哪些钢材化学成分需检测

1

用途

适用于钢的化学成分熔炼分析和成品分析用试样的取样

本标准规定了成品化学

成分允许偏差

2

术语

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熔炼分析

熔炼分析是指在钢液浇注过程中采取样锭

然后进一步制成试样

并对其进

行的化学分析

分析结果表示同一炉或同一罐钢液的平均化学成分

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成品分析

成品分析是指在经过加工的成品钢材

包括钢坯

上采取试样

然后对其进

行的化学分析

成品分析主要用于验证化学万分

又称验证分析

由于钢液在结晶过程中产

生元素的不均匀分布

偏析

成品分析的值有时与熔炼分析的值不同

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成品化学成分允许偏差

成品化学成分允许偏差是指熔炼分析的值虽在标准规定的范围

内

但由于钢中元素偏析

成品分析的值可能超出标准规定的成分范围

对超出的范围规定

一个允许的数值

就是成品化学成分允许偏差

3

取样总测

31

用于钢的化学成分熔炼分析和成品分析的试样

必须在钢液或钢材具有代表性的部位采

取

试样应均匀一致

能充分代表每一熔炼号

或每一罐

或每批钢材的化学成分

并应具

有足够的数量

以满足全部分析要求

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化学分析用试样样屑

可以钻取

刨取

或用某些工具机制取

样屑应粉碎并混合均匀

制取样屑时

不能用水

油或其他润滑剂

并应去除表面氧化铁皮和脏物

成品钢材还应除

去脱碳层

渗碳层

涂层

镀层金属或其他外来物资

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当用钻头采取试样样屑时

对熔炼分析或小断面钢材成品分析

钻头直径应尽可能的大

至少不应小于

6mm

对大断面钢材成品分析

钻头直径不应小于

12mm

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供仪器分析用的度样样块

使用前应根据分析仪器的要求

适当地给以磨平或抛光

4

熔炼分析取样

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测定钢的熔炼化学成分时

从每罐钢液采取两个制取试样的样锭

第二个样锭供复验用

样锭是在钢液浇注中期采取

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当整个熔炼号

用下注法浇注

且仅浇注一盘钢锭时样锭采取方法为

如浇注镇静钢

则应在浇注钢液达到保温帽部位并高出钢锭本体约

50mm-100mm

时采取

如浇注沸腾钢

则应在浇注到距规定高度尚差

100-150mm

时采取

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样锭浇注在样模内

模内应洁净

干燥

样模尺寸可为

下部内径

30mm-50mm

上部

内径

40mm-60mm

高度

70mm-120mm

或由工厂自行确定

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往样模内浇注钢液时

钢流应均匀

不应使钢液流出或溢溅

样模不得注满

应使样模

内钢液镇静地冷疑

沸腾钢可加入适量高纯度金属铝使其平静

样锭不应有气孔和裂缝

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每个样锭应经检查员检查合格

标明熔炼号和样锭号

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必要时样锭应进行缓慢冷却

或在制样屑前对样锭进行热处理

以保证容易加工制样

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未能按

1941

条或

1942

条的规定取得样锭时

或在仅浇注一盘钢锭情况下需采用与

1942

条的规定不同的取样方法时

由工厂制订补充方法

并报上级公司或主管局批准

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本标准规定的熔炼分析取样

适用于平炉

转炉和电弧炉炼钢的熔炼分析

电渣炉

真

空感应和真空自耗炉炼钢的熔炼分析

由工厂自行制订取样方法

或按有关技术条件的规定

分析钢铁各化学元素，常以下列形式存在：（1）固溶态（或游离态）；（2）碳化物‘（3）氮化物；（4）氧化物；（5）硼化物；（6）硫化物；（7）硅化物；（8）磷化物等，一般来说，合金元素在钢铁中的分布形式主要是前两种情况。由于钢铁的质量是由其所含杂质或合金元素的成分来决定，下面简单介绍钢铁中的合金元素及杂志对钢铁质量的影响。 （1）碳：碳石钢的最主要成分之一，对钢的性能起着决定性的作用，钢中含碳量高时其硬度也随之增高（这是由碳化铁性能决定的）；而延展性及冲击韧性则相应降低。 （2）硫：硫是钢铁中极有害的元素，它可使钢产生热脆现象，降低钢的力学性能和钢的耐蚀性。优质钢中硫的含量不超过004%，在碳素钢中也应该在0055%007之间，含硫在01%以上的钢实用价值很小，而钢中硫是由生铁中带来的，因此，碱性侧吹转炉所用的炼钢生铁含硫量不得超过008% （3）磷：磷在钢铁中也是有害物质。当钢中含磷量超过12%时，钢的结构就有Fe,P出现，如果含磷小于此值，则它以固定熔体存在，熔于纯铁中的磷，能使其硬度、强度及脆性增加，含磷高的钢，具有冷脆性。磷的偏析现象很严重，这对钢的危害性就更大了。

钢铁因其成分C\Si\Mn\S\P以及合金元素的不同含量，而具有非常不同的力学性能，也就分成不同的系列和钢号，为此，冶炼过程中和轧制以后，都要进行钢水、钢坯、钢材的成分分析，以确定其是否合格或者是否属于用户要求的钢材。所以，钢的化学分析与金相分析一样，是钢铁厂非常重要的工作内容。

C表示碳，标准不得小于025 si表示硅，标准是不得小于08 Mn表示锰，标准是不得小于16 P表示磷 ，标准是不得小于0045 S表示硫 标准是不得小于0045 ceq表示碳当量，标准是不得小于054

常见检测一化学成分：C、S、P、Mn、Si、Cr、Ni元素含量的分析；

常见分析一光谱分析：光电比色分析；极谱分析；电子探针X射线显微分析

宏观检验：镇静钢，连铸钢，沸腾钢的组织及宏观缺陷的断定、酸浸试验、塔形发纹酸浸实验、硫印实验、断口检验等；

金相检验：金相显微镜检测脱碳层深度（GB/T224 ）、晶粒度检测、钢中非金属夹杂物的检测、钢中化学成分偏析检测等；

工艺性能：淬透性实验、焊接性能实验、切削性能实验、磨损试验、金属弯曲实验、金属反复弯曲实验、金属线材反复弯曲实验、金属线材扭转实验、金属线材缠绕实验、金属项断实验、金属杯突试验等；

物理性能：金属塑性加工产品性能检验中物理性能指标的实验检测，主要检验项目有磁性能、密度、弹性模量、热膨胀系数、电阻值等。

电学性能：磁性能测量、密度测量、弹性模量测量、膨胀系数测量、电阻率的测量等；

化学性能：晶间腐蚀实验、抗氧化性能实验、大气腐蚀实验、全浸、间浸腐蚀实验等；

无损检测：超声波探伤、磁力探伤射线探伤、规格尺寸检测、表面缺陷检测等；

硬度：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度、肖氏硬度等；

拉伸：硬度指标（规定非比例伸长应力、规定总伸长应力、规定残余伸长应力、屈服点、抗拉强度）、塑性指标（伸长率；断面伸缩率）、高温蠕变实验（蠕变速度、持久强度极限、持久断后伸长率、持久断面收缩率）等；

冲击：高低温冲击实验、多次冲击实验等；

钢材化学成份常规分析的五大元素分别为碳、硫、硅、磷、锰，介绍如下：

1 碳是钢铁的主要成分之一，直接影响钢铁的性能，碳是区别铁与钢，决定钢号、品级的主要标志，是对钢性能起决定作用的元素。碳在钢中可作为硬化剂和加强剂；

2硅由原料矿石引入或脱氧及特殊需要而有意加入，在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度；

3少量锰由原料矿石中引入，在冶炼钢铁过程中作为脱硫脱氧剂加入，使钢有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能；

4磷由原料中引入，在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏；

5硫主要由焦炭或原料矿石引入钢铁，硫在通常情况下也是有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹，且对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。

钢材样品本身成分不均匀，仪器测量只对表现采样部分成分。

光谱仪光强过低，通道信号与参考线对比后，轻微变化被放大，造成元素波动变大。

硬件故障，导致光谱仪每次激发能量差异变大，信号不稳定，如火花台拉弧、光源板老化造成能量不足。

样品处理未达标，表面有夹渣、裂纹或者油污染。测量面不平、过小导致漏气。