钢铁化学成分分析仪分析钢铁中多种元素的成分

 

  钢铁分析仪分析钢铁各化学元素，常以下列形式存在：（1）固溶态（或游离态）；（2）碳化物‘（3）氮化物；（4）氧化物；（5）硼化物；（6）硫化物；（7）硅化物；（8）磷化物等，一般来说，合金元素在钢铁中的分布形式主要是前两种情况。由于钢铁的质量是由其所含杂质或合金元素的成分来决定，下面简单介绍钢铁中的合金元素及杂志对钢铁质量的影响。

  （1）碳：碳石钢的最主要成分之一，对钢的性能起着决定性的作用，钢中含碳量高时其硬度也随之增高（这是由碳化铁性能决定的）；而延展性及冲击韧性则相应降低。

  （2）硫：硫是钢铁中极有害的元素，它可使钢产生热脆现象，降低钢的力学性能和钢的耐蚀性。优质钢中硫的含量不超过0.04%，在碳素钢中也应该在0.055%0.07之间，含硫在0.1%以上的钢实用价值很小，而钢中硫是由生铁中带来的，因此，碱性侧吹转炉所用的炼钢生铁含硫量不得超过0.08%

  （3）磷：磷在钢铁中也是有害物质。当钢中含磷量超过1.2%时，钢的结构就有Fe,P出现，如果含磷小于此值，则它以固定熔体存在，熔于纯铁中的磷，能使其硬度、强度及脆性增加，含磷高的钢，具有冷脆性。磷的偏析现象很严重，这对钢的危害性就更大了。 

（4）硅：硅是钢中有益元素。硅在钢中的作用像碳一样，能增加钢铁的硬度和强度，硅量增加，则铁中游离碳的比率也增加，故硅与碳两者同时存在，可互相调节。若两者单独存在，则使铁质硬而脆。含硅稍高的钢铁，流动性大，易于铸造，且能增加钢铁的弹性。因此，弹簧钢常加入硅。硅又能增加钢的电阻及耐酸性；但硅能降低钢铁的延展性，在碳素钢中含硅量不能大于0.4%,因为大于0.5%时，冲击韧性便显著下降。

 (5）锰：锰是钢铁中有益元素。在冶炼中锰的存在对除硫有着显著效果，锰还能增加钢铁的硬度，但作用较碳差些，钢中锰之含量必须在0.3~0.4%以上能增加硬度。锰的作用与碳含量有关，碳低则锰的作用低，碳高则锰的作用高。锰能减少钢铁的延展性，锰的成分超过1.5%时则钢变脆，不能使用。锰含量在7%以上时，则刚的性质又变成抗磨性极优的材料。

（6）铝：铝与氧氮有很大的亲和力。铝在钢中的作用，一是用作炼钢时脱氧定氮剂，且细化晶粒，减少或消除低碳钢时效现象，提高高冲击韧性，特别是降低钢的脆性转变温度，二是作为合金元素加入钢中，显著提高钢的抗氧化性，改善钢的电磁性能，提高渗氮钢的耐磨性和疲劳强度等。铝还提高钢在氧化性酸中的耐蚀性。但铝也有不良影响，如在某些钢中，脱氧时用量过多，将使钢产生反常组织降低韧性，并给浇注等方面带来困难。

（7）铬：铬作为残余元素时，它虽提高强度、硬度，但同时降低塑性和韧性。在碳素钢中，即使钢中含少量铬，也与镍一样能降低钢的冷冲性能，所以碳素钢一般对Cr,Ni都要求在0.3%以下。

（8）镍：镍作为残余元素，影响与铬同。

（9）铜：铜作为残余元素，如在钢中超过

某一数值（一般规定为0.3%左右）并在氧化气氛中加热，在氧化铁皮下降形成一层熔点在1100℃左右的富铜合金层，加热温度超过1100℃，富铜金属层将熔化  并侵蚀钢表面层的晶粒，在1100℃上进行锻轧热变形加工，将使钢的表面鱼鳞状开裂（此现象称为铜脆）。

（10）钒：钒是强的碳化物、氮化物形成元素，在钢中主要以碳化物的形态存在。它在钢中的主要作用是细化钢的晶粒和组织，提高钢的强度和韧性；在高温熔入奥氏体，增加钢的淬透性；增加淬火钢的回火稳定性，并产生二次硬化效应，提高耐磨性。

（11）钨：钨在钢中的作用主要是增加钢的回火稳定性，红硬性和热强性，以及形成特殊的碳化物二增加钢的耐磨性。

综上述所述，可见钢铁的质量是由其所含杂质或合金元素的成分来决定，所以经常测定钢铁中各元素的含量及其中的杂志（碳、硅、硫、磷、锰五元素）含量是保证和帮助掌握冶炼过程的重要手段。

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