钢铁的化学分析方法
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一、钢铁化学分析方法铸铁中七元素的联合测定一、试剂(溶解样品)1、溶解混合酸:硫酸50毫升,硝酸8毫升,加入水中并稀至1升。
2、过硫酸铵:15%当天配制。
3、过氧化氢:3% 。
二、溶样方法称取试样0.5克于250毫升锥形瓶中,加溶解混合酸85毫升及过硫酸铵溶液10毫升,加热溶解完毕后(约15分钟),再加过硫酸铵溶液10毫升,煮沸2—3分钟,使锰呈褐色二氧化锰析出后,滴加过氧化氢使褐色沉淀澄清且过量一滴,继续煮沸1分钟,流水冷却至室温,将溶液稀至100亳升后仍倒入原锥形瓶中,并以快速干滤纸过滤于干的100毫升容量瓶中,供下述各元素测定之用。
注:1、日常分析中为加快溶解度可将溶解酸预热后加入。
2、加入溶解酸后应立即加入过硫酸铵,防止磷呈磷化氢逸出,使磷结果偏低。
硅的测定一、试剂1、钼酸铵溶液:5% 。
2、草酸溶液:5% 。
3、硫酸亚铁铵溶液:6% [每1升中需有(1:1)硫酸5毫升]。
4、定硅补充酸:取溶解混合酸100毫升,以水稀至1升即可。
二、分析方法于150毫升锥形瓶中预置补充酸30毫升,用1毫升刻度移液管吸取试样溶液1毫升,加入钼酸铵溶液5毫升,放置10—15分钟后,加入草酸溶液10毫升,硫酸亚铁铵5毫升。
以水为比较液,以波长650µm,0.5厘米比色皿测定消光值。
三、计算带一标准样品按同样操作后换算,或用标准样品绘制标准曲线。
注:1、加入钼酸铵溶液后的放置时间应随室温变化而变化,室温低于10℃应放置半小时,夏天则需放置5分钟即可。
2、加草酸后应立即加入硫酸亚铁铵,并边摇边加。
锰的测定一、试剂1、定锰混合酸:磷酸30毫升,硝酸60毫升,加入水中,加入硝酸银2克,溶解后以水稀至1升。
2、过硫酸铵溶液:15%当天配制。
二、分析方法于50亳升锥形瓶中预置定锰混合酸10毫升及过硫酸铵溶液5毫升,吸取试样溶液5毫升,加热煮沸1分钟,流水冷却至室温,以水稀至50毫升。
以水为参比液,以波长530 µm,2厘米比色皿测定消光值。
金属材料化学成分分析的几种方法
化学成分是决定金属材料性能和质量的主要因素。
因此,标准中对绝大多数金属材料规定了必须保证的化学成分,有的甚至作为主要的质量、品种指标。
化学成分可以通过化学的、物理的多种方法来分析鉴定,目前应用最广的是化学分析法和光谱分析法,此外,设备简单、鉴定速度快的火花鉴定法,也是对钢铁成分鉴定的一种实用的简易方法。
一.化学分析法
根据化学反应来确定金属的组成成分,这种方法统称为化学分析法。
化学分析法分为定性分析和定量分析两种。
通过定性分析,可以鉴定出材料含有哪些元素,但不能确定它们的含量;定量分析,是用来准确测定各种元素的含量。
实际生产中主要采用定量分析。
定量分析的方法为重量分析法和容量分析法。
重量分析法:采用适当的分离手段,使金属中被测定元素与其它成分分离,然后用称重法来测元素含量。
容量分析法:用标准溶液(已知浓度的溶液)与金属中被测元素完全反应,然后根据所消耗标准溶液的体积计算出被测定元素的含量。
二.光谱分析法
各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱,根据元素被激发后所产生的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含
量的方法,称光谱分析法。
通常借助于电弧,电火花,激光等外界能源激发试样,使被测元素发出特征光谱。
经分光后与化学元素光谱表对照,做出分析。
三.火花鉴别法
主要用于钢铁,在砂轮磨削下由于摩擦,高温作用,各种元素、微粒氧化时产生的火花数量、形状、分叉、颜色等不同,来鉴别材料化学成分(组成元素)及大致含量的一种方法。
钢铁中五大元素的作用与危害及其分析方法作者:刘张50905022010 应化2班钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。
其中除Fe(铁)外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用,故统称为铁碳合金。
它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。
钢铁生产流程包括:矿山开采→选矿→烧结→炼铁→炼钢→连铸→轧钢等。
钢铁工业是最重要的基础工业,是其他工业发展的物质基础。
有了钢铁,就使得中国国民经济的技术改造成为可能。
同时,钢铁工业的发展也有赖于煤炭工业、采掘工业、冶金工业、动力、运输等工业部门的发展。
由于钢铁工业与其他工业的关系十分密切,因此许多国家都把发展钢铁工业放在十分重要的地位,并把这种发展与国民经济各部门的发展互相协调起来,保持正常的比例关系。
针对此块精英人才,也是目前我国最稀缺的。
五大元素是特指钢铁中的碳、硫、硅、磷、锰五种元素。
五大元素各个化学元素对钢的性能有以下的影响:1、碳(C) 碳是钢铁的主要成分之一它直接影响着钢铁的性能。
碳是区别铁与钢,决定钢号、品级的主要标志。
碳是对钢性能起决定作用的元素。
碳在钢中可作为硬化剂和加强剂,正是由于碳的存在,才能用热处理的方法来调节和改善其机械性能,钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):由原料矿石引入或脱氧及特殊需要而有意加入,在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。
钢材化学分析方法1.总则1.1.本细作适用于生铁、碳素钢、合金钢、不锈钢等钢材的化学元素含量的测定。
1.2.本细则依据国标GB223《钢铁及合金化学分析方法》编写。
1.3.钢样的制备1.3.1.化学分析用试样样屑采用钻头钻取(钻头直径应尽可能的大),对于小断面钢材钻头直径不应小于16mm,对大断面钢材钻头直径不应小于12mm。
1.3.2.制取样屑时,不得用水、油或其它润滑剂,并去除钢材表面的氧化层和脏物。
钻取样屑应尽可能成细颗粒状,钻取深度达钢材厚度的2/3处。
1.3.3.钻取的样屑应混合均匀,用试样袋装好,试样袋编写上试样编号、材质规格、分析项目。
2.碳硫元素联合测定方法2.1.适用范围本方法采用GB/T 223.69-2008《钢铁及合金碳含量的测定管式炉内燃烧后气体容量法》和GB/T223.68-1997《管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量》两个标准编写。
测定范围:C:0.02~1.50%(减少称量可扩大至0.02—6.00%)S:0.003%—0.100%。
适用于生铁、碳素钢、合金钢和不锈钢的碳硫含量的联合测定。
2.2.仪器与试剂2.2.1.仪器:TP-CS2C型碳硫高速分析仪;电炉:0~1600℃/±10℃氧气瓶和氧气减压阀等。
2.2.2.各种溶液的配制:1、各种溶液的配制:(1)水准瓶溶液:1000mL蒸馏水中加入10ml浓硫酸。
(2)储气瓶溶液:1000ml蒸馏水中加入300~400g氢氧化钾。
(3)滴定瓶碘溶液(A溶液):用天平称取2g碘,置于烧杯中,加少量蒸镏水,称碘化钾20g分批加入,使碘全部溶解。
淀粉吸收液(B溶液):用天平称取2g可溶性淀粉,加入100mL煮沸的蒸镏水中,继续煮沸2—3分钟后冷却取下.将A、B两种溶液混合,用蒸镏水稀释至5000ml,摇匀。
2.3.试验程序:2.3.1.检查仪器各连接部位是否连接正确。
接通电源。
铁、碳钢及低合金钢试样,升温至1250℃左右,不锈钢、高合金钢、高温合金及精密合金升温至1300~1350℃。
钢铁化学分析检验方法摘要:钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。
其中除Fe(铁)外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用,故统称为铁碳合金。
它是工程技术中最重要、也是最有最主要的,用量最大的金属材料。
本文根据本人多年工作经验,对钢铁化学分析检验方法进行了阐述分析。
关键词:钢铁;化学分析;检验方法;1、化学元素分析化学元素分析,也叫化学成分分析,一般采用光谱(紫外、红外、核磁);色谱(气相色谱、液相色谱、离子色谱);质谱(质谱仪、气质连用、液质连用);能谱(荧光光谱、衍射光谱);热谱(热重分仪、示差扫描量热仪)对样品进行综合解析,通过多种分离和分析方法的联合运用,对样品中的各组分进行定性和定量分析,从而确定组分的结构,对样品有个全面的了解,进行原料验收、炉前分析、成品检验等各个环节的产品测试。
2、钢化学成分分析国标中对于钢铁材料的分析方法主要体现在GB/T233中,迄今为止共86个方法,涉及36种元素,这些分析方法主要集中在重量法、滴定法、分光光度法、火焰原子吸收光谱法、气体容量法等传统测试手段,都是单一元素分析方法,所用仪器简便,分析周期长,工作效率低。
3、最近的进展3.1现代工业对纯净钢的需求不断上升,超低碳、超低硫的分析非常迫切,目前看来,采用红外线吸收法是最佳选择。
红外线吸收光谱法和热导法在测定气体元素方法已确定了主导地位,作为一种相对分析方法,分析结果的准确性强烈依赖于标准值准确、可靠的超低碳硫的标准试样或基准物。
3.2电感耦合等离子体原子发射光谱技术可以进行多元素同时分析,已应用于低合金钢和铸铁中镁、镧等元素的测定,分析灵敏度与工作效率大大提高。
3.3光电直读光谱法、X射线荧光光谱法已经建标,可用于材料逐层分析的辉光放电—原子发射光谱法测定低合金钢也成为标准分析方法。
3.4国内首创了原位统计分析方法,规定了用金属原位统计分布分析法测定碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、铜、钛、钼、钒和铝等成分的分布。
检验钢铁成分的方法
钢铁成分的检验方法主要有以下几种:
1. 火花检验法:通过观察钢铁材料经过磨削加工后的表面痕迹,判断其化学成分。
这种方法比较简单直观,但需有一定的技巧和经验。
2. 化学分析法:通过使用化学试剂对样品进行定性定量分析。
钢铁成分的化学分析包括碳、硫、磷、锰、镍、铬、铜、钨、钒等元素的定性或定量测定。
这种方法准确度高,但操作复杂,耗时长。
3. 光谱分析法:基于原子光谱的特性,通过计算机分析样品的光谱数据,进而确定其化学组成。
这种方法准确度高,分析速度快,但需要专门的设备和技术人员。
4. 磁性检测法:通过磁性物质的特点来检测钢铁材料的质量。
根据磁感应强度B判断其质量情况,B值越大,说明钢铁中杂质含量较高;反之则表明杂质含量较低。
这种方法主要用于钢铁生产过程中的质量控制和废品处理。
5. 金相检验法:通过观察钢铁材料在显微镜下的组织结构来确定其成分。
这种方法主要用于研究钢铁材料的组织和性能的关系,以及钢铁材料的失效分析等。
以上就是一些常见的钢铁成分检验方法,具体选择哪种方法需要根据实际需求和条件进行评估。
普通钢五元素分析一碳硫分析用定碳定硫仪测定二硅磷锰的分析1所需试剂硝酸(1+3) (1份硝酸+3份水)2过硫酸铵(固体)①测锰混酸:硝酸银1g溶于500ml水中,加硫酸25ml磷酸30ml,硝酸30ml,用水稀至于1升。
②钼酸铵溶液:5%③草酸溶液:5%④硫酸亚铁铵溶液:6%(每100ml溶液中滴1+1硫酸6滴)⑤钒酸铵溶液:0.25%(取钒酸铵2.5g加入500ml水加热溶解冷却,加入浓硝酸30ml用水稀至1升)操作方法称取试样和相同牌号的标样各1g,分别臵于100ml两用瓶中。
加1:3的硝酸50ml加热溶解,加固体过硫酸铵1g左右,煮沸1分钟冷却,稀至100ml两用瓶中硅的测定吸取试液和标液各2ml,分别臵于100ml两用瓶中,加(1+3)硝酸1ml,水3ml,加钼酸铵溶液(5%)5ml,在沸水溶液中加热30秒钟,流水冷却,立即加5%草酸溶液10ml,6%硫酸亚铁铵溶液10ml,在波长650mm 处用1cm比色皿进行测定,记下试样和标样的消光值E1、E21) -锰的测定分别吸取试液和标液各5ml,分别臵于50ml的两用瓶中,加测锰混酸20ml,加过硫酸铵固体1g,加热煮沸1分钟左右,冷却稀至50ml两用瓶中,在波长530nm处用1cm比色皿进行测定,记下试样和标样的消光值E2、E1E1=2) 磷的测定吸取试样和标样各20ml分别臵于两只150ml烧杯中,其中一只空白加入8ml水,另一只加入0.25%钒酸铵溶液3ml,5%钼酸铵溶液5ml,在波长470nm处用2cm比色皿进行测定。
记下试样和标样的消光值E2、E1不锈钢中九元素分析A 碳硫测定 (仪器分析)B 硅、镍、钛、磷、锰、铬。
钼测定试样溶液的制备1试剂:稀王水盐酸+硝酸 +水=1+1+12操作:称取试样和相同牌号的标样各0.1g,分别臵于100ml的两用瓶中,加入1+1+1稀王水10ml,温热溶解,注意尽量减少蒸发,冷却后稀至刻度。
(一) 钛的测定一试剂1 盐酸:1+12 抗坏血酸:4% 当天配制3 二安替比林甲烷溶液:2.5% (称取2.5克DAM溶于1+10盐酸100ml中)二操作方法吸取试液10ml两份臵于50ml两用瓶中显色液:加4%抗坏血酸5ml,放臵使Fe的黄色退尽,加1+1盐酸5ml,加DAM溶液10ml,以水稀至刻度,放臵半小时后用2cm比色皿在420nm处测定消光值,标样同时操作。
检验钢铁成分的方法
检验钢铁成分的方法主要有以下几种:
1. 化学分析法:通过化学反应,将钢样品中的元素与特定试剂反应后,通过物理量的测量(如体积、质量、荧光等)来检测钢中各元素含量。
这种方法精度高、可靠性强,但需要长时间才能得到结果。
2. 光谱法:将钢样品加热至高温,使其发射出特定波长的光谱,通过测量光谱的强度和能量来检测钢中各元素含量。
常用的光谱法有光电子能谱、原子发射谱、荧光光谱等。
这种方法具有检测速度快、精度高、操作简单等优点,但需要设备较为复杂。
3. 分光光度法:通过测定被测物质的特定波长范围内的吸光度和发光强度,对该物质进行定性和定量分析的方法。
具有应用广泛、灵敏度高、选择性好,准确度高、分析成本低等特点,缺点是一次只能分析一个元素。
4. 滴定法:用一种标准浓度的试验试剂对溶液中所包含的金属成分进行测试,在金属中成分与试剂充分反应后,就可以使其达到最终的滴定终点。
该方法适用于含量在1%以上各种物质的测试。
此方法主要缺点是效率不高。
5. 原子光谱分析法:可以分为原子吸收光谱法和原子发射光谱法,是一种传统的分析金属材料成分的技术。
6. X射线荧光光谱法:大多数用来测定金属元素,也是一种常见的金属材料成分测定方法。
7. 电感耦合等离子体光谱法。
以上方法各有特点,可以根据具体情况选择适合的方法进行钢铁成分的检验。
钢铁中锰的测定
钢铁中锰的测定是一种常见的化学分析方法,用于快速、准确地测定钢铁中的锰的含量。
钢铁中锰的测定的基本原理是:将钢铁中的锰以锰酸钠的形式进行氧化,再将其与铁黄素溶液发生反应,然后进行光度测定,用以检测其发生反应时光度改变的情况,最后由原料
中锰量得知其光度改变的程度,从而计算出钢铁中锰的含量。
此外,还需要在测定痕量锰时进行消杂处理,以除去其可能含有的其他金属离子和有机物,从而减小干扰因素,保证测定结果的准确性。
整个测定钢铁中锰的过程大致分为如下几个步骤:首先通过分子筛、离心选择最佳样品,
其含锰量应至少达到200毫克;然后配制试液,主要是将滤液或样品中的有机物等去除,消去其潜在干扰;紧接着将钢铁样品发生氧化反应,形成锰酸钠溶液;在此基础上,将其
与铁黄素溶液混合发生反应;最后进行光度测定,得出固溶体中锰的含量,最终确定其中
的锰含量。
由于钢铁对环境和生物的影响非常重大,因此对钢铁中锰的测定及其合理的管控非常重要。
测定的准确性和锰的含量将直接关系到钢铁的质量,从而确保产品的安全性和可靠性。
综上所述,钢铁中锰的测定是一种可靠、准确的方法,用于快速检测其中锰的含量,为钢铁的生产提供了重要保障,确保我们使用的产品符合标准要求。
常用钢铁材料的鉴别方法1.观察外观特征:观察钢铁材料的表面颜色、光泽度、是否有锈蚀、氧化、腐蚀等情况。
不同的钢铁材料在外观上可能有明显的区别。
2.磁性测试:用磁铁靠近钢铁材料,观察其是否有磁性。
普通碳素钢和低合金钢一般具有磁性,而不锈钢等不含碳的合金则没有或仅有弱磁性。
3.化学成分测试:通过化学成分分析仪器,对钢铁材料进行成分分析。
不同类型的钢铁有不同的成分,如碳素、硫、磷、锰、铜、硅、镍、铬等。
通过对元素含量的分析,可以判断出钢铁的种类。
4.金相分析:通过金相显微镜观察钢铁材料的显微组织结构。
不同的钢铁材料通过显微组织的形貌、晶粒大小、相含量等特征,可以得到不同的结构信息,进而判断出钢铁的类型。
5.硬度测试:通过硬度测试仪器(如洛氏硬度计、维氏硬度计等),测量钢铁材料的硬度数值。
不同类型的钢铁具有不同的硬度范围,通过硬度测试可以判断出钢铁的种类。
6.密度测试:通过密度测试仪器(如比重测定仪、密度计等),测量钢铁材料的密度数值。
不同类型的钢铁密度略有差异,通过密度测试也可以作为鉴别的一种手段。
7.强度测试:通过拉伸试验机等设备对钢铁材料进行力学性能测试,得到其强度、延伸性、韧性等数据,进而推测出钢铁的类型。
8.快速鉴别方法:除了上述传统的鉴别方法外,还可以使用快速鉴别方法,比如光谱仪、X射线衍射仪等高科技仪器,通过测量波长或衍射数据,从而对钢铁材料进行鉴别。
需要注意的是,以上方法可能需要专业的测试仪器和仪表,因此在进行钢铁材料鉴别时,最好由专业人士进行操作和解读结果。
此外,综合运用多种鉴别方法,可以提高准确性和可靠性。
收稿日期:1999-06-30作者:陈自斌 男 35岁 工程师 长期从事产品化学分析方法标准研究工作国内外钢铁化学分析方法标准述评陈自斌(冶金部信息标准研究院 北京 100730)曹宏燕(武汉钢铁(集团)公司 湖北武汉 430080)摘 要 通过对GB 、ISO 、J IS 、A STM 、ГОСТ等国内、外钢铁化学分析方法标准的研究的基础上,提出了各国现行标准分析方法特点及其发展动态,着重分析了我国钢铁化学分析方法的标准的现状,以及今后发展方向的建议。
关键词 标准 钢铁 化学分析 述评REV IE W OF AVA I LAB L E M ETHOD S OF CHE M I CAL ANALY SISIN IRON AND STEEL OF GB ,IS O ,J IS ,AST M ,BS AND ГОСТChen Zib in(Ch ina M etallu rgical Info rm ati on &Standardizati on R esearch In stitu te ,Beijing 100730)Cao Hongyan(W uhan Iron and steel (Group )Co rpo rati on ,W uhan ,H ubei P rovince 430080)ABSTRACT O n the basis of investigati on of availab le m ethods of chem ical analysis in iron and steel of GB ,ISO ,J IS ,A STM ,BS and ГОСТ,analysis their characteristic and developm en t ,ex specially in situati on of availab le m ethods of GB ,and suggest to draft and revise m ethods of chem ical analysis in iron and steel of GB in fu tu re .KEY WOR D S standards ;iron and steel ;chem ical analysis ;review 经几代人的努力,我国已制定的钢铁化学分析方法国家标准(GB 223)共35个元素(项目)76个分析方法,其中除7个原子吸光谱、3个极谱和2个定氧方法外均为光度法、重量法和滴定法。
化学成分分析方法及检验规程1.目的和适用范围为确保成品的出厂检验和试验符合产品标准的要求,明确规则成品出厂检验的项目.程序和方法,特制定本文件。
本文件适用于本公司生产产品化学成分的检验。
2.引用文件GB/T223钢铁化学成分分析方法3.碳.硫分析方法碳硫联测-红外吸收法试样经高频炉加热,通氧燃烧,使碳和硫分别转化为二氧化碳和二氧化硫,并随氧气流经红外池时产生红外吸收。
根据它们对各自特定波长的红外吸收与其浓度的关系,经微机运算处理,显示并打印出试样中碳.硫的含量。
本法适用于钢.铁.铁合金等样品中碳和硫的联合测定。
3.1准备作业:打开电源,预热一小时后,把氧气压力调到0.18MPa。
3.2仪器的校准:首先做三个较高碳硫的标样,取两个结果相近的结果输入标准值进行校准3.3分析:首先输入重量值之后按F1键进行分析,重复两次取平均数4.硅的分析方法试样用稀酸溶解后,使硅转化为可溶性硅酸:3FeSi+l6HNO3=3Fe(NO3)3+3H4SiO4+7NO+2H2OFeSi+H2SO4+4H2O=FeSO4+H4SiO4+3H2加高锰酸钾氧化碳化物,再加亚硝酸钠还原过量的高锰酸钾,在弱酸性溶液中,加入钼酸铵,使其与H4SiO4反应生成氧化型的黄色硅钼杂多酸(硅钼黄),在草酸的作用下,用亚铁盐将其还原为硅钼蓝。
4.1试剂:4.1.1钼酸铵溶液(50g/L);4.1.2草酸溶液(50g/L)4.1.3硫酸亚铁铵溶液(60g/L);4.1.4硅标准溶液(20g/mL)仪器721等类型的光度计。
4.2分析步骤称取0.05克样品放入250ml锥形瓶中,加热溶解至冒大泡,取下加入10ml 氨性钼酸铵震动10秒,加入2.5%草酸,1%硫酸亚铁铵,用721等类型的光度计于660nm波长测定吸光度。
4.3结果计算:硅的含量为标样含量/标样吸光度×待测样吸光度5.锰的分析方法亚砷酸钠-亚硝酸钠容量法原理:试样用混酸(硫.磷混酸或硫.磷.硝混酸)溶解MnS+H2SO4=MnSO4+H2S3Mn+8HNO3=3Mn(NO3)2+2NO+4H2O3Mn3C+28HNO3=9Mn(NO3)2+10NO+3CO2+14H2O在酸性介质中,以硝酸银为催化剂,用过硫酸铵氧化二价锰至七价锰2Mn(NO3)2+5(NH4)2S2O8+8H2O ag+-2HMnO4+5(NH4)2SO4+4HNO3+5H2SO4反应完毕后加氯化钠除去银离子,然后用亚砷酸钠-亚硝酸钠标准溶液滴定高锰酸至红色消失为终点。
钢材化学分析试验报告一、实验目的通过对钢材进行化学分析,了解其组成和品质。
二、实验原理钢材主要由铁、碳以及其他合金元素组成。
在化学分析试验中,可以通过一系列的化学反应和测试方法来确定钢材的成分和含量。
常用的化学分析试验包括测定碳含量、含氧量、硫含量、氮含量、磷含量等。
三、实验仪器与试剂仪器:电子天平、电磁炉、燃烧管、灼烧器等。
试剂:硝酸、硫酸、盐酸、稀硝酸、硝酸银、亚硝胺、硫酸铜等。
四、实验步骤1.测定碳含量:a.取一定质量的钢材样本,并用电子天平称重记录质量。
b.将样本放入电磁炉中进行燃烧,在燃烧过程中,通过测量样品前后的质量变化来计算样品中碳的含量。
2.测定含氧量:a.取一定质量的钢材样本,并用电子天平称重记录质量。
b.将样本放入燃烧管中,用灼烧器将其燃烧,同时向燃烧管中通入稀硝酸蒸气。
c.通过滴定法测定未被氧化的溶液中硝酸银的体积,计算出含氧量。
3.测定硫含量:a.取一定质量的钢材样本,并用电子天平称重记录质量。
b.将样本放入燃烧管中,在通入的氧气气流中进行燃烧,使硫转化为二氧化硫。
c.将气流通过硫酸铜溶液中,其中的硫酸铜溶液会被二氧化硫气体还原为纯净的无色状态。
d.通过滴定法测定硫酸铜溶液中二氧化硫的含量,计算出样品中的硫含量。
四、实验结果和数据处理根据实验步骤所得到的数据,我们可以计算出样品中碳、氧、硫等元素的含量。
根据各个元素的含量,可以判断钢材的成分和质量,并与标准要求进行对比。
五、实验结论通过对钢材进行化学分析试验,我们可以得知其碳含量、含氧量、硫含量等信息,从而了解钢材的成分和品质。
根据实验结果,可以判断钢材是否符合标准要求,是否适用于特定的使用环境。
六、实验注意事项1.实验操作过程中应注意安全,避免化学试剂直接接触皮肤和眼睛。
2.操作仪器时应按照操作要求正确使用,确保实验过程的准确性和可靠性。
3.实验前应熟悉实验步骤和仪器使用方法,避免出现操作失误和实验失败的情况。
[1]《钢材化学分析试验方法标准》[2]《钢材质量检测与分析》以上为钢材化学分析试验报告的大致框架,具体内容可根据实验情况进行调整和补充。
钢材化学成分分析方法对比摘要:随着我国钢铁工业的不断发展,钢材中微量元素的测定已成为钢铁行业中较为关注的问题。
传统的化学方法在测定钢材微量元素的过程中暴露出了一些问题。
而近些年,光谱分析法在钢铁生产过程中,逐渐应用于钢材的质量控制过程中。
关键词:光谱分析化学分析钢铁1、前言钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。
而钢含有主要元素除铁、碳外,还有硫、硅、锰、磷、鉻、钼、钒等微量元素。
这些元素的含量在一定程度上影响着钢材的特性和质量。
对钢材中微量元素的测定是钢材生产过程中质量控制的重要环节。
对于钢材中微量元素的测定,传统的方法是通过化学方法将钢材中的微量元素消解、溶出,然后通过火焰吸收、分光光度法或者重量法等方法对微量元素加以测定。
但随着我国国民经济的不断发展,钢材生产技术的也蓬勃发展,对钢材的需求越来越大,传统的化学方法在测定钢材微量元素的过程中暴露出了一些问题。
而近些年,光谱分析法在钢铁生产过程中,逐渐应用于钢材的质量控制过程中。
2、光谱分析与化学分析的工作原理光谱分析所采用的原理是用电弧或者电火花的高温使得样品中各种元素从固态直接气化并激发而发射出各种元素的特征波长,用光栅分光后,直接成为按波长排列的“光谱”,这些元素的特征光谱线通过出射夹缝,射入各自的光电倍增管,光信号变成电信号,经仪器的控制测量系统将电信号积分并进行模数转换,然后用计算机处理,计算出各种元素的百分含量。
化学方法测定钢材中的各种元素的原理一般为通过化学的方法将钢材中的特定元素溶解,然后根据其物理或者化学性质进行重量法或者显色法等方法测定。
例如:针对钢铁的锰元素,将所测元素锰在适宜的酸度下溶解,硝酸银作催化剂,用过硫酸铵将锰氧化为紫红色的七价锰,然后通过分光光度计测其吸光度;磷在氧化剂过硫酸钾存在的情况下,通过高温消解将磷氧化为正磷酸盐,磷酸与钼酸铵在适宜的酸度条件下生成黄色的络合物,在催化剂硝酸铋存在的情况下,用抗坏血酸将磷钼黄络合物还原为磷钼蓝络合物,用分光光度计测其吸光度;硅用稀酸溶解试样,使硅转化为可溶性的硅酸,将硅酸放于微酸性溶液中与钼酸铵结合成具有黄色的硅钼杂多酸。
钢铁的化学分析方法
一、钢的分类1.按化学成份分类:按化学成分,可以把钢分为碳素钢和合金钢两大类。
(1 )碳素钢:①低 C < 0.3%
②中碳钢C 0.3 ~ 0.6%
③高碳钢C > 0.6%
主要分析的元素为:C、Si、Mn、S、P 五元素。
( 2 )合金钢
按合金元素总量分:
①低合金钢合金元素总量 < 5%
②中合金钢合金元素总量5 ~ 10%
③高合金钢合金元素总量 > 10%
按合金元素数目分:除铁和碳两个基本元素外,另加入一种合金元素,称为三元钢,入两种合金元素称为四元钢,依此类推。
如:锰钢、铬钢、铬锰钢、硅锰钢等。
分析元素为:C、Si、Mn、S、P + 合金元素
2 .按品质分类:根据钢中含有害杂质的多少工业用钢通常分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
①普通钢:S W 0.055% P < 0.045%
②优质钢:S、P W 0.040%
③高级优质钢:S< 0.030% p w 0.035%
3 .按金相组织分类:
①退火状态的:亚共析钢、共析钢、过共析钢
②正火状态的:珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢。
③无相变或部分发生相变的:铁素体钢、奥氏体钢、变相钢(如半铁素体钢、半奥氏
体钢)
4.按用途分类等:建筑及工程用钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢。
5 .按冶炼方法分类:平炉钢、转炉钢、电炉钢。
各种方法并不存在谁好谁坏的问题,主要是根据不同需要不同场合而采用不同的分类方法。
二、铸铁的分类
铸铁是一种铁碳合金,碳含量较高,一般在2.0%以上,除了铁和碳以外,还含有硅、锰、硫、磷及其其他合金元素。
铸铁一般分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。
分析C 、Si、Mn、S、p + 合金元素。
三、分析方法的分类: (主要针对钢铁的分析) 根据测定原理和使用仪器的不同,分析方法可以分为化学分析
法和仪器分析法。
1 .化学分析法:以物质的化学反应为基础的分析方法。
( 1 )定性分析:是确定物质由哪些组分所组成。
(2)定量分析:是确定物质各个组分的准确含量。
①重量分析法:根据化学反应生成物的质量求出被测组分的含量的方法。
②气体分析法:根据化学反应中所生成气体的体积或气体与吸收剂反应生成的物质的质量,求被测组分
的含量的方法。
③滴定分析法(又称容量分析):根据化学反应中所消耗标准溶液的体积和浓度求出被测组分的含量的
方法。
分类:a. 酸碱滴定法
b. 氧化还原滴定法
c. 络合滴定法
d. 沉淀滴定法
④比色分析法:试样溶液经显色后,溶液颜色深浅的程度与已知标准溶液相应的颜色比较,以确定物
质含量的方法。
2.仪器分析法:以物质的物理或物理化学性质的变化为基础测定物质含量的方法。
由于这些方法都需要使用特殊仪器,所以通称仪器分析法。
(1 )光分析法:光分析法又可以分为非光谱法与光谱法两类。
非光谱法:是指不以光的波长为特征讯号,仅通过测量电磁辐射的某些基本性质的变化的分析方法。
如:折射法、干涉法、X 射线衍射法和电子衍射法等。
光谱法:通过检测光谱的波长和强度的分析方法。
如:原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、红外吸收光谱法、X 荧光光谱法、核磁共振波谱法、激光拉曼光谱法
(2 )电分析化学方法
以电讯号作为计量关系的一类方法, 主要有五大类: 电导、电位、电解、库仑及伏安。
四、钢铁分析常用的仪器
1 .红外碳硫分析仪
当红外光照射到样品时,其辐射能量不能引起分子中电子能极的跃迁,而只能被样品分子吸收引起分子振动能级和转动能级的跃迁。
由分子振动和转动能级跃迁产生的连续吸收光谱称为红外吸收光谱。
高频红外碳硫分析仪的基本工作原理是:基于高频感应原理,保证充足的氧气并在助熔剂的存在下,将样品进行充分燃烧,样品中含有的碳元素和硫元素转换成二氧化碳(CO2)和二氧化硫(SO2),然后再借助CO2 和SO2 吸收特定波长的红外光能量的原理,将CO2 和SO2 的含量浓度信号转换成电压信号,最后借助于计算机软件对得到的电压信号进行分析,得到CO2 和SO2 的含量,从而对应得到碳元素和硫元素的含量。
红外碳硫分析仪是分析金属材料中C、S 这两个组分的专用仪器。
2.光电直读光谱仪
原理:原子核外的电子在一般情况下处于最低能量状态称为基态,当获得足够能量后会使外层电子从低能级跃迁至高能级,这种状态称为激发态,是一种不稳定的状态,寿命小于10-8s,当从激发态回到基态时就要释放出多余的能量,若以光的形式出现就得到发射光谱。
不同元素能够产生不同的特征光谱,而特征光谱的强度又与发光物质的含量存在着定量关系。
根据所测得的光谱中各元素的特征谱线是否出现及所呈现的强度就可以进行该元素的定性和定量分析。
光谱分析仪器通常有三部分组成:光源、分光仪、检测器(目视法、摄谱法、光电法)。
光电直读光谱仪是测定金属材料最方便、最快捷、最通用的分析仪器。
理论上讲,它可以分析固体金属材料中几乎所有的组分。
3、原子吸收光谱
原理:原子吸收光谱法是以测量气态基态原子外层电子对共振线的吸收为基础的分析方法。
它根据从光源辐射出来的待测元素的特征光谱通过试样蒸气时,被蒸气中特征元素的基态原子所吸收,由特征光谱(通常是共振线)被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。
原子吸收光谱仪由四部分组成:光源、原子化器、单色器、检测器。
原子吸收光谱仪具有检出限低、准确度高、选择性好(即干扰少)分析速度快等优点。
主要适用样品中微量及痕量组分分析。
五、应用举例
1、进厂原材料的检验。
2、关键零部件热处理前的复检。
3、热处理失效分析。
4 、混料的挑选。