苏州氮氧分析仪 氧氮氢分析仪 温度
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行 业：仪器仪表 分析仪器 元素分析仪
发布时间：2023-07-12
碳、硫、氧、氮、氢元素对金属影响
金属中气体元素原定义为氧、氮、氢三种填隙式相元素，我国自1953年开展金属中气体分析工作以来，已有46年历史。它们以溶液和剩余相夹杂物的形式处于固体的和熔融的金属系统中，在一定条件下，这些元素在金属中形成真正的气体杂质，由于这种原因，氢、氧、氮称为“金属中气体生成元素”即这些元素可以在由凝聚相转变成气相后用气体分析器来测定。在实验过程中，由于气态反应产物的排出而使平衡移动时，氢、氧、氮和碳在高温和试剂的作用下可以从金属中定量在析出到气相中。这些化合物－H2O2、N2、CO、CO2、CH4、NH3、H2O等可以用气体分析方法来测定。因此象形成SO2、H2S、SO3等类化合物的硫也属于气体生成元素。这样金属中气体元素分析广义上指－将在分析过程中能形成气体状态而分析的碳、硫、氧、氮、氢五元素。
气体元素能使钢材产生缩孔、气泡、疏松、点状偏析、裂纹等缺陷。缩孔是钢锭冷却收缩时，因无液体补充而在钢锭内部形成的孔洞。钢中气泡是由于钢锭凝固时，碳－氧反应生成的气泡来不及排除就被围在钢锭内部产生的。疏松是一种微小孔洞分布在钢材内部。点状偏析形成的原因是钢件中已凝固或已呈糊状的金属部份，存在气泡或收缩孔隙，这些位置随后为富含低熔点组元和杂质的溶液所填充，就造成了点状偏析，点状偏析严重的钢中气体元素含量往往较高。而裂纹的产生通常是由于钢液凝固过程中发生了夹杂质物的集聚和气体溶解度的降低，并且一般集中在晶粒边界，形成了薄弱环节，以后当热处理或压力加工时产生的应力**过强度时，这种地方容易开裂产生裂纹。钢中气体元素除了与其它各种因素综合作用产生许多缺陷外，其本身还会对钢材性能产生各自的影响。
固体中氮分析原理：钢中的杂质氮是在冶炼、加工等过程中由原材料及气氛中吸入、残留于钢中造成的。在一定情况下，氮也作为一种重要的合金元素从中间合金或用渗入的方式加入。氮在钢中的含量因冶炼方式、热处理制度和钢种的合金成份而变动，一般为 0.001%-0.50%，若经氮化或氰化处理，钢件表层的氮量可达 1%-6%。钢中的氮绝大部分是与合金元素形成氮化物或碳氮化物，部分以原子状态固溶于钢中，较少数情况下，氮以分子状态夹杂于气泡中或吸附在钢的表面。氮是一种形成稳定奥氏体能力很强的元素，可在不降低塑性的前提下提高钢的硬度、强度和耐腐蚀性。氮与铬、钨、钼等元素形成弥散稳定的氮化物后将较度地提高钢的蠕变和持久强度。对钢件表面渗氮处理得到高度弥散的氮化物层，可获得良好的综合力学性能。氮还影响钢的电磁性能。如在硅钢中，含有氮化铝将导致矫顽力和导磁率降低，但利用硫化锰和氮化铝的有利夹杂，可以稳定地获得大晶粒的高取向组织和高磁感的冷轧硅钢片。氮对钢液有不利影响，如使低碳钢在提高强度和硬度的同时韧性降低，缺口敏感性增加，并产生兰脆现象同时，当氮含量较高时将使钢的宏观组织疏松，甚至产生气泡，使热或冷的变形加工发生困难。因此，对钢中氮进行测定和了解，为控制冶炼和加工工艺提供了技术参数，具有重要的意义。自从六十年代初 A.M.Baccemah 等人将脉冲加热技术应用于金属中气体分析以来，这种方法得到了突飞猛进的发展，利用该技术制成的气体分析仪不断完善并发展，逐步趋于智能化，简便化。越来越多的实验室都选用仪器来完成样品的分析，避开化学法中配制溶液、选择溶液等复杂操作。目前高温合金、生铁及铸铁、金属功能材料等金属中氮的检测均采用脉冲加热惰性气体熔融热导检测法。脉冲加热惰性气体熔融热导检测法（JISG1228-86, ISO10720:1997）适用于钢铁中全范围氮的测定。试样在惰性气流中熔融，其氮被还原释放出来，由惰性载气送入热导池中，测量热导率的变化。
固体中氢分析原理：氢是地表分布广的元素之一，一般情况下，进入金属中的氢是较为有害的。金属材料经常发生的氢损伤现象，就是与氢有关的断裂现象。主要表现为材料的力学性能发生恶化：氢通过软化或硬化机制改变材料的屈服强度，塑性明显降低，诱发裂纹萌生，后导致断裂、滞后破坏、塑性—脆性转变和低温脆性断裂等等。钢中氢含量过高可导致轨道头部中间位置白点的产生，白点在轨道中会成为受载荷时的应力集中区域，沿着白点发展疲劳裂纹从而导致轨道在低应力条件下断裂，造成事故。因此，分析氢在金属中含量的高低、深入研究和冶炼过程中钢水氢含量变化具有重要意义。钢铁中氢含量的测定使用惰气脉冲熔融热导法（GB/T 223.82-2007），该方法适用于钢铁中全范围氢的测定。试样在惰性气流中熔融，其中氢被还原释放出来，由惰性载气送入热导池中，氢与载气热导率的差异引起电桥平衡状态发生变化，从而输出电压信号，软件积分并计算样品中氢的质量分数。
粉末冶金，作为公认的绿色、、低碳、可持续性制造技术，是基础性和战略性产业，在经济发展中占有十分重要的地位。粉末冶金材料和零件已成为新材料及高技术发展不可或缺的组成部分。越来越受到**制造业和的高度重视。粉末冶金系列产品在冶金、机械、汽车、摩托车、家电、纺织、化工、环保、能源等重点产业领域广泛应用。在*工业中，如运载火箭、、航空发动机、核工业，电子工业中使用的耐热耐蚀、减摩耐磨和摩擦材料，一些关键产品只能用粉末冶金工艺技术制造。纳米技术工艺和纳米粉末产品也进入了粉末冶金的新兴领域中，凸显了粉末冶金新技术、新工艺、新材料的重要性。因此，在世界范围内，粉末冶金技术一直是倍受关注的材料科学领域。可以预期，其将在*、现代汽车、机床工具装备、新一代信息技术基础器件和新型器械、能源等领域发挥更加重要的作用。
粉末冶金中氧含量的分析对于提高产品质量有着重要的意义。
