碳、硫、氧、氮、氫元素對(duì)金屬影響

在與金屬接觸的氣體中，無(wú)論是地球的大氣，真空系統(tǒng)的殘留氣體，或惰性氣體中，總是有氫、氧、氮、碳、硫。因此在地球上不可能得到完全不含“氣體”元素的金屬。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們可以通過(guò)廣泛的科學(xué)研究進(jìn)一步探討和認(rèn)識(shí)氣體元素在金屬中的行為，已弄清了過(guò)去所不知道的固體中氣體雜質(zhì)形成的來(lái)源。作為理想的金屬晶格而言，氫、氧、氮、碳(硫除外，它不屬于間隙相元素)，在達(dá)到一定濃度值以前，將僅以間隙溶液形式存在。半徑分別接近于0.46、0.7、0.71、0.77(A°)的氫、氧、氮、碳的原子填充到金屬晶格的結(jié)點(diǎn)中間并不置換金屬原子，使晶格對(duì)稱性稍有扭曲。除間隙固溶體外，氣體在金屬中還能以剩余相(凝聚相和氣態(tài)相)形式，圍繞位錯(cuò)堆聚的形式以及在內(nèi)表面上的吸著形式存在。

氣體元素能使鋼材產(chǎn)生縮孔、氣泡、疏松、點(diǎn)狀偏析、裂紋等缺陷。縮孔是鋼錠冷卻收縮時(shí)，因無(wú)液體補(bǔ)充而在鋼錠內(nèi)部形成的孔洞。鋼中氣泡是由于鋼錠凝固時(shí)，碳－氧反應(yīng)生成的氣泡來(lái)不及排除就被圍在鋼錠內(nèi)部產(chǎn)生的。疏松是一種微小孔洞分布在鋼材內(nèi)部。點(diǎn)狀偏析形成的原因是鋼件中已凝固或已呈糊狀的金屬部份，存在氣泡或收縮孔隙，這些位置隨后為富含低熔點(diǎn)組元和雜質(zhì)的溶液所填充，就造成了點(diǎn)狀偏析，點(diǎn)狀偏析嚴(yán)重的鋼中氣體元素含量往往較高。而裂紋的產(chǎn)生通常是由于鋼液凝固過(guò)程中發(fā)生了夾雜質(zhì)物的集聚和氣體溶解度的降低，并且一般集中在晶粒邊界，形成了薄弱環(huán)節(jié)，以后當(dāng)熱處理或壓力加工時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度時(shí)，這種地方容易開裂產(chǎn)生裂紋。鋼中氣體元素除了與其它各種因素綜合作用產(chǎn)生許多缺陷外，其本身還會(huì)對(duì)鋼材性能產(chǎn)生各自獨(dú)有的影響。

納克碳硫儀紅外吸收法測(cè)定增碳劑中碳硫

為了提高產(chǎn)品質(zhì)量， 降低鋼水中 Ｃ 的成分偏差， 獲得優(yōu)量鑄鋼， 爐外準(zhǔn)確定 Ｃ 和調(diào) Ｃ 是低成本效率較高生產(chǎn)的一種很好的方法。 即通過(guò)添加特定的增碳劑改變鋼包中的鋼水碳含量， 調(diào)整鋼號(hào)。 增碳劑的主要成分是碳， 產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)包括 Wc。 增碳劑中硫含量對(duì)高爐生產(chǎn)中生鐵質(zhì)量有直接關(guān)系。 其中硫含量越低生鐵含硫量也越低， 同時(shí)可以減輕爐渣的脫硫負(fù)擔(dān)， 減少熔劑使用量， 降低渣量。 從而降低消耗， 改善爐況。因此增碳劑中硫含量的測(cè)定是十分必要的。 有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)增碳劑中硫含量都作出了較嚴(yán)格的限制。使用管式紅外法對(duì)增碳劑中的碳硫同時(shí)測(cè)定， 方法可靠， 滿足生產(chǎn)需求。

高頻紅外碳硫分析儀的日常使用

1、高頻紅外碳硫分析儀分析樣品所用的坩堝需要馬弗爐中加熱溫度升到1000度到1200度，恒溫2小時(shí)后，自然冷卻至一定溫度時(shí)，取出放干燥器中冷至室溫備用。

2、分析低含量樣品所用的鎢粒需在恒溫箱中，加熱至200度烘2小時(shí)后，取出在干燥器中冷卻后使用。

3、高頻紅外碳硫分析儀設(shè)置了高頻輸出功率調(diào)節(jié)，在未打開儀器電源之前，用萬(wàn)用表測(cè)試電網(wǎng)電壓后，將換檔開關(guān)撥至電網(wǎng)電壓基本一致的檔位上，開始調(diào)試儀器。方法是當(dāng)然界電網(wǎng)電壓為220V時(shí)，調(diào)至230V檔為減小輸出功率，調(diào)至210檔為增加輸出功率。

4、打開總氧氣閥門，打開儀器電源，按技術(shù)員所教操作。

5、高頻紅外碳硫分析儀每天儀器示打開電源前或分析200個(gè)樣品后，需清掃一次過(guò)濾網(wǎng)及整個(gè)爐腔。

6、每天應(yīng)檢查高頻爐正前方的干燥劑和脫脂棉。一旦發(fā)現(xiàn)干燥劑1/3變紅或結(jié)塊，都應(yīng)立即更換。脫脂棉長(zhǎng)期使用1/3變黃后，也應(yīng)立即更換。更換時(shí)將旋轉(zhuǎn)試管下方的螺桿，使試管下降至能離開上端面為止，取出試管，更換后按原裝好擰緊，檢查不漏氣為止。

7、每月應(yīng)清洗過(guò)濾網(wǎng)一次，清洗方法是:按上述'清掃方法'取出過(guò)濾網(wǎng)后，再取出過(guò)濾網(wǎng)上、下兩只密封圈，將粉塵清掃后，放入超聲波清洗器中，在清洗槽內(nèi)加入蒸餾水和洗潔精。打開超聲波清洗器電源。30分鐘后取出過(guò)濾網(wǎng)，用蒸餾水反復(fù)清洗后，用無(wú)水乙醇清洗。取出過(guò)濾網(wǎng)用電吹風(fēng)干或放入烘箱烘干，裝上、下O型密封圈，涂上真空硅脂，按原來(lái)的方法，檢查不漏氣為止。

10、高頻紅外碳硫分析儀使用時(shí)每季度應(yīng)檢查經(jīng)過(guò)壓緊閥內(nèi)部的硅橡膠管，若發(fā)現(xiàn)有老化或彈性不好時(shí)應(yīng)立即更換。

CS-2800/3000日常操作

1.通氣：打開氮?dú)夂脱鯕鈿馄可系恼{(diào)壓閥，將輸出壓力調(diào)至0.2~0.3Mpa之間；

2.通電：打開主機(jī)電源，至少預(yù)熱1小時(shí)；打開計(jì)算機(jī)電源；

3.進(jìn)入軟件：當(dāng)儀器通氣預(yù)熱1小時(shí)達(dá)到穩(wěn)定后，點(diǎn)擊電腦桌面上的軟件圖標(biāo)，進(jìn)入軟件操作界面，然后在“設(shè)備”菜單中選擇“開高頻電源”預(yù)熱300秒；

4.儀器預(yù)操作：在燃燒爐上放一空坩堝，并在“樣品重量”處輸入任意重量，然后點(diǎn)擊“開始”，等一個(gè)分析過(guò)程結(jié)束后觀察基線，重復(fù)空燒2到3次，如果基線穩(wěn)定則再分析3個(gè)廢樣以使氣路對(duì)硫的吸附提前飽和，然后可進(jìn)行正式分析；

5.稱樣：在天平上稱好樣品，并在軟件中輸入“樣品名稱”、“樣品重量”和“鎢粒重量”（如果天平已用數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，則選擇“自動(dòng)讀數(shù)”，就不用手動(dòng)輸入重量了）；

6.分析：將稱好樣的坩堝放在燃燒爐的坩堝托上，點(diǎn)擊“開始”，則自動(dòng)關(guān)爐，分析開始，等分析結(jié)束自動(dòng)開爐后，更換坩堝，重復(fù)3、4步即可；

7.關(guān)機(jī)：關(guān)閉儀器時(shí)，首先在“設(shè)備”菜單中選擇“關(guān)高頻電源”，然后退出軟件關(guān)閉計(jì)算機(jī)和碳硫主機(jī)電源，再關(guān)閉氮?dú)夂脱鯕狻?

鈦合金中的碳分析：氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質(zhì)。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對(duì)鈦合金有顯著強(qiáng)化效果,但卻使塑性下降。通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過(guò)多的氫會(huì)產(chǎn)生氫化物，使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在0.015％以下。氫在鈦中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。納克碳硫儀和氧氮?dú)浞治鰞x可以準(zhǔn)確快速分析鈦合金中的氧、氮、碳和氫含量，確保鈦合金產(chǎn)品的質(zhì)量。