钢铁材料成分分析

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,材料成分检验,（补充与考前辅导）,Page,2,第,七,章,钢,钢铁,分,分析,钢的分,类,类,01,钢号的,表示方,法,法,02,钢铁材,料,料中各,元,元素分,析,析,04,06,铸铁的,分,分类及,其,其牌号,表,表示方,法,法,03,Page,3,7-1,钢,钢的分,类,类,一、钢,铁,铁材料,纯金属,及,及其合,金,金经熔,炼,炼加工,制,制成的,材,材料称,为,为金属材,料,料，金属材,料,料通常,又,又分为,黑,黑色金,属,属和有,色,色金属,两,两类。黑色金,属,属是指,铁,铁、铬,、,、锰及,它,它们的,合,合金，,通,通常称,为,为钢铁材,料,料。,钢铁材料包,括,括钢、生铁、,铁,铁合金、铸,铁,铁及各种合,金,金。,各类钢铁都,是,是由铁矿石,及,及其它辅助,原,原料在高炉,、,、转炉等经,冶,冶炼而成的,成,成品,Page,4,Page,5,二、钢材的,分,分类,钢是指含碳,量,量低于2%,的,的铁碳合金,，,，其成分除,铁,铁、碳外，,还,还含有少量,硅,硅、锰、硫,、,、磷等杂质,元,元素。,合金钢还含,有,有合金元素,。,。,一般工业用,钢,钢含碳量不,超,超过1.4%。,Page,6,钢的分类方,法,法有：,（1）按化,学,学成分分类,：,：,碳素钢和合,金,金钢两类。,碳素钢：工,业,业纯铁（含,碳,碳0.04%),低碳钢（含,碳,碳0.25%),中碳钢（含,碳,碳0.25,0.60%),高碳钢（含,碳,碳0.60%),Page,7,合金钢：低,合,合金钢（合,金,金元素小于,5%,）,中合金钢（,合,合金元素,5,10%,）,高合金钢（,合,合金元素大,于,于,10%,）,Page,8,（,2,）按品质分,类,类：,普通钢（,P0.045%,S 0.055%),优质钢（,P,、,S 0.040%),高级优质钢,（,（,P0.035%,S 0.03%),（,3,）冶炼方法,分,分类：,平炉钢、转,炉,炉钢、电,炉,炉钢,（,4,）按脱氧程,度,度分类：,沸腾钢（,F,）、镇静钢,（,（,Z,）、,半镇静钢（,b),Page,9,(5),按用途分类,：,：,结构钢：建,筑,筑、工程、,机,机械制造用,钢,钢,工具钢：量,具,具、刃具用,钢,钢,特殊性能钢,：,：耐热、耐,酸,酸、电工等,用,用钢,Page,10,7-2,钢,钢号的,表,表示方法,根据国家标,准,准,钢铁产品,牌,牌号表示方,法,法,（,GB221-,2000）,之规定：,（1）,钢铁产品牌,号,号采用汉语,拼,拼音字母、,化,化学元素符,号,号、阿拉伯,数,数字相结合,的,的表示方法,。,。,（2）,一般汉语拼,音,音表示名称,、,、用途等，,元,元素符号表,示,示化学成分,，,，数字表示,含,含量或代号,。,。,如：T8MnA(含碳0.8%的,高,高锰高级优,质,质工具钢）,Page,11,常见几类重,要,要的钢铁产,品,品表示方法,：,：,(P108),普通碳素钢,：,：A、B、C 等。如,：,：A3F,优质碳素结,构,构钢：如05F、40Mn,碳素工具钢,：,：T,易切削钢：Y,合金结构钢,：,：40CrVA,不锈钢：0Cr13,Page,12,7-3,铸,铸铁的,分,分类及其牌,号,号表示方法,一,、生铁的分,类,类,含碳量高于2%的铁碳,合,合金称为生,铁,铁。,按用途分为,两,两类：,（1）炼钢,生,生铁：含硅,低,低含硫高，,质,质硬而脆，,断,断口呈白色,，,，也叫白口,铁,铁。,（2）铸造,生,生铁：含硅,高,高而硫低，,质,质软而韧，,断,断口呈灰色,，,，也叫灰口,铁,铁。,Page,13,二,、铸铁分类,：,：,按断口颜色,分,分类：灰口,、,、白口、麻,口,口等三类,。,按化学组成,分,分类：普通,铸,铸铁和合金,铸,铸铁等。,按使用性能,分,分类：灰铸,铁,铁、可锻铸,铁,铁、球墨铸,铁,铁、特殊性,能,能铸铁。,三、铸铁牌,号,号表示方法,(P109),Page,14,7-4,钢,钢铁,材,材料中各元,素,素分析,一、碳的测,定,定：,燃烧-气体,容,容积法(气,体,体容量法),碳,元素,作用：,含量增加，,钢,钢铁的硬度,和,和强度都会,增,增加，而韧,性,性和塑性却,变,变差。,燃烧-气,体,体容积法,是,是目前国,内,内外广泛,采,采用的标,准,准方法。,本,本法成本,低,低，有较,高,高的准确,度,度，测得,结,结果是总,碳,碳量的绝,对,对值。其,缺,缺点是要,求,求有较熟,练,练的操作,技,技巧，分,析,析时间较,长,长，对低,碳,碳试样测,定,定误差较,大,大。,Page,15,方法原理,试样在12001300,的高温O,2,气流中燃,烧,烧，钢铁,中,中的碳被,氧,氧化生成CO,2,：,C+O,2,=CO,2,4Fe,3,C+13O,2,=4CO,2,+6Fe,2,O,3,Mn,3,C +3O,2,=CO,2,+Mn,3,O,3FeS+5O,2,=Fe,3,O,4,+3SO,2,3MnS+5O,2,=Mn,3,O,4,+3SO,2,Page,16,生成的CO,2,与过剩的O,2,经导管引,入,入量气管,，,，测定容,积,积，然后,通,通过装有KOH溶,液,液的吸收,器,器，吸收,其,其中的CO,2,CO,2,十2KOH =K,2,CO,3,十H,2,O,剩余的O,2,再返回量,气,气管中，,根,根据吸收,前,前后容积,之,之差，得,到,到CO,2,的容积，,据,据此计算,出,出试样中碳,的,的质量分,数,数。,Page,17,硫的干扰,及,及消除,在高温O,2,气流中燃,烧,烧时，试,样,样中硫也,转,转化为SO,2,，,如果生成,的,的SO,2,，在吸收,前,前未能除,去,去，同样,被,被KOH,溶,溶液吸收,，,，干扰碳,的,的测定。常用MnO,2,、AgVO,3,除去混合,气,气体中的SO,2,Page,18,Page,19,二、钢铁,中,中硫的作,用,用与测定,1,.,钢铁中硫,的,的来源：,（1）来,源,源,：,主要由焦,炭,炭或原料,矿,矿石引入,（2）形,态,态,：,主要以MnS或FeS状态,存,存在,2.作,用,用：,硫是钢铁,的,的有害元,素,素，能使,钢,钢铁产生,“,“热脆性,”,”，降低,钢,钢铁的力,学,学性能，,影,影响钢件,的,的使用寿,命,命,。,Page,20,原因：为,什,什么产生,热,热脆性？,FeS的,熔,熔点较低,，,，最后凝,固,固，夹杂,于,于钢铁的,晶,晶格之间,。,。当加热,压,压制钢铁,时,时，FeS熔融，,钢,钢铁的晶,粒,粒失去连,接,接作用而,脆,脆裂。,钢中硫含,量,量一般低,于,于0.050%。,可,可采用相,应,应分析方,法,法测定。,Page,21,3.测,定,定方法：,燃烧碘,酸,酸钾容量,法,法,将钢铁试,样,样于12501350,的,的高温下,通,通氧燃烧,，,，使硫全,部,部转化为,二,二氧化硫,，,，将生成,的,的二氧化,硫,硫用淀粉,溶,溶液吸收,，,，用碘酸,钾,钾标准溶,液,液滴定至,浅,浅蓝色为,终,终点:,燃烧：4FeS+O,2,=2Fe,2,O,3,+4SO,2,3MnS+5O,2,=Mn,3,O,4,+3SO,2,吸收：SO,2,+H,2,O=H,2,SO,3,滴定：KIO,3,+5KI+6HCl=3I,2,+6KCl+3H,2,O,H,2,SO,3,+I,2,+H,2,O =H,2,SO,4,+2HI,Page,22,三,、钢铁中,硅,硅的作用,与,与测定,1,.,钢铁中硅,的,的来源：,（1）来,源,源：由,原,原料矿石,引,引入或脱,氧,氧及特殊,需,需要而有,意,意加入,（2）形,态,态：主要,以,以硅化物,：,：FeSi、MnSi,、,、FeMnSi存,在,在。在高,碳,碳硅钢中,，,，一部分,以,以SiC,存,存在，也,有,有时形成,固,固熔体或,硅,硅酸盐。,Page,23,2.,对钢铁性,能,能影响,(,1,)增强钢,的,的硬度、,弹,弹性及强,度,度，提高,抗,抗氧化能,力,力及耐酸,性,性、耐腐,蚀,蚀性。,(,2,)促使C,以,以游离态,石,石墨状态,，,，使钢高,于,于流动性,，,，易于铸,造,造,(,3,)硅含量,过,过高使钢,塑,塑性和韧,性,性降低。,Page,24,3.测定方法,：,：亚铁还原硅钼,兰,兰光度法,Page,25,Page,26,四,、钢铁中锰的作,用,用与测定,1,.,钢铁中锰的来源,：,：,（1）来源：少,量,量由原料矿石中,引,引入，主要是在,冶,冶炼钢铁过程中,作,作为脱硫脱氧剂,有,有意加入。,（2）形态：,钢,钢铁中主要以MnS状态存在，,如,如S含量较低，,过,过量的锰可能组,成,成Mn,3,C、MnSi、FeMnSi等,，,，成固熔体状态,存,存在。,Page,27,2.作用,锰是钢铁中常见,重,重要的合金元素,，,，几乎存在于一,切,切钢铁之中。,在冶炼中，由于,锰,锰和氧、硫有较,强,强的结合能力，,故,故为良好的脱氧,和,和脱硫剂，能降,低,低钢的热脆性，,提,提高热加工性能,。,。,锰固溶于铁中，,可,可提高其硬度和,强,强度，同时使具,有,有较好的热处理,性,性。,做为合金，过量,的,的锰会使钢晶粒,粗,粗化，增加回火,脆,脆敏性，降低钢,的,的塑性和韧性。,Page,28,3.测定方法,：,：,亚砷酸钠-亚硝,酸,酸钠,容量法,方法原理,(NH,4,),2,S,2,O,8,+2AgNO,3,+2H,2,O=2NH,4,NO,3,+Ag,2,O,2,+2H,2,SO,4,2Mn(NO3)2+5Ag2O2+6HNO3=2HMnO4+10AgNO3+2H2O,5Na,3,AsO,3,+2HMnO,4,+4HNO,3,=2Mn(NO,3,),2,+5Na,3,AsO,4,+3H,2,O,5NaNO,2,+2HMnO,4,+4HNO,3,=2Mn(NO,3,),2,+5NaNO,3,+3H,2,O,Page,29,三、钢铁中,磷,磷的作用与,测,测定,1,.,钢铁中磷的,来,来源：,（1）来源,：,：由原料中,引,引入，有时,也,也为了特殊,需,需要而有意,加,加入,（2）形态,：,：以Fe,2,P或Fe,3,P状态存在,2.作用,：,：,磷是钢铁的有害元素，能使钢铁,产,产生“冷脆,性,性”，Fe,3,P质硬，降低钢铁的,塑,塑性和韧性,，,，降低力学,性,性能，影响,钢,钢件的使用,寿,寿命。但磷,可,可提高钢铁,的,的拉伸强度,和,和抗腐蚀性,。,。,Page,30,3.测定,方,方法：,方法原理,Page,31,综上所述：,C是确定钢,铁,铁型号及用,途,途主要指,标,标,Si、Mn,直,直接影响钢,铁,铁性能控,制,制一定量,S、P有害,成,成分 ,严,严格降至一,定,定量,因此，对于,生,生铁和碳素,钢,钢：C、Si、Mn、S、P等五,种,种元素的含,量,量是冶金或,机,机械工业化,验,验室日常生,产,产控制的重,要,要指标，对,钢,钢铁的生产,和选用,等具有重要,意,意义。,第八章,仪器设备的,保,保障,（补充）,8,-1 设,备,备通用工作,条,条件,一、环境要,求,求,1.整洁,：,：,避免灰尘影,响,响光学系统,以,以及导致电,路,路接触不良,2.合适,的,的温湿度范,围,围,：,必要时配备,空,空调、除湿,机,机,3.防腐,蚀,蚀,4.防震,二、仪器使,用,用,：,配备稳压电,