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鋼鐵五元素分析中的碳硫分析理論
鋼鐵五元素分析中的碳硫分析理論
高速分析淵源于鋼鐵五元素分析,，特別是碳,、硫分析,。因此,，在注意到其他分析方法高速化的同時,，將著重討論對碳量和硫量測定的理論問題。碳,、硫分析的新理論,。“新”的含意包括兩個方面，首先它在經(jīng)典的碳硫分析理論基礎(chǔ)上有發(fā)展,，另外,，在某些方面對鋼鐵中碳、硫測定進(jìn)行了有新意的定量地論述,。
碳,、硫是確定鋼鐵產(chǎn)品規(guī)格和質(zhì)量的重要元素。碳含量高于1.70%以上的叫鐵,，低于1.70%的叫鋼,。通常把含碳量高于0.60%的鋼叫高碳鋼，含碳量在0.25%-0.60%之間的鋼叫中碳鋼,，含碳量小于0.25的鋼叫低碳鋼,，含碳量小于0.04%的叫工業(yè)純鐵。碳對鋼鐵的性能起著重要的作用,。
隨著碳含量的增加,，鋼的硬度和強(qiáng)度得到提高，其韌性和塑性下降,；反之,，若含碳量減少,，則硬度和強(qiáng)度下降,，而韌性和塑性增加。硫存在于鋼鐵內(nèi),，惡化鋼鐵質(zhì)量,，降低鋼的力學(xué)性能及耐蝕性、可焊性,。特別是鋼中的硫,，若以硫化鐵狀態(tài)存在時，它的熔點低（1000℃左右）,，將會引起鋼的“熱脆”現(xiàn)象,，即熱變形,，高溫時工件產(chǎn)生裂紋，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命,。所以,，紅外碳硫分析儀鋼中的硫含量越低越好，一般來說,，普通鋼中的含硫量不大于0.050%,，工具鋼中硫量不大于0.045%，鋼硫量不大于0.020%,。碳,、硫在鋼鐵中以化合態(tài)和游離態(tài)存在。
化合碳,，主要以鐵碳化合物和合金元素碳化物的形態(tài)存在,，鐵碳化合物如Fe3C能溶解在含氧化劑的濃硫酸和濃硝酸中；而合金元素碳化物難溶于酸,，為了促溶增溶,，往往結(jié)晶形碳等。游離碳,，主要指碳固溶體中的碳,，如石墨碳、退火碳,、無定形碳,、轉(zhuǎn)化成游離碳，如滲碳體化為鐵素體,。滲碳體,，常稱白口鐵，硬而脆難加工,，轉(zhuǎn)化為鐵素體,，稱灰口鐵，質(zhì)軟易加工,。石墨碳為球形,，即球墨鑄鐵?？梢?，碳的形態(tài)，直接影響鋼鐵性質(zhì),。硫在鋼鐵中主要以MnS和FeS的形態(tài)存在,，僅含少量的其他硫化物。而游離態(tài)的硫甚少。
鋼鐵中的硫,，一般易溶于酸中,，在氧化性酸中生成硫酸鹽，在非氧化性酸中,，生成硫化氫,。鋼鐵中的碳和硫在高溫下（1250-1400℃）通氧燃燒，均能轉(zhuǎn)化為氣體,，分別生成此即燃燒法測定碳硫的基礎(chǔ),。鋼鐵中碳量和硫量的測定。首先將試樣在高溫爐中通氧燃燒,，生成并逸出CO2和SO2氣體,，用此法實現(xiàn)碳和硫與金屬元素及其化合物的分離，然后測定CO2和SO2的含量,，再換算出鋼鐵中碳和硫的含量,。
測定方法有：容量法：常用的有氣體容量法和非水滴定法，硫量測定常用的有碘量法,、酸堿滴定法,。特別是氣體容量法測碳、碘量法定硫,，既快速又準(zhǔn)確,，是我國碳、硫聯(lián)合測定常用的方法,。紅外法：用紅外法測定碳硫,，具有準(zhǔn)確、快速,、靈敏度高的特點,，適用于檢測精度較高的場合，價格高一點,，典型的為紅外碳硫分析儀,。測定金屬中的碳、硫,，還有ICP法,、X光熒光法、質(zhì)譜法,、色譜法,、活化分析法等,，檢測設(shè)備多為進(jìn)口的光譜儀等儀器,。
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