Cara Mengidentifikasi Logam Tak Dikenal
Mulailah dengan penandaan dan riwayat bagian, kemudian gabungkan respons magnetik, densitas terukur, dan tampilan permukaan untuk mempersempit kandidat. Pemeriksaan ini dapat menunjukkan famili logam, tetapi tidak dapat secara andal menetapkan paduan atau kondisi perlakuan panas yang tepat. Ketika keputusan bergantung pada tingkatan, gunakan identifikasi material positif (PMI) yang sesuai atau pengujian laboratorium yang mengukur elemen dan sifat yang menentukan.
Tentukan apa yang perlu Anda identifikasi.
Memisahkan skrap mirip aluminium dari skrap mirip baja adalah tugas yang berbeda dari memastikan pelat 6061-T6 atau baja tahan karat karbon rendah. Sebelum pengujian, catat keputusannya: penyortiran awal, pemesinan, pengelasan, penerimaan pemasok, atau pengembalian ke layanan. Semakin keputusan bergantung pada komposisi atau kondisi tertentu, semakin kurang berguna perkiraan visual.
Sisihkan bagian produksi yang belum terverifikasi, beri ID, dan foto tanda-tandanya. Periksa gambar, catatan pembelian, nomor batch, dan laporan material untuk menemukan hubungan yang dapat diandalkan dengan bagian atau lot tersebut. Periksa juga konstruksinya: lapisan, sisipan baja, bagian berongga, atau pelapis dapat membuat bagian luar berperilaku berbeda dari material utama.
Ruang lingkup dan panduan yang diterbitkan dalam ASTM E1476 membedakan metode yang mengukur komposisi dari metode yang secara tidak langsung merespons sifat material. Pilih metode yang tepat untuk menyelesaikan masalah identifikasi yang sebenarnya.
Periksa sebelum menimbulkan debu atau percikan api. Jangan menggerinda, mengebor, memanaskan, atau menguji secara kimiawi lapisan yang tidak teridentifikasi, barang yang disegel, atau kemungkinan logam reaktif tanpa penilaian dan prosedur yang tepat. Jaga agar bagian-bagian penting atau berharga tetap aman sampai metode pengambilan sampel yang diizinkan disepakati. Bubuk logam dapat berperilaku sangat berbeda dari bagian padat; investigasi bubuk titanium CSB mendokumentasikan pentingnya perbedaan tersebut secara praktis.
Jika suatu barang memiliki peringatan radiasi atau menimbulkan kecurigaan adanya sumber radioaktif, hentikan penanganannya dan hubungi penanggung jawab keselamatan lokasi serta otoritas radiasi terkait. Panduan EPA untuk limbah yang diduga radioaktif menjelaskan respons yang harus dilakukan.
Bacalah respons magnetik dan warna sebagai petunjuk.
Gunakan magnet yang sama dan bandingkan beberapa lokasi: area datar, lekukan, tepi, dan sisipan apa pun. Catat di mana gaya tarik berubah. Kemudian periksa apakah warna yang terlihat berasal dari logam murni, lapisan, atau korosi.
Magnet tidak dapat mengidentifikasi “baja lunak”.
Daya tarik yang kuat umum terjadi pada baja karbon, besi cor, dan baja tahan karat feritik, martensitik, atau dupleks. Nikel dan kobalt juga dapat menarik magnet. Oleh karena itu, hasil magnetik mengidentifikasi konstituen magnetik, bukan satu jenis komersial. Lihat pembahasan BSSA tentang pemilahan magnetik.
Tidak adanya daya tarik yang jelas bukan berarti baja tidak bisa digunakan. Baja tahan karat austenitik yang dianil dapat menunjukkan sedikit daya tarik; pengerjaan dingin dapat membentuk martensit magnetik, menciptakan daya tarik di sekitar lekukan atau area yang dikerjakan dengan mesin. BSSA menjelaskan perubahan respons magnetik ini . Lapisan, ketebalan bagian, dan sisipan tersembunyi juga dapat memengaruhi pengamatan.
Pisahkan warna permukaan dari warna substrat.
Logam polos berwarna merah-oranye menunjukkan kandidat yang kaya tembaga; warna kuning mungkin menunjukkan kuningan atau paduan tembaga lainnya. Kedua warna tersebut tidak menentukan tingkatan mutu. Warna abu-abu perak menyisakan banyak kemungkinan kandidat, sementara cat, pelapisan, dan oksida dapat menyembunyikan substrat sepenuhnya.
Untuk pengikat berwarna kuning dengan daya tarik magnet yang kuat, selidiki inti magnet berlapis atau sisipan sebelum menyebutnya kuningan padat. Gunakan fitur yang sudah ada terlebih dahulu; buat area uji baru hanya jika perubahan permukaan diizinkan dan bahayanya dipahami.
Ukur kepadatan dengan volume yang dapat Anda percayai.
Massa jenis adalah massa dibagi volume material: ρ = m / V. Timbangan memberikan massa; dimensi yang sesuai atau perpindahan memberikan volume. Dengan gram dan sentimeter kubik, hasilnya adalah g/cm³. Satu mililiter sama dengan satu sentimeter kubik.
Untuk balok padat sederhana, gunakan panjang × lebar × ketebalan yang telah diukur. Jangan perlakukan bagian luar tabung sebagai silinder padat. Bagian berongga, pori-pori, perangkat keras yang terpasang, dan berbagai material dapat mengubah hasilnya menjadi nilai rata-rata yang tampak, bukan kepadatan satu logam.
Kesalahan pembacaan kecil dapat mengubah perbandingan.
Misalkan sampel 54 g menaikkan volume dari 40 menjadi 60 mL. Hasil nominalnya adalah 2.70 g/cm³. Jika setiap pembacaan air bisa salah hingga 1 mL, volume yang dipindahkan bisa mencapai 18–22 cm³. Dengan mengabaikan kesalahan massa untuk ilustrasi ini, densitasnya kemudian bisa sekitar 2.45–3.00 g/cm³ . Penambahan angka desimal pada kalkulator tidak dapat mengembalikan presisi pengukuran yang hilang.
Ulangi pembacaan dan periksa apakah ketidakpastiannya cukup kecil untuk memisahkan kandidat Anda. Kepadatan yang mendekati referensi aluminium dapat mendukung penyaringan tingkat keluarga; hal itu tidak dapat membuktikan 5052 versus 6061, tingkat pengecoran, atau perlakuan panas.
| Elemen | Kepadatan referensi, g/cm³ |
|---|---|
| Magnesium | 1.74 |
| Aluminium | 2.70 |
| titanium | 4.54 |
| seng | 7.13 |
| Besi | 7.87 |
| Nikel | 8.90 |
| Tembaga | 8.96 |
| Memimpin | 11.35 |
Dibulatkan dari konstanta media unsur NIST . Ini adalah nilai referensi untuk unsur-unsur, bukan rentang yang diizinkan untuk keluarga paduan atau daftar lengkap kandidat. Komposisi, suhu, dan konstruksi sampel memengaruhi perbandingan. Secara khusus, entri besi bukanlah spesifikasi untuk setiap baja.
Gunakan pengujian visual spark hanya sebagai perbandingan terkontrol.
Operator terlatih dapat membandingkan aliran percikan api dari sampel besi yang sesuai dengan referensi yang diketahui untuk membantu mengelompokkan secara luas. Roda gerinda, kondisi kontak, dan permukaan memengaruhi apa yang muncul. Panjang percikan api, warna, dan percabangan bukanlah indikator langsung persentase karbon atau bukti penamaan baja.
Studi klasik Biro Standar tahun 1933 oleh RW Buzzard menemukan manfaat dalam mengelompokkan baja dengan komposisi serupa, sambil secara eksplisit membatasi identifikasi baja yang tidak dikenal. Pengamatan pemilahan tersebut terkait dengan pengaturan penggilingan yang digunakan. Ini adalah bukti tentang keterbatasan metode tersebut, bukan prosedur keselamatan penggilingan modern.
Perbandingan percikan api hanya dipertimbangkan setelah sampel dan lapisan dinilai sesuai, kerusakan permukaan diperbolehkan, dan personel terlatih memiliki prosedur yang disetujui dengan mesin, paparan, dan kontrol api yang diperlukan. Jangan menggunakan penggerindaan untuk mengetahui apakah logam ringan yang tidak dikenal aman untuk digerinda. Jika hasilnya tidak sesuai harapan, hentikan dan pilih metode verifikasi yang lebih sesuai.
Pengamatan percikan api secara visual dan OES percikan api adalah pengujian yang berbeda. Spektrometri emisi optik mengukur spektrum emisi dengan instrumen dan kalibrasi. Mengamati percikan api dari mesin gerinda tidak memberikan data kimia yang setara.
Gabungkan petunjuk tanpa mengubahnya menjadi label nilai.
Gunakan hasil pengamatan untuk menyingkirkan penjelasan yang tidak tepat dan memilih pengujian selanjutnya yang bermanfaat. Contoh-contoh di bawah ini mengasumsikan sampel yang sesuai dan pengukuran yang valid. Ini adalah interpretasi yang mungkin, bukan bagan identifikasi yang lengkap.
| Kombinasi yang diamati | Apa yang dapat didukungnya | Apa yang perlu diperiksa selanjutnya? |
|---|---|---|
| Tidak ada daya tarik magnet yang jelas; padat berwarna abu-abu perak; kepadatan mendekati 2.7 g/cm³. | Salah satu kandidat dari keluarga aluminium. Pengamatan ini tidak membedakan jenis atau perlakuan panas aluminium tertentu. | Periksa ketertelusuran dan gunakan analisis komposisi yang sesuai dengan paduan yang diusulkan; verifikasi kondisi secara terpisah jika diperlukan. |
| Daya tarik magnet lemah pada area datar, daya tarik lebih kuat pada sudut yang melengkung. | Baja tahan karat austenitik yang dikerjakan dingin adalah salah satu penjelasan yang mungkin; konstruksi dan geometri tetap penting. | Bandingkan lokasi dan periksa adanya sisipan atau lapisan. Gunakan bahan kimia jika jenis baja tahan karat harus dikonfirmasi. |
| Permukaan berwarna kuning dengan daya tarik magnet yang kuat. | Lapisan dasar magnetik di bawah lapisan akhir, atau konstruksi campuran, perlu diteliti lebih lanjut. | Identifikasi lapisan mana yang sedang diperiksa. Hasil yang sensitif terhadap permukaan tidak boleh dilaporkan secara otomatis sebagai komposisi keseluruhan. |
| Logam polos berwarna merah-oranye; kepadatan mendekati nilai referensi tembaga. | Kandidat kaya tembaga. Penampilan dan kepadatan tidak menentukan kemurnian atau nama paduan tembaga. | Gunakan analisis unsur yang sesuai ketika komposisi atau nilai menjadi penting. |
| Daya tarik magnet yang kuat tetapi kepadatan semu yang rendah secara tak terduga | Kesalahan pada bagian yang berongga, sisipan, perakitan, atau volume dapat menjelaskan konflik tersebut. | Periksa konstruksi dan ulangi pengukuran volume sebelum memberi peringkat kandidat material. |
Pada layar yang sempit, gulir tabel secara horizontal.
Catat hasil yang terbatas, misalnya, “pengamatan konsisten dengan padatan keluarga aluminium; paduan dan perlakuan panas tidak terverifikasi.” Jika terdapat petunjuk yang bertentangan, pertahankan pertentangan tersebut dalam catatan. Menghitung beberapa pengamatan yang lemah tidak akan menghasilkan persentase kepercayaan yang bermakna.
Pilih PMI untuk elemen atau properti yang penting bagi Anda.
Identifikasi material yang tepat menggunakan metode analitik yang sesuai untuk memeriksa identitas material. Pencocokan tingkat perangkat lunak hanya berguna jika sampel, elemen yang diukur, kalibrasi, dan batas penerimaan sesuai dengan pertanyaan. Mintalah hasil pengukuran dan detail metode, bukan hanya nama yang ditampilkan di layar.
Untuk komponen yang dilapisi, diselubungi, atau berukuran kecil, sepakati area pengujian yang representatif sebelum pengukuran. Lapisan tersebut mungkin memerlukan analisis terpisah atau penghapusan yang diizinkan. Gunakan bahan referensi dan pemeriksaan kualitas yang sesuai dengan instrumen dan jenis paduan. Peralatan genggam juga memerlukan kontrol keselamatan radiasi atau laser dari pabrikannya.
Pilih pengujian fisik tambahan hanya jika pengujian tersebut menjawab pertanyaan yang masih belum terjawab. Perbandingan konduktivitas atau kekerasan yang telah dikalibrasi dapat membantu memilah material yang dipilih, tetapi hal tersebut bergantung pada faktor-faktor di luar kimia. Kondisi perlakuan panas, struktur mikro, atau kinerja mekanik mungkin memerlukan pencatatan atau pengujian terpisah.
Untuk perbedaan spesifik antar baja tahan karat, lanjutkan dengan panduan identifikasi baja tahan karat 304 vs 316.
XRF Genggam
Fluoresensi sinar-X dapat mengukur banyak unsur paduan dan membedakan berbagai famili paduan. XRF genggam biasa tidak mengukur karbon, sehingga tidak dapat mengkonfirmasi akhiran karbon L atau H. Pelapisan dan geometri pengukuran perlu diperhatikan.
LIBS
Spektroskopi penguraian yang diinduksi laser mengambil sampel area ablasi kecil. Instrumen yang mampu mendeteksi karbon dengan metode yang tervalidasi dapat mengatasi perbedaan yang sensitif terhadap karbon. Konfirmasikan model sebenarnya, elemen, matriks paduan, dan persyaratan persiapan permukaan.
Spark OES
Spektrometri emisi optik percikan dapat mengukur karbon dan unsur-unsur lainnya dengan metode yang sesuai. Secara umum, metode ini membutuhkan bahan yang telah disiapkan, argon yang sesuai, dan kalibrasi, serta meninggalkan bekas uji lokal.
Pengujian laboratorium yang ditargetkan
Mintalah analisis yang diperlukan untuk bukti yang hilang—misalnya pengukuran karbon atau uji terkait kondisi. Konfirmasikan cakupan metode laboratorium, pengambilan sampel yang representatif, dan batasan pelaporan. Pencocokan kimia saja tidak menentukan sifat temperamen atau mekanik.
Prinsip instrumen dan kemampuan karbon: Perbandingan XRF, LIBS, dan OES dari Thermo Fisher Scientific . Kemampuan harus dikonfirmasi untuk instrumen dan metode yang dipilih.
Pastikan hasilnya terkait dengan komponen dan tujuan penggunaannya.
Suatu pengujian hanya berguna jika hasilnya dapat ditelusuri kembali ke material yang diambil sampelnya. Catat ID barang atau lot, tanda, foto, konstruksi, lokasi pengujian, dan pengukuran mentah. Untuk pengujian instrumen, simpan metode, elemen terukur yang relevan, pemeriksaan referensi, batasan, dan spesifikasi yang digunakan untuk perbandingan.
Contoh: pembacaan “316” sebelum pengelasan
Misalkan potongan sisa baja tahan karat campuran tidak memiliki catatan material yang dapat diandalkan. Pembacaan XRF mendukung komposisi keluarga 316, tetapi persyaratan fabrikasi membutuhkan grade rendah karbon yang terverifikasi. Pembacaan tersebut tidak menunjukkan kandungan karbon. Mintalah pengukuran karbon yang sesuai dan tinjau persyaratan material lengkap sebelum menetapkan grade yang dibutuhkan. Ini adalah contoh keputusan hipotetis, bukan hasil uji Oceanplayer.
Keterbatasan karbon XRF dijelaskan dalam panduan Thermo Fisher tentang penggunaan XRF dan LIBS.
Jangan menggunakan satu sampel yang mudah dikenali untuk menentukan identitas suatu lot campuran yang tidak terkontrol. Sepakati aturan pengambilan sampel dan penanganan, lalu beri label hanya pada apa yang didukung oleh bukti. Untuk pembersihan laser, pengelasan, atau penandaan, bawa informasi substrat yang telah diverifikasi dan detail pelapisan ke dalam uji coba proses yang representatif; mengidentifikasi logam tidak menentukan pengaturan laser.