为了生产高质量的钢材,质量控制至关重要。钢材质量控制的前提是了解影响钢材的因素。这里主要列出碳、硫、氧、氮、氢5种非金属元素对钢的影响因素。
钢
影响钢材的因素有很多。合金元素(C、Si、Mn、P、S、Cr等)的种类和浓度不同。钢材分为不同的质量等级和应用领域。
碳
在钢中,碳是仅次于铁的主要元素。它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能。从含碳量4-5%的生铁到含碳量ppm级的不锈钢。碳含量不仅影响质地,还影响铁的物理性能。如磁性、硬度、弹性等。例如钢材元素检测,铸铁(2-4%C)脆而有延展性,工具钢(0.4%-1.7%)有弹性且坚韧,碳钢(

硫

硫主要来自炼钢原料,炼钢过程中很难去除。硫在钢中以硫化物夹杂物的形式存在,对钢的塑性、韧性、焊接性能、厚度方向性能、疲劳性能和耐蚀性能产生不良影响。其中,最有害的因素是与铁形成FeS,使钢变脆,在800~1200℃时容易产生裂纹,称为“热脆性”。但硫也可以用作易碎屑元素,以提高钢的切削加工性。

氮
钢中的氮一部分以氮化物的形式存在,另一部分以氮原子的形式固溶在钢中。仅在极少数情况下,氮会混入气泡中或以分子形式吸附在钢表面。随着氮含量的增加,钢的强度可显着提高,塑性和韧性降低,焊接性变差,冷脆性加剧;同时,时效倾向、冷脆性和热脆性增加,损害钢材的焊接性能和冷弯性能。表现。因此,应尽量减少和限制钢中的氮含量。氮与一些其他元素结合,还可以减少其不利影响,改善钢的性能。可作为低合金钢中的合金元素。
氧

钢中的氧以化合态和游离态存在。游离态相对较小钢材元素检测,主要以金属氧化物和包合物的形式存在。钢中各种氧化物的总量随着氧含量的增加而增加。这些氧化物杂质对钢的力学性能等方面都有不利影响。随着钢中氧含量的增加,钢的塑性和冲击韧性下降。氧化物夹杂物降低钢的耐蚀性和耐磨性,使冷冲压、锻造加工性和切削加工性变差。
氢
钢中的氢以氢原子的形式存在,来自炉气中水蒸气的分压。在高温条件下,两个氢原子很容易形成氢分子并释放出来。与氧气和氮气一样,气体元素在固态钢中的溶解度很小。它们在高温下溶解到钢水中,冷却时来不及逸出,在组织中积聚形成高压微孔,降低钢的塑性、韧性和疲劳强度。急剧下降,严重时会引起裂纹、脆性断裂。它是一种必须严格控制的有害元素。
常用分析方法:燃烧法
考虑到上述元素对材料的影响,强烈建议在钢铁制造过程前后进行非金属元素分析测试,以确保原材料和最终产品具有稳定的质量。
测量碳、硫、氧、氮、氢非金属元素的方法有很多种。这里主要介绍燃烧方法。该方法适用于固体和粉末样品。样品注入后,仪器自动分析结果,确保分析元素得到充分监测。碳、硫、氧、氮、氢五种非金属元素需要使用两台仪器分别进行分析。一种是碳硫分析仪,另一种是氧氮氢分析仪。

氧氮氢分析仪采用惰性气体高温熔化技术释放样品中的氧、氮、氢元素,采用红外检测器分析氧元素,热导检测器分析氮、氢元素。其中,红外检测仪利用特征光谱的原理,热导检测仪利用化合物导热系数的差异,利用朗伯-比尔定律测定不同金属粉末和金属材料中的氧、氮、氢含量。其中,红外检测仪可定制不同规格,满足各种含量范围的氧元素测量。

ELtra新一代ONHp系列为粉末元素分析提供了极大的便利。大颗粒样品可直接进样,无需使用镍胶囊。小颗粒粉末样品可直接注入镍袋中,无需密封。同时可配备自动清洗装置,设定清洗程序,提高分析效率。

碳和硫元素可以用碳硫分析仪得到。在感应炉中,样品在高纯氧气的作用下燃烧,经过一系列催化净化,并由红外检测器进行分析。同一台碳硫分析仪还可配置不同规格的红外检测单元,满足从低含量到高含量的碳硫元素分析需要。仪器中可选配专为粉末样品分析设计的智能供氧系统,为粉末样品的分析提供可靠的结果。


对于钢铁材料来说,碳、硫、氢、氧、氮等非金属元素会影响材料的物理性能。燃烧分析方法可以提供方便可靠的解决方案。更多应用解决方案欢迎咨询。
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