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常見鋼鐵碳硫分析法

更新時間:2021-12-29      點擊次數:2088

碳、硫是確定鋼鐵產品規格和質量的重要元素,碳含量高于1.7%以上的叫鑄鐵,低于1.7的叫鋼。通常把碳硫含量高于0.6%的鋼叫高碳鋼,碳含量小于0.25%的鋼叫低碳鋼,碳含量小于0.04%的叫工業純鐵。

碳對鋼鐵分析儀的性能起著重要的作用;隨著碳含量的增加,鋼的硬度和強度提高,其韌性和塑性下降,而韌性和塑性增加。碳硫分析儀是企業理化分析室中的一種常用計算器具,用于對金屬和非金屬材料中的碳和硫元素含量進行定量分析,廣泛應用于冶金、鑄造、機械、車輛、泵閥、礦石、環保、質檢等行業和領域,可以方便快捷的進行原料驗收、爐前分析、成品檢驗等階段的分析測試。

硫存在于鋼鐵中,會惡化鋼鐵的質量,降低其力學性能及耐腐性,可焊性。特別是鋼中的硫,若以硫化鐵的狀態存在時,由于他的熔點低(1000℃左右),會引起鋼的“熱脆"現象,即熱形變,高溫時工作產生裂紋,影響產品的質量和使用壽命。隨意,鋼中的硫含量越低越好。一般要求,普通鋼中的硫含量小于0.050%,工具鋼中的硫含量小于0.045%,而優質鋼中的硫含量要小于0.020%。

鑒于碳硫含量對鋼鐵質量和性能的重要作用,因此監測鋼鐵中的碳硫元素在高溫下(1200℃-1400℃)通氧燃燒,均能轉化為氣體,生成CO2和SO2,這就是燃燒分析碳硫的基礎。

碳硫元素分析儀分析的原理,就是將試樣在高溫爐中(如電阻爐也稱管式爐、電弧爐、高頻感應燃燒爐等)通氧燃燒,生成并逸出CO2和SO2氣體,用此法實現碳硫元素于金屬元素及其化合物的分離,然后測定CO2和SO2的含量,再換算出試樣中的碳硫含量。一般的測定方法有以下幾種:

1、紅外光度法:試樣中的碳、硫經過富氧條件下的高溫加熱,氧氣為二氧化碳、二氧化硫氣體。該氣體經處理后進入相應的吸收池,對相應的紅外輻射進行吸收,由探測器轉發為信號,經計算機處理輸出結果。此方法具有準確、快速、靈敏度高的特點,高低碳硫含量均適應,采用此方法的紅外碳硫分析儀,自動化程度較高,價格也比較高,適應英分析精度要求較高的場合。

2、容量法:常用的由測碳為氣體容量法和非水滴定法,測硫為碘量法、酸堿滴定法。特別是氣體容量法測碳、碘量法定硫,既快速又準確,是我國碳、硫聯合測定常用的方法,采用此方法的碳硫分析儀的精度,碳含量下限為0.050%,硫含量下限為0.005%,可滿足大多數場合的需求。

3、重量法:常用堿石棉吸收二氧化碳,由“增量"求出碳含量。硫的測定常用濕法,試樣用酸分解氧化、轉變為硫酸鹽,然后在鹽酸介質中加入氯化鋇,生成硫酸鋇,經沉淀、過濾、洗滌、灼燒,稱量最后計算得出硫的含量。重量法的缺點是分析速度慢,所以不可能用于企業現場碳硫分析,優點,具有較高的準確度,至今仍被國內外作為標準方法推薦,適用于標準實驗室和研究機構。

4、電導法:用電導法測定碳、硫,其特點是準確、快速、靈敏,缺點是測量范圍窄,耗用試劑多。適用于低碳低硫的測定。

5、測定金屬中的碳、硫含量,還有ICP法,直讀光譜法、X光熒光法,質譜法、色譜法、活化分析法等,各有其優點和適用范圍。

目前國內大量使用碳硫分析儀主要又以下幾類:

紅外碳硫分析儀、高速談零六分析儀、非水碳硫分析儀,用戶可以根據自己的需要和各類碳硫分析儀的優缺點進行選擇。


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