IL-24: Quantitative Gehaltsanalyse mittels Trägergas-Heissextraktion (TGHE)

Beispiel 1:
Um einen Chromstahl (440A) bezüglich der chemischen Zusammensetzung vollständig zu quantifizieren, reicht eine Röntgenfluoreszenzanalyse nicht aus, da einige Cr-Stähle sich nur durch den Kohlenstoffgehalt unterscheiden. Dieser ist für die Härtbarkeit eines Stahles das wichtigste Element und ausschlaggebend für die Werkstoffeigenschaften wie Verschleiss, Festigkeit und Materialhärte. 

Abbildung 1: TGHE-Analysator (LECO CS 230) für die Kohlenstoff- und Schwefelanalyse.

Abbildung 2: TGHE-Analysator (Bruker G8 Galileo) für die O, N, H und Ar-Analyse. Kleines Bild: glühender Graphittiegel bei ca. 2000 °C.

Die Metallprobe wird induktiv auf ca. 2300 °C geheizt. Der Kohlenstoffgehalt kann dann basierend auf einer empirischen Kalibration über das Flächenintegral des Kohlenstoffpeaks berechnet werden.

Abbildung 3: Wasserstoffpeak einer Titanprobe bei der TGHE-Analyse.

Beispiel 2:
Titan und seine Legierungen weisen bei Raumtemperatur eine sehr geringe Löslichkeit für Wasserstoff auf. Bereits kleine Gehalte von >100 µg/g Wasserstoff in elementarer Form oder als Hydridausscheidung, verringern auf den für die Verformung wichtigen Gleit- und Zwillingsebenen das Formänderungsvermögen wesentlich (Versprödung). Spezifische Normen für Titanlegierungen schreiben vor, dass bei Halbzeugen nach einer Wärmebehandlung, respektive Schmiedeprozessen zwingend eine Wasserstoffanalyse (Bild oben) durchzuführen ist.

Geräte:

•    LECO CS 230
•    Bruker G8 Galileo & MS ESD 100

Analysemöglichkeiten:

• Quantitative Analyse der Elemente C, S, O, N und H in metallischen und nichtmetallischen Materialien nach ASTM E1019, E1409, E1447, E1941, E2575, ISO 14284
• Quantitative Analyse von Ar in pulvermetallurgischen, heissisostatisch gepressten (HIP) Metallen
  Messbereiche:
  C:    4 µg/g bis 3.5 %
  S:    4 µg/g bis 0.4 %
  O:    0.5 µg/g bis 0.5 %
  N:    0.5 µg/g bis 0.5 %
  H:    0.5 bis 1000 µg/g 
  Ar:    10 ng/g bis 1000 µg/g
• Nachweisgrenzen:
  C, S: 1 µg/g 
  O, N, H: 0.05 µg/g
  Ar: 2 ng/g