工业分析化学(第二版)第七章 金属材料分析

《工业分析》教学大纲本大纲是根据《化学检验工职业鉴定规范》和《化学检验工国家标准》（劳社厅发〔2002〕1号）编写，适用于两年制化学分析检验专业。

一、说明1．课程性质和内容《工业分析》课程是根据“化学检验专业教学计划”的要求，为培养化两年制化学分析检验专业而开设的一门实践性很强的专业课。

主要内容包括：试样的采取与制备、水质分析、煤质分析、硅酸盐分析、钢铁分析、肥料分析、气体分析、化工产品分析、农药分析和物质物理常数和物理特性的测定。

同时还适当介绍了现代工业分析化学的新发展，新特点及研究新方法。

2．课程的任务和要求本课程的目的和任务是：通过《工业分析》课程的学习，培养学生将化学分析和仪器分析的基础知识、基本理论、基本计算技巧和实验技术综合运用于工业生产的原材料、中间产品、产品、副产品及生产过程中产生的各种废物的分析测试能力；要求学生掌握将个别孤立物质的分析方法应用于复杂多变的实际样品分析的方法技巧，从而较全面、系统地认识工业分析的本质和规律；要求学生熟练掌握进行工业样品分析的基本实验操作技能和方法；具有进行分析方法研究的基本知识和基本能力。

为生产实习、毕业实习和日后的分析测试工作奠定扎实的基础。

其主要任务是向学生系统讲授样品的采集、制备和分解方法，各类样品中组分或元素的测定方法以及分析结果的计算方法和审查方法，同时进行实际样品的分析测定操作训练，使学生掌握获得正确分析数据的基本过程和基本方法，切实培养他们分析问题和解决问题的能力。

3．教学中应注意的问题(])贯彻党的教育方针，明确专业培养目标和《国家职业标准》对两年制化学分析检验专业《工业分析》的要求，以及本课程的性质、任务和要求，正确处理基础知识、基本技能的教学与培养能力的关系。

(2)加强实验教学，重视技能训练，保证实验学时和质量。

二、学时分配表三、课程内容、内容及建议绪论（2学时，其中讲2学时）第一章试样的采取和制备（9学时，其中讲5学时，练习4学时）教学要求1、掌握试样的采取和制备在工业分析中的作用和一般要求．2、掌握固体、液体和气体试样的采取方法。

金属材料元素化学分析方法及注意事项摘要：近年来，随着科技的发展和人们对健康的重视，化学分析仪器在越来越多的行业领域，得到了日益广泛的应用。

本文主要对金属材料元素化学分析方法及注意事项进行论述，详情如下。

关键词：金属材料；化学分析；方法引言在社会发展的带动之下，对于金属材料的需求也呈现出进一步增长的趋势。

在市场上，一些愈发复杂性，能更强的金属材料也纷纷出现。

这些金属材料的通信就是性能优良，相较于传统的材料，它们硬度更高，韧度更强，外观更美观，得益于各种金属元素的精确配比，也让不同的金属材料有了不同的物理性质，而在实际的应用中，采用化学分析法的方式进行内部化学元素的分析，从而更好地研究金属材料的元素构成，提升金属材料的利用效率，发挥出金属材料的最大价值。

1 化学分析概述化学是获得和研究材料自身化学结构的一种重要科学，它不仅具有很强的理论性质，在实践上也有显著的优越性。

通过将其与现实工作相结合，与科学实践相结合，合理地使用化学分析及化学物质的技术，成为运用到各项实际工作中的一个重要科学手段。

在进行化学分析的过程中，我们发现，化学实验技术是理论分析和实践运用的基础技能，是进行化学基础理论研究的先决条件，它能与电子计算机等现代科技手段有机地结合，实现快速准确地分析研究。

在实践中，通过对化学试验技术的运用，可以分析和解决各种问题，特别是化学发光法在化学分析技术上的广泛应用，提高了这一传统分析手段的分析效率和可靠性，在工业和科学研究领域都能得到合理的使用。

标准化的化学分析在环境监测工作中占有举足轻重的地位，规范化的化学分析方法能够全面、准确地收集到有关环境的信息，从而为今后的环保工作提供科学的依据。

自然环境中的物质组成成分比较复杂，应针对具体情况采取有效的测量手段，以确保环境监测的准确性，从而提高治理环境污染问题的成效。

化学分析法属于基础和传统的分析技术，相对于仪器分析对人员技能的要求较高，取得检测信息的过程比较复杂。

第七章钢铁分析第一部分复习与思考题一．简述钢铁试样中各组分存在的形式及性能钢铁是铁和碳的合金，大部分是铁，碳、硅、锰、硫、磷是主要杂质元素，俗称为“五大元素”。

1.碳存在形态：游离态：无定形碳、退火碳、石墨碳等化合态：Fe2C，Mn3C,WC,Cr3C2性能：碳是钢铁中的重要元素，对钢铁性能起决定性作用的元素。

当碳含量高时，钢的硬度和强度增加，压延性和冲击韧性降低;含碳量低时，硬度较低，压延性和冲击韧性增强，熔点较高钢铁的分类常常以碳含量的高低为主要依据。

含碳低于0.2%称为纯铁；含碳量在0.05%-2%之间的称为钢含碳量高于2%即为生铁存在状态对钢铁性能的影响：灰口铁，石墨碳多，软而韧，易于铸造；白口铁，化合物碳多，硬而脆2.硅存在形态：主要以硅化物：FeSi、MnSi、FeMnSi存在，有少部分则以硅酸盐形态存在，形成钢中非金属夹杂物。

性能：（1）增强钢的强度，弹性，提高抗氧化能力及耐蚀性（2）促使C游离态为石墨状态，使钢富于流动性，易于铸造（3）硅也是钢的有效脱氧剂硅直接控制钢铁性能，控制一定量3.锰存在形式:钢铁中主要以MnS、Mn3C、MnSi、FeMnSi及固溶体状态存在性能：（1）锰与氧硫具有较强的化合能力，故为良好的脱氧和脱硫剂，降低钢的热脆性，提高热加工性能（2）锰提高钢的可锻性和机械强度（3）含量达14%时，使钢具有良好的耐磨性锰直接影响钢铁性能，控制一定量4.硫存在形态： 主要以MnS 或FeS 状态存在性能：使钢产生热脆性——有害成分为什么会产生热脆性？FeS 的熔点较低，最后凝固，夹杂于钢铁的晶格之中。

当加热压制钢 铁时，FeS 熔融，钢铁的晶粒失去连接作用而脆裂。

因此，国家标准规定碳素钢中S<0.05%时，优质钢中S<0.025%5.磷存在形态：Fe 2P 、Fe 3P 性能：一般属于有害元素，降低钢的塑性、韧性和高温性能，减弱钢对冲击的抵抗能力，使钢铁产生冷脆现象，影响钢的锻接性能。

专题07 金属及金属材料的利用（讲练）1、了解常见金属的物理特征，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系；2、认识合金概念，知道生铁和钢等重要合金，了解合金的优点。

3、了解炼铁的原理，认识工业炼铁、炼钢的方法；4、了解金属锈蚀的条件和防此金属锈蚀的简单方法；一、几种重要金属金属材料：一般分为纯金属和合金两类。

1、金属的物理性质：（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽；（2）密度和硬度较大，熔沸点较高；（3）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）（4）有良好的导热性、导电性、延展性2．金属之最：（1）铝：地壳中含量最多的金属元素；（2）钙：人体中含量最多的金属元素；（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）；（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）；（5）铬：硬度最高的金属；（6）钨：熔点最高的金属；（7）汞：熔点最低的金属。

二、合金1、定义：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。

注意事项：（①合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；②金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化）。

2、合金特点：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好3、举例：（1）铁的合金：生铁（含碳量2%～4.3%）和钢（含碳量0.03%～2%）区别：含碳量不同（2）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金，它人类使用最早的合金。

（3）钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，优点：I、熔点高、密度小；II、可塑性好、易于加工、机械性能好；III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。

（4）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等形成合金。

广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。

金属材料化学分析2篇金属材料化学分析第一篇：金属材料化学分析概述金属材料化学分析指的是对金属材料样品进行化学测试和分析，以了解其物理和化学性质，对材料的组成、结构、性质及其变化进行分析和检测。

化学分析方法广泛应用于现代工业制造、质量控制、环境污染监测、材料研究和生命科学等领域中。

下面将详细介绍金属材料化学分析的方法和技术。

1. 原子吸收光谱法原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectrometry，AAS)是一种广泛应用于金属分析的重要方法。

它利用样品溶液中金属离子吸收具有特定波长的光线，从而测定金属元素的含量。

因具有检测灵敏度高、准确性好、选择性强、样品消耗小、适用于不同金属元素的分析等优点，已成为广泛应用于各种领域的一种分析方法。

2. X-射线衍射法X-射线衍射(X-ray Diffraction，XRD)是一种常见的材料分析方法，用来确定材料的结构。

XRD基于材料内部原子的排列模式而工作，可以确定样品中存在的所有化学物质以及它们的结晶状态。

XRD可以用于分析任何晶体材料，如金属、陶瓷、聚合物等。

此外，与其他化学分析方法相比，该方法的基础设施要求较低，使用成本较低。

3. 扫描电镜扫描电镜(Scanning Electron Microscopy，SEM)可以通过扫描样品表面以获取用电子束激发后反射、散射、发射出的原子来获得有关样品形态、结构和拓扑的信息。

使用SEM，可以观察到金属样品中的表面微观结构，发现金属样品中的任何异常，此外，还可以使用扫描电子显微镜进行波谱分析。

4. S/T 曲线分析S/T曲线分析(Sigmoidal/Thresholding Curve Analysis，S/T)是一种常见的化学分析方法，其基本原理是将样品中的化学反应表现为S曲线或阈值曲线(Threshold curve)。

S/T曲线分析已广泛用于分析生命科学中复杂样品的反应动力学，材料科学中纳米材料的尺寸分布，以及对化学反应与样品制备的质量控制的应用。

第一章钢的合金化原理1．名词解释1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。

(常用M来表示)2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。

3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。

如：V，Nb, Ti 等。

5）原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr：ε-FexC→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C66）离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。

如V，Nb, Ti等都属于此类型。

2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在a-Fe中形成无限固溶体？哪些能在g-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在a-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在g-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？答：（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶.b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。

如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。

（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。

一般为铁素体形成元素分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。