便攜式合金光譜分析儀是進(jìn)行光譜研究和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，運(yùn)用光學(xué)色散原理及現(xiàn)代先進(jìn)電子技術(shù)設(shè)計(jì)的光電儀器。它的基本作用是測量被研究光（所研究物質(zhì)反射、吸收、散射或受激發(fā)的熒光等）的光譜特征，蘊(yùn)含波長、強(qiáng)度等譜線特征。因此，便攜式合金光譜分析儀應(yīng)具有以下功能：
（1）分光：把被研究光按一定波長或波數(shù)的宣告規(guī)律在一定空間內(nèi)來到。
?。?）感光：將光信號轉(zhuǎn)換成易于測量的電信號，相應(yīng)測量出各波長光的強(qiáng)度，得到光能量按波長的宣告規(guī)律。
?。?）繪譜線圖：把來到的光觸及其強(qiáng)度按波長或波數(shù)的宣告規(guī)律記錄保存或顯示對應(yīng)光譜圖。
要具有上述功能，一般便攜式合金光譜分析儀都可分成四部分組成：光源和照明系統(tǒng)，分光系統(tǒng)，探測吸收系統(tǒng)和傳輸存儲顯示系統(tǒng)。
根據(jù)便攜式合金光譜分析儀的義務(wù)原理可以分成兩大類：一類是基于空間色散和干涉分光的經(jīng)典光譜儀；另一類是基于調(diào)制原理分光的新型光譜儀。本設(shè)計(jì)是一套運(yùn)用光柵分光的經(jīng)典光譜儀，其基本結(jié)構(gòu)如圖2－1所示。
光柵光譜儀原理圖
光源和照明系統(tǒng)可以是研究的對象，也可以作為研究的工具照射被研究的物質(zhì)。一般來說，在研究物質(zhì)的發(fā)射光譜如氣體火焰、交直流電弧以及電火花等激發(fā)試樣時(shí)，光源就是研究的對象；而在研究吸收光譜、拉曼光譜或熒光光譜時(shí)，光源則作為照明工具（如汞燈、紅外干燥燈、烏燈、氙燈、LED、激光器等等）。為了盡可以多地會聚光源照射的光強(qiáng)度，并傳遞給后面的分光系統(tǒng)，就需要專門設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)。
分光系統(tǒng)是任何光譜儀的中央部分，它一般是由準(zhǔn)直系統(tǒng)、色散系統(tǒng)、成像系統(tǒng)三部分組成，主要作用是將照射來的光在一定空間內(nèi)遵循一定波長規(guī)律來到。如圖2－1所示，準(zhǔn)直系統(tǒng)一般由入射狹縫和準(zhǔn)直物鏡組成，入射狹縫位于準(zhǔn)直物鏡的焦平面上。光源和照明系統(tǒng)發(fā)出的光通過狹縫照射到準(zhǔn)直物鏡，變成平行光束投射到色散系統(tǒng)上。色散系統(tǒng)的作用是將入射的單束復(fù)合光分解為多束單色光。多束單色光經(jīng)過成像物鏡遵循波長的順序成像在透鏡焦平面上；這樣，單束的復(fù)合光經(jīng)過頭光系統(tǒng)后成功變成了多束單色光的像。目前主要的色散系統(tǒng)主要有物質(zhì)色散（如棱鏡）、多縫衍射（如光柵）和多光束干涉（如干涉儀）。
探測吸收系統(tǒng)的作用是將成像系統(tǒng)焦平面上吸收的光譜能量轉(zhuǎn)換成易于測量的電信號，并測量出對應(yīng)光譜組成部分的波長和強(qiáng)度，從而獲得被研究物質(zhì)的特性參數(shù)如物質(zhì)的組成成分及其含量以及物質(zhì)的溫度、星體的運(yùn)動(dòng)速度等等。目前便攜式合金光譜分析儀的吸收系統(tǒng)可以分為目視系統(tǒng)、攝譜系統(tǒng)和光電系統(tǒng)。經(jīng)典便攜式合金光譜分析儀根據(jù)設(shè)計(jì)需要可以選擇其中一種，但干涉調(diào)制便攜式合金光譜分析儀只能采用光電吸收系統(tǒng)。
傳輸存儲顯示系統(tǒng)是將探測吸收系統(tǒng)測量出來的電信號經(jīng)過初步處理后存儲或通過高速傳輸接口上傳給上位機(jī)，在上位機(jī)上對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理及顯示等。
首部用數(shù)字標(biāo)明碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)：結(jié)構(gòu)鋼以萬分之一為單位的數(shù)字（兩位數(shù)），工具鋼和特殊性能鋼以千分之一為單位的數(shù)字（一位數(shù)）來表示碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而工具鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1%時(shí)，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)不標(biāo)出。
在標(biāo)明碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)字之后，用元素的化學(xué)符號表明鋼中主要合金元素，質(zhì)量分?jǐn)?shù)由其后面的數(shù)字標(biāo)明：平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%時(shí)不標(biāo)注，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%---2.49%、2.5%---3.49%......時(shí)，相應(yīng)底標(biāo)上2、3….。
專用鋼用其用途的漢語拼音字首來標(biāo)示。
合金元素對合金鋼性能的影響
1.硅（si）：顯著提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，廣泛用于制造重載荷的彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中，硅不僅能增加鋼的淬透性，還增加鋼淬火后的抗回火性，因而常用作調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的合金元素，并可用于制造承受重載荷的較大截面零件的高級調(diào)質(zhì)鋼。
2.錳（Mn）:足夠的韌性，較高的強(qiáng)度和硬度，能提高鋼的淬透性，改善鋼的熱加工性能。硫化錳雜質(zhì)能使切削易于碎斷，常用來生產(chǎn)易切削鋼。但錳能使鋼的抗腐蝕能力減弱，對鋼的焊接性能也有不利的影響。
3.(Ni)：能使鋼強(qiáng)化，改善鋼的低溫性能、韌性、提高鋼的淬透性。抗銹性也很強(qiáng)，具有較高的對酸、堿、海水的耐腐蝕能力，但在高溫高壓下對氫介質(zhì)的抗腐蝕能力無明顯效果，反而會造成脫碳促使鋼腐蝕破裂。
4.鉻（Cr）：提高鋼的抗氧化作用，增加鋼的抗腐蝕能力、強(qiáng)度和耐磨性。
5.鉬（Mo）：提高淬透性和熱強(qiáng)性，防止回火脆性，提高剩磁和矯頑力，提高在某些介質(zhì)中（如硫化氫、氨、一氧化碳、水燈介質(zhì)）的抗蝕性與防止點(diǎn)蝕傾向。由于增加鋼的熱強(qiáng)性，所以鉬含量較高時(shí)，會增加熱加工的難度。
6.鋁（Al）:脫氧定氮?jiǎng)?xì)化鋼的晶粒，提高鋼在低溫下得韌性。對氮有極強(qiáng)的親和能力，含鋁鋼滲氮后，在鋼表面牢固形成一層薄而硬氮化鋁層，提高鋼的硬度和疲勞強(qiáng)度，并改善其耐磨性，提高耐腐蝕性和抗氧化性，可作為不銹耐酸鋼的主要合金元素。
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