工业分析技术（第二版）课件：钢铁分析.pptx

;钢铁分析

第一节概述

金属材料：纯金属及合金经熔炼加工制成的材料称为金属材料。

金属材料通常分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属材料是指铁、铬、锰及它们的合金，通常常称为钢铁材料。

一、钢铁材料的分类

1．钢的分类

钢：是指含碳量低于2%的铁碳合金，其成分除铁碳外，还有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素，合金钢还含有其他合金元素。

(1)按化学成分分类钢铁材料可分为碳素钢和合金钢两种。

(2)按品质分类

普通钢（磷含量≤0.045%，硫含量≤0.055%）；优质钢（磷含量、硫含量≤0.040%）；高级优质钢（磷含量≤0.035%，硫含量≤0.030%）。

(3)按冶炼方法分类按炉别分类有

(4)按用途分类;2．生铁的分类

生铁是含碳量高于2%的铁碳合金，通常按用途分为炼钢生铁和铸造生铁两类。

3．铁合金的分类

铁合金是含有炼钢时所需的各种合金元素的特种生铁，用作炼钢时的脱氧剂或合金元素添加剂。

4．铸铁的分类

铸铁也是一种含碳量高于2%的铁碳合金，是用铸造生铁原料经重熔调配成分再浇注而成的机件，一般称为铸铁件。;第二节钢铁试样的采取、制备和分解

钢铁是熔炼产品，但是其组成并不均匀，故钢或生铁的铸锭、铁水、钢水在取样时，均需按一定的手续采取，才能得到平均试样。

一、钢铁样品的采取

（一）术语

1．熔炼分析

2．成品分析

3．成品化学成分允许偏差

（二）取样规则

①用于钢的化学成分熔炼分析和成品分析的试样，必须在钢液或钢材具有代表性的部位采取。试样应均匀一致，能充分代表每一熔炼号（或每一罐）或每批钢材的化学成分，并应具有足够的数量，以满足全部分析要求。

②化学分析用试样样屑，可以钻取、刨取，或用某些工具机制取。样屑应粉碎并混合均匀。

③当用钻头采取试样样屑时，对熔炼分析或小断面钢材分析，钻头直径应尽可能的大，至少不应小于6mm；对大断面钢材成品分析，钻头直径不应小于12mm。

④供仪器分析用的试样样块，使用前应根据分析仪器的要求，适??地予以磨平或抛光。;;;2．试剂及仪器

(1)试剂

(2)仪器气体容量法定碳装置如图9-1所示。;3．测定步骤

将炉温升至1200～1300℃，检查管路及活塞是否漏气，装置是否正常，燃烧标准样品，检查仪器及操作。

称取试样(含碳1.5%以下称取0.5000～2.000g，1.5%以上称0.2000～0.5000g)置于瓷舟中，覆盖适量助熔剂，启开玻璃磨口塞，将瓷舟放入瓷管内，用长钩推至高温处，立即塞紧磨口塞。预热1min，根据定碳仪操作规程操作，测定其读数（体积或含量）。启开磨口塞，用长钩将瓷舟拉出，即可进行下一试样分析。

4．分析结果的计算

按公式计算碳的含量。

(1)当标尺刻度单位是毫升(mL)时;(2)当标尺的刻度是碳含量;⑧观察试样是否完全燃烧，如燃烧不完全，需重新分析。判断燃烧是否完全的一般方法是：试样燃烧后的表面应光滑平整，如表面有坑状等不光滑之处则表明燃烧不完全。

⑨如分析完高碳试样后，应空通一次，才能接着分析低碳试样。

⑩新的燃烧管要进行通氧灼烧，以除去燃烧管中有机物。瓷舟要进行高温灼烧后再使用。

;（二）钢铁中总碳的测定——燃烧-库仑法

1．方法原理

在氧气炉中将试样燃烧（高频炉或电阻炉），将生成的二氧化碳混合气体导入已调好固定pH的（A态）高氯酸钡吸收液中，由于二氧化碳的反应，使溶液pH改变（A态）。

然后用电解的办法电解生成的H+，使溶液pH回复到A态。

根据法拉第电解定律，通过电路设计，使每个电解脉冲具有恒定电量，相当于0.5×10-6g碳，从而实现了数显浓度直读、自动定碳的目的。

主要反应为：

吸收Ba(ClO4)2+CO2+H2O→BaCO3↓+2HClO4

电解2H++2e→H2↑（阴极反应：吸收杯）

H2O-2e→2H++1/2O2↑（阳极反应：副杯）

2H++BaCO3