60-8000或60-10000 主軸錐孔 7:24No.40 主軸軸徑（mm） Φ70 主軸最大扭矩Nm 70（FANUC）或114.6（SIEMENS）或105（GSK）加工面積（mm×mm） 1200×510平面度(mm) 0.04/1000樣件加工粗糙度 Ra3.2電源要求 380（1±10%）VAC，50Hz壓縮空氣工作壓力（MPa） 0.64.10大尺寸試樣掃描路徑測(cè)量裝置在大尺寸金屬原位分析系統(tǒng)Z軸上固定一個(gè)照相裝置，對(duì)樣品制備前對(duì)全尺寸樣品照相，并對(duì)樣品掃描分析路徑進(jìn)行自動(dòng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，經(jīng)操作人員確認(rèn)后，掃描分析路徑代碼傳輸至控制系統(tǒng)，系統(tǒng)按照規(guī)劃的掃描路徑進(jìn)行分析。大尺寸樣品分析完成后也進(jìn)行拍照存檔。5標(biāo)準(zhǔn)樣品和標(biāo)準(zhǔn)化樣品5.1標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)樣品用于原位統(tǒng)計(jì)分布分析中繪制校準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)樣品的掃描面積一般大于20mm×20mm。5.2標(biāo)準(zhǔn)化樣品標(biāo)準(zhǔn)化樣品應(yīng)非常均勻，并要有適當(dāng)?shù)暮浚糜谛Ｕ齼x器的漂移。5.3類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品（控制樣品）類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品（控制樣品）是與待測(cè)樣品成分、冶煉工藝類似且成分分布均勻的樣品，為原位分布分析專用控制樣品，可用來(lái)對(duì)校準(zhǔn)曲線進(jìn)行監(jiān)控。5.4自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化或類型標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)在系統(tǒng)工作前，用選擇好的數(shù)塊標(biāo)準(zhǔn)化樣品對(duì)使用的分析程序進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。需要時(shí)，可用一塊或數(shù)塊類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行類型標(biāo)準(zhǔn)化。必要時(shí)，可以在分析大尺寸樣品之前，將試樣表面干銑至平面，采用單點(diǎn)火花光譜分析方法，在樣品表面每行每列按照固定間隔，每一個(gè)位置進(jìn)行一次經(jīng)典光譜分析獲得一個(gè)含量數(shù)據(jù)。用所有單點(diǎn)激發(fā)獲得的含量數(shù)據(jù)的平均值，校正大面積單火花掃描分析后的總體平均值。6儀器準(zhǔn)備放置超大尺寸金屬原位分析系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)防震、潔凈，一般室內(nèi)溫度應(yīng)保持在25℃左右，在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化周期內(nèi)室內(nèi)溫度變化不超過(guò)6.1儀器的穩(wěn)定為使儀器工作穩(wěn)定，開始工作前應(yīng)使激發(fā)光源有適當(dāng)?shù)耐姇r(shí)間，使光譜儀光室和激發(fā)平臺(tái)加熱至恒溫。長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后重新開機(jī)，一般應(yīng)保證通電時(shí)間不少于8h。6.2電極的更換和調(diào)整電極應(yīng)根據(jù)使用頻率及磨損程度定期更換，并用定距規(guī)調(diào)整其間隙的距離，使其保持正常工作狀態(tài)。6.3光學(xué)系統(tǒng)的檢查聚光鏡應(yīng)定期清理，光路應(yīng)定期校準(zhǔn)。7分析樣品7.1取樣本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)定樣品表面長(zhǎng)x寬不大于1000mmx500mm的區(qū)域，高度為50mm～300mm的鋼鐵樣品?；蛑睆叫∮?00mm的圓形鋼鐵樣品，厚度為50mm～300mm。一般分析面積最大不超過(guò)5x105mm2。如果金屬構(gòu)件樣品長(zhǎng)度超過(guò)1米，待分析面應(yīng)包含某些特征區(qū)域，如板坯的中心等。7.2樣品的制備標(biāo)準(zhǔn)樣品、標(biāo)準(zhǔn)化樣品以及大尺寸分析樣品應(yīng)在同一條件下制備，并保證樣品表面平整，無(wú)沾污。7.3掃描路徑的智能設(shè)定對(duì)于大尺寸金屬構(gòu)件樣品，由于有些構(gòu)件中心缺陷或外形不規(guī)則。用智能樣品掃描路徑規(guī)劃系統(tǒng)對(duì)試樣表面拍照識(shí)別，選定掃描分析起點(diǎn)后，自動(dòng)規(guī)劃掃描分析路徑，掃描行距4mm。計(jì)算出每掃一行的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)以及掃描的總行數(shù)。坐標(biāo)自動(dòng)輸入到移動(dòng)系統(tǒng)中。9分析步驟8.1根據(jù)樣品的種類、化學(xué)成分選擇標(biāo)準(zhǔn)樣品、標(biāo)準(zhǔn)化樣品。8.2根據(jù)樣品的種類、化學(xué)成分選8擇參比線（中低合金鋼一般采用Fe譜線）、分析線、激發(fā)參數(shù)等工作條件。8.3對(duì)儀器準(zhǔn)備工作的要求，設(shè)定和校準(zhǔn)儀器。8.4分析工作前先激發(fā)一塊樣品，確保儀器穩(wěn)定后開始分析。8.5校準(zhǔn)曲線的繪制在所選定的工作條件下，掃描激發(fā)一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品。以每個(gè)待測(cè)元素的絕對(duì)強(qiáng)度或相對(duì)強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)樣品中該元素的含量繪制校準(zhǔn)曲線。8.6校準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)定期采用標(biāo)準(zhǔn)化樣品對(duì)校準(zhǔn)曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化的間隔時(shí)間取決于儀器的穩(wěn)定性。必要時(shí)，可進(jìn)一步采用與待測(cè)樣品成分、冶煉工藝類似的控制樣品對(duì)校準(zhǔn)曲線進(jìn)行監(jiān)控。8.7測(cè)定結(jié)果的控制對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行掃描測(cè)定，確定分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。8.8樣品分析根據(jù)需要確定分析樣品的取樣區(qū)和掃描區(qū)。采用與繪制校準(zhǔn)曲線相同的工作條件對(duì)樣品進(jìn)行激發(fā)并保存數(shù)據(jù)。（見(jiàn)附錄B.2）9結(jié)果的表述根據(jù)各元素的絕對(duì)強(qiáng)度或相對(duì)強(qiáng)度，從校準(zhǔn)曲線上計(jì)算出掃描區(qū)域的含量。通過(guò)成分統(tǒng)計(jì)分布分析，得到掃描分析范圍內(nèi)用于評(píng)價(jià)各元素分布的各種指標(biāo)：特定位置含量、最大偏析度、含量二維等高圖、含量三維視圖、含量頻度分布圖、含量線分布圖、統(tǒng)計(jì)符合度及統(tǒng)計(jì)偏析度等。10測(cè)量結(jié)果精密度GH4169鎳基高溫合金鑄坯截面原位分析，從表面制樣到一次分析結(jié)束需要約1.5～5小時(shí)，如果進(jìn)行兩次平行分析則需要一天時(shí)間。由于時(shí)間較長(zhǎng)，已經(jīng)超出一般成分分析的重復(fù)性條件，相當(dāng)于時(shí)間變化的中間精密度（或室內(nèi)再現(xiàn)性）條件。因此以中間精密度臨界差Rw作為判斷重復(fù)分析的精密度臨界值。在5天內(nèi)，對(duì)GH4169鎳基高溫合金鑄坯分析10次，統(tǒng)計(jì)各個(gè)參數(shù)，用格拉布斯95%置信度檢驗(yàn)并剔除異常值。表2中給出了直徑約380mm鋼管橫截面兩次測(cè)量的各類參數(shù)的中間精密度臨界差Rw。C2.5是95%置信區(qū)間下限；C97.5是95%置信區(qū)間上限；-Ds是負(fù)偏析度；+Ds是正偏析度；Dc是統(tǒng)計(jì)符合度。Rw(C2.5）)、Rw(C97.5)、Rw(-Ds)、Rw(+Ds)、Rw(Dc)分別是以上參數(shù)在中間精密度條件下的臨界差。對(duì)鋼管或管坯橫截面兩次平行分析時(shí)，各指標(biāo)兩次分析差值應(yīng)小于表中Rw值，超過(guò)Rw值的概率不超過(guò)5%。表2元素元素含量（%）C2.5（%）Rw(C2.5)(-Ds)Rw(-Ds）C97.5（%）Rw(C97.5）(+Ds)Rw（+Ds）統(tǒng)計(jì)符合度（Dc）（%）Rw(Dc)C0.0220.0130.015-0.4010.690.0350.0140.5850.62292.81926.199Si0.09750.0860.018-0.1210.180.1110.0130.1340.1381000Mn0.10.0710.079-0.2920.7940.1340.0720.3440.7191000Fe17.86517.4251.217-0.0250.06818.2771.1660.0230.06599.0996.268Mo2.9642.7580.358-0.070.1213.1970.2540.0790.08691.40822.415V0.03250.0240.025-0.2760.7750.0440.0210.3650.6511000Al0.4590.4310.069-0.0610.150.4940.080.0760.17499.8350.88Co0.02670.0230.005-0.1380.1710.0310.0050.1460.21000Nb5.39155.1210.514-0.050.0955.6160.1950.0420.03689.85319.862Cr18.66218.2390.746-0.0220.03919.0150.4740.0190.02696.7559.172Ti0.85550.810.091-0.0530.1070.9040.0740.0570.08697.26818.99911試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：分析的構(gòu)件樣品、實(shí)驗(yàn)室和分析日期等資料；遵守本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的程度；分析結(jié)果及其表示；測(cè)定中觀察到的異?，F(xiàn)象；對(duì)分析結(jié)果可能有影響而本標(biāo)準(zhǔn)未包括的操作或者任選的操作。

附錄A（規(guī)范性附錄）高溫合金渦輪盤鍛件取樣方法A.1取樣方法渦輪盤坯鍛件（圖1）從中心到外延取橫截面（圖2）作為分析面。圖1渦輪盤坯鍛件示意圖圖2渦輪盤坯鍛件橫截面示意圖A.2掃描方法根據(jù)渦輪盤坯鍛件橫截面樣品的面積和形狀，設(shè)置樣品的原點(diǎn)、X值、Y值等掃描參數(shù)確定樣品的掃描范圍。一般采用行掃描方式，由于樣品不規(guī)則，設(shè)定每一行從左到右的掃描起點(diǎn)和終點(diǎn)。掃描從最上一行開始，從左到右掃描，第一行掃描結(jié)束后，移動(dòng)到第二行，仍然從左到右掃描，直至最后一行掃描結(jié)束。附錄B（規(guī)范性附錄）高溫合金GH4169-DB3渦輪盤鍛件原位分析范例1概述全自動(dòng)超大尺寸金屬構(gòu)件原位分析系統(tǒng)，可分析構(gòu)件尺寸長(zhǎng)×寬為1000mm×500mm構(gòu)件平面表面全覆蓋表征。2實(shí)驗(yàn)儀器和方法2.1實(shí)驗(yàn)儀器全自動(dòng)超大尺寸金屬構(gòu)件原位分析系統(tǒng)OPA-1000；2.2環(huán)境條件溫度：25℃，相對(duì)濕度：41.5%，氬氣純度：99.999%。2.3儀器參數(shù)表1分析系統(tǒng)參數(shù)分析系統(tǒng)加工系統(tǒng)火花激發(fā)頻率（Hz）500行程X軸（mm）1200激發(fā)電容（μF）7.0Y軸（mm）510預(yù)燃電壓（V）360Z軸（mm）560積分電壓（V）190工作臺(tái)尺寸（mm）610×1500氬氣流量(L/min)8最大承載能力（均布）（kg）900電極材料90度頂角鎢電極，直徑6mm波長(zhǎng)范圍（nm）160-650主軸端面至工作臺(tái)面距離（mm）152-712PMT直徑（mm）13快速移動(dòng)速度（mm/min）24000靈敏度（μA/lm）40切削進(jìn)給速度（mm/min）3-15000位置精度雙向定位精度(mm)X:0.016/0.010Y/Z:0.012/0.010采集系統(tǒng)傳輸方式Ethernet雙向重復(fù)定位精度(mm)X:0.008/0.006Y/Z:0.008/0.006控制方式COM壓縮空氣工作壓力（MPa）0.6頻率(kHz)100可加工面積（mm×mm）1200×510通道數(shù)量最大64平面度(mm)0.04/1000偏析通道最大20個(gè)樣件加工粗糙度Ra3.2表2掃描參數(shù)掃描面積掃描速度掃描方式掃描方向掃描模式274*64mm21mm/s異形帶預(yù)燃X向加工掃描全自動(dòng)3樣品預(yù)處理試樣采用系統(tǒng)內(nèi)的CNC自動(dòng)銑削功能，對(duì)樣品上、下底面進(jìn)行銑削加工。銑削過(guò)程不能用水冷卻，采用經(jīng)過(guò)濾水分及油的壓縮空氣冷卻。保證樣品上、下底面平行度小于0.015mm。選擇樣品上、下面的一個(gè)平面進(jìn)行CNC自動(dòng)銑削加工，轉(zhuǎn)速800。銑削出具清晰紋路的平整平面。4測(cè)試過(guò)程加工后的試樣底部的工作臺(tái)，同時(shí)也作為全自動(dòng)超大尺寸金屬構(gòu)件原位分析系統(tǒng)工作臺(tái)。設(shè)置掃描區(qū)域、固定光譜儀的W軸高度。上位機(jī)軟件自動(dòng)編輯運(yùn)動(dòng)測(cè)試G代碼并發(fā)送測(cè)試指令，采集系統(tǒng)開始采集PMT的光譜強(qiáng)度信號(hào)，強(qiáng)度信號(hào)通過(guò)采集系統(tǒng)返回到上位機(jī)軟件，軟件解析強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闈舛刃盘?hào)，所得到的測(cè)定結(jié)果以二維圖、三維圖和統(tǒng)計(jì)圖的形式將樣品表面的偏析、夾雜的信息展現(xiàn)出來(lái)。5測(cè)試結(jié)果5.1實(shí)驗(yàn)對(duì)比圖樣品掃描后的實(shí)物圖如圖1所示，掃描方向沿圖中X方向。Y方向Y方向X方向圖SEQ圖\*ARABIC1 掃描完成后樣品實(shí)物圖5.2成分偏析分析圖2~38是C、Si、Mn、P、Cr、Fe、Mo、V、Ti、Nb、Al、Co元素的含量分布圖。包括元素含量二維、三維分布圖及含量統(tǒng)計(jì)分布圖。其中二維分布圖X、Y軸均表示位置坐標(biāo)，以“色標(biāo)”的方式表示含量高低，色標(biāo)從下到上所代表的顏色表示含量依次增加。含量統(tǒng)計(jì)分布圖中X軸表示元素含量大小，Y軸表示元素在相應(yīng)含量下的統(tǒng)計(jì)頻度。5.2.1C元素偏析圖2 C元素含量二維分布圖 圖3 C元素含量三維分布圖 圖4 C元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.2Si元素偏析圖5 Si元素含量二維分布圖圖6 Si元素含量三維分布圖圖7 Si元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.3Mn元素偏析圖8 Mn元素含量二維分布圖圖9 Mn元素含量三維分布圖圖10 Mn元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.4P元素偏析圖11 P元素含量二維分布圖 圖12 P元素含量三維分布圖 圖13 P元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.5Cr元素偏析圖14 Cr元素含量二維分布圖圖15 Cr元素含量三維分布圖圖16 Cr元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.6Fe元素偏析圖17 Fe元素含量二維分布圖圖18 Fe元素含量三維分布圖圖19 Fe元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.7Mo元素偏析圖20 Mo元素含量二維分布圖圖21 Mo元素含量三維分布圖圖22 Mo元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.8V元素偏析圖23 V元素含量二維分布圖 圖24 V元素含量三維分布圖 圖25 V元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.9Ti元素偏析圖26 Ti元素含量二維分布圖 圖27 Ti元素含量三維分布圖 圖28 Ti元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.10Nb元素偏析圖30 Nb元素含量二維分布圖 圖31 Nb元素含量三維分布圖 圖32 Nb元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.11Al元素偏析圖33 Al元素含量二維分布圖圖34 Al元素含量三維分布圖圖35 Al元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.2.12Co元素偏析圖36 Co元素含量二維分布圖圖37 Co元素含量三維分布圖圖38 Co元素含量統(tǒng)計(jì)圖5.3夾雜物分析圖41~58為C、Si、Mn、S、Al、S+Mn、C+Nb、C+V、S+Mn+Al元素夾雜分布圖。包括異?；鸹ǘS分布圖、三維和統(tǒng)計(jì)分布圖。其中二維分布圖X、Y軸表示位置坐標(biāo)，以“色標(biāo)”的方式表示火花強(qiáng)度，色標(biāo)從下到上所代表的顏色表示火花強(qiáng)度依次增加。三維分布圖X、Y軸均表示位置坐標(biāo)，Z軸表示元素火花強(qiáng)度數(shù)值，同時(shí)也以“色標(biāo)”的方式表示火花強(qiáng)度。5.3.1碳化物圖41 碳化物二維分布圖圖42 碳化物三維分布圖圖43 碳化物統(tǒng)計(jì)分布圖5.3.2Si元素夾雜圖44 Si元素夾雜二維分布圖圖45 Si元素夾雜三維分布圖圖46 Si元素夾雜統(tǒng)計(jì)分布圖5.3.3Mn元素夾雜圖47 Mn元素夾雜二維分布圖圖48 Mn元素夾雜三維分布圖圖49 Mn元素夾雜統(tǒng)計(jì)分布圖5.3.4Al元素夾雜圖50 Al元素夾雜二維分布圖圖51 Al元素夾雜三維分布圖圖52 Al元素夾雜統(tǒng)計(jì)分布圖5.3.5C+Nb元素夾雜圖53 C+