合金钢普碳钢的化学分析方法
钢的化学成分分析用式样取样法及成品化学允许偏差
0.03
0.03
>1.00- 5.00
0.07
0.07
>5.00- 10.00
0.10
0.10
>10.00- 20.00
0.15
0.15
>20.00- 30.00
0.20
0.20
>30.00- 40.00
0.25
0.25
>40.00
0.30
0.30
>0.20- 0.60
0.03
0.03
>0.60- 2.00
0.20
0.20
>22.00
0.25
0.25
1.50
0.05
0.05
>1.50- 5.00
0.10
0.10
>5.00
0.15
0.15
0.10
0.02
0.02
0.50
0.03
0.03
>0.50- 1.00
0.05
0.05
>1.00- 3.00
0.10
0.10
>3.00- 5.00
0.15
0.15
>5.00
钢的化学成分分析用试样取样法
及成品化学允许偏差 GB 222-84 二
元素
表 1 适用于普通碳素钢和低合金钢
规定化学成分范围 %
允许偏差 %
上偏差
下偏差
C(碳)
0.20
0.03* 0.02
0.02*
Mn(锰)
0.80 >0.80
0.05
0.03
0.10
0.08
Si(硅) S(硫)
工业分析化学 03 钢铁分析
（二）主要试剂
1.氢氧化钾吸收剂溶液(400g/L)； 2.除硫剂 活性二氧化锰(粒状)或钒酸银。
2.1 钒酸银； 2.2 活性氧化锰； 3. 酸性氯化钠溶液（250g/L）； 4.助熔剂 锡粒(或锡片)、铜、氧化铜、纯 铁粉。 5.高锰酸钾溶液（40g/L）； 7.甲基橙指示剂（2g/L）。
加Cr耐热耐腐蚀性较强多用于制造 多用于制造滚珠轴承或工具。含Cr 12.5 – 18%的铬钢或含铬 0.6 – 1.75%、 Ni 1.25%的镍铬钢，又称不锈钢。
加W有极强的耐热性，受热至白热化仍 不软化常制运转的机件或刀具。
高速切削钢：含W 15–18% V 1–3%
Cr 2–5%合金钢
含Mo、V、Ti等合金钢和钨钢性能相似。
主要以硅化物：FeSi 、MnSi 、FeMnSi 存在
在高硅钢中，一部分以SiC存在，也有时形成固熔体 或硅酸盐。
（二）硅
3、性能
(1)增强钢的硬度、弹性及强度，提高抗氧化能力 及耐酸性 (2) 促使C以游离态石墨状态，使钢有高流动性， 易于铸造
(3) 、类型 a 一般生铁或碳素钢Si含量<1%
3.9 当洗气瓶中硫酸体积显著增加及二氧化锰变 白时，说明已失效，应及时更换。
3.10 观察试样是否完全燃烧，如燃烧不完全， 需重新分析。
3.11 炉子升温应开始慢，逐步加速，以延长硅 碳棒寿命。
3.12 分析前，应先检查仪器各部分是否漏气。 工作开始前及工作中，均应燃烧标准样品，判定 工作过程中仪器的准确性。
特种钢
若适当提高钢中Si或Mn含量，或加入一定 量的Ni，Cr，W，Mo，V，Ti等金属，成为 特种钢（铁合金或合金钢）。
不锈钢和碳钢电化学反应原理
不锈钢和碳钢电化学反应原理不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的合金钢，主要成分为铁、铬、镍和少量的钼、锰等元素。
碳钢则是一种含碳量较高的钢铁材料，主要成分为铁和碳。
由于其成分的不同，不锈钢和碳钢在电化学反应中表现出不同的特性。
不锈钢的抗腐蚀性能主要归功于其中的铬元素。
在不锈钢表面形成的一层致密的氧化铬膜，可以阻止进一步的氧化反应。
这种氧化铬膜具有很高的稳定性和耐腐蚀性，能够有效地保护不锈钢材料免受腐蚀的侵害。
然而，在某些特殊环境下，不锈钢仍然会发生电化学反应。
例如，在酸性环境中，不锈钢表面的氧化铬膜会被酸性溶液侵蚀，从而导致材料的腐蚀。
这种腐蚀过程是一个电化学反应过程，涉及到阳极和阴极的反应。
在酸性环境中，不锈钢表面的氧化铬膜被酸性溶液侵蚀后，暴露出的金属表面就成为阳极区。
在阳极区，金属表面会发生氧化反应，形成金属离子和电子。
同时，在离开阳极区的地方，形成了阴极区。
在阴极区，氧化铬膜上的氧化物会还原成金属离子和电子。
这些电子会通过金属表面和酸性溶液中的氢离子结合，形成氢气。
与之相比，碳钢在电化学反应中表现出不同的特性。
碳钢的主要成分是铁和碳，其电化学反应主要涉及铁离子的氧化和还原过程。
在酸性环境中，碳钢表面的铁离子会被氧化为铁离子，并释放出电子。
这些电子会通过金属表面和酸性溶液中的氢离子结合，形成氢气。
与不锈钢相比，碳钢的腐蚀速度更快，因为碳钢缺乏不锈钢中的抗腐蚀元素。
不锈钢和碳钢在电化学反应中表现出不同的特性。
不锈钢的抗腐蚀性能主要归功于其中的铬元素和形成的氧化铬膜，而碳钢则缺乏这种抗腐蚀元素，容易在酸性环境中发生电化学反应。
了解这些反应原理和特性有助于我们选择合适的材料，并采取相应的防护措施来延长材料的使用寿命。
手工金属材料成分化验
化学分析方法目录方法一普碳钢及低合金钢中............................ 1-3Mn、Si、P、Cr、Ni 、Cu、Mo 的测定（炉前快速法）方法二轴承钢（中高合金钢中）........................ 4-5Mn 、Cr、Mo 的测定（炉前快速法）方法三合金钢及不锈钢中................................. 6-8Ni 、Cr、Cu、Mo、Mn、P、Ti 的联合测定方法四不锈钢中Cr、Ni的联合测定 (9)方法五合金钢及不锈钢中Si的测定 (10)方法六高锰钢中Mn、Si、P的测定................... 11-12方法七生（铸）铁及合金铸铁中...................... 13-16Mn、Si、P、Cu、Cr、Ni、Mo、RE、Mg、Ti 的联合测定方法八铸造铝合金中................................ 17-18Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Ti 的联合测定普碳钢及低合金钢中Mn、Si、P、Cr、Ni 、Cu、Mo 的测定（炉前快速法）一、锰的测定（0.1%L 2%㈠主要试剂：1. 硝酸一硝酸银溶液（0.4%）;称取硝酸银4g,溶于硝酸（1+4）中，用（1+4）稀至1000ml；2. 过硫酸铵溶液（15%）;㈡分析操作称样50mg置于预热10ml硝酸一硝酸银溶液的250ml高型烧杯中，加热溶解后，加过硫酸铵溶液（15%）10ml，煮沸30S，取下，加40ml 水，摇匀，流水冷却。
于波长530nm处，1cm比色杯中，水为参比，测量吸光度。
二、硅的测定㈠主要试剂1. 硝酸（1+6）;2. 铝酸铵溶液（5%）;3. 草酸溶液（10%）;4. 硫酸亚铁铵溶液（1%），每100ml 溶液中，加入浓硫酸1ml。
㈡分析操作称取试样30mg 于250ml 高型烧杯中，杯中预置预热硝酸（1+6）5ml，中温并在摇动中加热溶解后，加5ml铝酸铵溶液（5%，加热10S，取下，立即加入30ml 草酸（1.7%）溶液，摇动至溶液清亮时（10S），加入30ml硫酸亚铁铵溶液（1%，摇匀，加水40ml，摇匀。
钢材试验
所以桥梁结构用钢和混凝土用钢筋是属于碳素结构钢或低合金 结构钢。
五、桥梁用钢按其形状分 ⒈型材 主要包括型钢和钢板，常用于钢桥建筑； ⒉棒材（或线材） 主要包括钢筋、预应力钢筋、 高强钢丝和钢绞线等，是钢筋混凝土桥梁建筑中 使用的主材之一； ⒊异型材（特种形状） 为特殊用途而制作的， 如预应力混凝土桥梁的锚具、夹具和大变形装置 中使用的异型钢梁等。
2符号含义 Q——钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母； A、B、C、D——分别为质量等级； F——沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母； b——半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母； Z——镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母； TZ——特殊镇钢“特镇”两字汉语拼音首位字母。 注：在牌号组成表示方法中，“Z”与“TZ”符号予以省
0.045 0.040 0.035 0.045 0.045
F,b,Z Z TZ Z Z
2力学性能 ①钢材的拉伸和冲击试验应符合表3-16 ②弯曲试验应符合表3-17规定 ③各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时方进行。 ④当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作为交货条
件。 ⑤同一种钢，平炉钢和氧气转炉钢质量优于空气转炉钢 ⑥特殊镇静钢优于镇静钢，镇静钢优于半镇静钢，更优
一质量等级、同一品种、同一尺寸、同一热处理制度 (指按热处理状态供应)的钢材组成。 ②A级钢或B级钢允许同一牌号、同一质量等级、同一冶 炼和浇注方法、不同炉罐号组成的混合批。但每批不 得多于6个炉罐号，但各炉罐号含碳量之差不大于0.02 ％，含锰量之差不大于0.15％ ③每批重量不得大于60t
(完整)合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：实验目的(1)观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁的显微组织.（2)分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二:实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢。
即合金元素总量小于5％的钢,由于加入了合金元素，使相图发生了一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别。
热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析，除了Co元素之外，合金元素都使C曲线右移，所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织。
例如，除作滚动轴承外，还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢，经过球化退火、840～C油淬和低温回火，得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体.高速钢是一种常用的高合金工具钢.如W18Cr4V高速钢，因为含有大量合金元素，使Fe-Fe3C相图中点E 大大向左移动,所以它虽然只含有w（C）=0．7%~0．8％碳，但已经含有莱氏体组织。
在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物，如图1所示。
这些粗大的碳化物，不能用热处理方法去除，只能用锻造的方法将其打碎.锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成（图2)。
大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物。
高速钢淬火加热时，有一部分碳化物未溶解,淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体(图3）。
碳化物呈颗粒状,马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体,腐蚀后都呈白色，无法分辨，但可看到明显的奥氏体晶界。
为了消除残余奥氏体，需要进行三次回火，回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，如图4所示。
图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁.白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨，碳几乎全部以碳化物形式(Fe3C)存在；灰口铸铁没有莱氏体，而有石墨,即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在。
ASTMA751-01钢制品化学分析的实验方法、操作和术语(中文版)
钢制品化学分析方法、实验操作和术语试验室和机构所用准则的实用规程序言E29 为确定与标准的一致性，试验数据中取有 本标准的制订意在回答需要有一份获取和报告钢、不锈钢和相关合金的化学分析，包括其各个方面的惟一文件。
如术语的定义和成品(校核)分析偏差(公差)一类题目要求的解释。
而对于取样、符合规定的限值和数据处理上的要求，在已制订的产品标准中通常并不很清楚。
效位数的实用规程E30钢、铸铁、平炉铁和熟铁的化学分析方法 E50 金属化学分析用仪器、试剂和安全预防措 施的实用规程E59测定化学成分用钢和铁的取样方法本标准打算包含对于测定钢、不锈钢和相关合金的化学成分的所有要求，从而产品标准将只需要包括特殊的修正和例外。
E60 金属化学分析用光度和分光光度测量方法 的实用规程E212 用杆对杆技术做碳钢和低合金钢光谱分 析的试验方法E293 采用溶解技术测定低合金钢中酸溶铝的1适用范围光谱测定试验方法 1．1本标准，包括钢、不锈钢和同类合金化学分析有关的定义、参考方法、实验操作和指南，也包括湿法化学分析和仪器分析技术。
E322 低合金钢和铸铁的x射线发射光谱分析 的试验方法E327用点对面技术做18—8型不锈钢光发射光1．2对处理化学成分要求、产品分析、剩余元素和参考标准，并对化学分析数据的处理和报告都提供了指导。
谱分析的试验方法E350碳钢、低合金钢、硅电工钢、工业纯铁和熟1．3本标准只适用于那些把本标准或其一部分作为要求的产品标准。
铁的化学分析方法E352 工具钢和其他类似中高合金钢的化学分1．4在有争议的情况下，产品标准的要求优先于本标准的要求。
析方法E353 不锈钢、耐热钢、马氏体时效钢和其他类1．5当需要评定试验室的准则资料时，请参阅实用规程A880。
似铬。
镍．铁合金的化学分析方法E354高温、电工、磁性和其他类似用途的铁、镍1．6本标准无意论述与使用本标准有关的所有安全问题。
本标准的使用者有责任在使用之前制定适当的安全卫生规程和确定这种管理限制的适用范围。
元素分析仪的原理和分析方法
元素分析仪的原理和分析方法元素分析仪是一种能分析物质所含元素的一种仪器，能利用先进的技术精密地分析物质，已广为使用。
可检测普碳钢、低合金钢、高合金钢、生铸铁、球铁、合金铸铁等多种材料中的Si、Mn、P、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti等多种元素。
元素分析仪作为一种实验室常规仪器，可同时对有机的固体、高挥发性和敏感性物质中C、H、N、S、元素的含量进行定量分析测定,在研究有机材料及有机化合物的元素组成等方面具有重要作用。
可广泛应用于化学和药物学产品，如精细化工产品、药物、肥料、石油化工产品碳、氢、氧、氮元素含量，从而揭示化合物性质变化，得到有用信息，是科学研究的有效手段。
元素分析仪化验的五大元素是特指钢铁中的碳、硫、硅、磷、锰五种元素。
元素分析是用来鉴定被测物质由哪些元素（或离子）所组成，这类方法称为定性分析法；用于测定各组分间（各种化学成分）量的关系（通常以百分比表示），称为定量分析法。
物质的五大元素分析所采用的化学分析方法可分为经典化学分析和仪器分析两类。
前者基本上采用化学方法来达到分析的目的，后者主要采用化学和物理方法（特别是的测定阶段常应用物理方法）来获取结果，这类分析方法中有的要应用较为复杂的特定仪器。
发展迅速，且各种分析工作绝大部分是应用仪器分析法来完成的，但是经典的化学分析方法仍有其重要意义。
有些大型精密仪器测得的结果是相对值，而五大元素分析仪器的校正和校对所需要的标准参考物质一般是用准确的经典化学分析方法测定的。
因此，仪器分析法与化学分析法是相辅相成的，很难以一种方法来完全取代另一种。
金属元素分析仪根据各种元素及其化合物的独特化学性质，利用与之有关的化学反应，对物质进行定性或定量分析。
定量化学分析按的测定方法可分为重量分析法、滴定分析法和气体容量法。
下面分别介绍方法的化学原理。
一、重量分析法：使被测组分转化为化学组成一定的化合物或单质与试样中的其他组分分离，然后用称重方法测定该组分的含量。
碳钢和合金钢
第九章碳钢及合金钢工业用钢第一节工业用钢的分类及牌号表示方法钢是经济建设中使用最广、用量最大的金属材料,在现代工农业生产中占有重要地位.碳钢：含碳量在%～%之间的铁碳合金称为碳素钢,简称碳钢.合金钢：在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素,使其使用性能和工艺性能得以提高的铁基的合金称为合金钢.钢中除铁、碳及合金元素外,还有炼钢时随生铁、脱氧剂和燃料带入的硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等元素.钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下几种：一、钢材的品种为便于采购、订货和管理,我国目前将钢材按外形分为型材、板材、管材、金属制品四大类,共十六大品种：1．型材钢轨、型钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、角钢及螺纹钢等、线材直径 5-10毫米的圆钢和盘条等.2．板材薄钢板：厚度等于和小于 4毫米的钢板；厚钢板：厚度大于 4毫米的钢板；又可分为中板厚度大于4mm小于20mm、厚板厚度大于20mm小于60mm、特厚板厚度大于60mm；钢带：也叫带钢,实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板；电工硅钢薄板：也叫硅钢片或矽钢片.3．管材无缝钢管：用热轧、热轧—冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管；焊接钢管：将钢板或钢带卷曲成型,然后焊接制成的钢管.4．金属制品：包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等.二、钢的分类钢的种类繁多,为了便于生产、使用和研究,可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类.1．按化学成分分类.碳钢、合金钢两大类.碳钢：低碳钢Wc＜%、中碳钢Wc=%～%和高碳钢Wc>%合金钢：按钢中含合金元素总量Me%分为低合金钢Me<5%、中合金钢Me=5～10%和高合金钢Me>10%.按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等.按用途分类结构钢工具钢工程结构钢机器结构钢建筑工程用钢桥梁工程用钢船舶工程用钢车辆工程用钢渗碳钢属于低碳钢或低碳合金钢调质钢属于中碳钢或中碳合金钢弹簧钢属于中、高碳钢或中、高碳合金钢滚动轴承钢属高碳合金钢一般属于低碳钢或低碳低合金钢刃具钢一般属于高碳钢模具钢或高碳高合金钢量具钢不锈钢耐热钢耐磨钢2．按冶金质量分类.按钢中所含有害杂质硫、磷的多少,可分为：普通钢：S%≤%,P%≤%优质钢：S%、P%≤%高级优质钢：S%≤%,P%≤%此外,按冶炼时脱氧程度,可将钢分为沸腾钢脱氧不完全、镇静钢脱氧较完全和半镇静钢三类.3．按金相组织分类按钢退火态的金相组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢三种.按钢正火态的金相组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种.4．按成形方法分类.锻钢、铸钢、热轧钢、冷轧钢等.5．按用途分类.按钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类.实际中给钢的产品命名时,常常把成分、质量和用途几种分类方法结合起来,如碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等.三、钢的牌号表示方法钢的牌号简称钢号,是对每一种具体钢产品所取的名称,是人们了解钢的一种共同语言.钢编号的原则主要有两条：一是根据编号可以大致看出该钢的成分；二是根据编号可大致看出该钢的用途.我国钢的牌号表示方法,根据国家标准钢铁产品牌号表示方法GB221-79中规定,采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示.即：①钢号中化学元素采用国际化学符号表示,例如 Si、Mn、Cr …… 等,混合稀土元素用“RE”或“Xt”表示.②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等,一般采用汉语拼音缩写字母表示.③钢中主要化学元素含量 %采用阿拉伯数字表示.一碳钢的牌号表示方法见第四章碳钢的分类、用途及牌号表示方法二合金钢的牌号表示方法1两位数字＋合金元素符号＋数字＋质量等级符号“A”1当合金元素的平均含量＜%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量；但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者铬含量为,后者为,其余成分全部相同.2当合金元素的平均含量≥%、≥%、≥%……时,则相应地在元素符号后面标以2、3、4…… ；如果为高级优质钢,则在其钢号后加“A”, 以区别于一般优质钢.例如：18Cr2Ni4WA.3钢中的钒V、钛Ti、铝Al、硼B、稀土Re等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出.例如20MnVB钢中,钒：～%,硼：～%.4专门用途的合金结构钢,钢号冠以或后缀代表该钢种用途的符号.例如,铆螺专用的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi.举例：1．20CrMnTi：表示平均含碳量为%,主要合金元素Cr、Mn含量均低于%,并含有微量元素Ti的合金结构钢；2．60Si2Mn：表示平均含碳量为%,主要合金元素Mn含量低于%,Si含量为～%的合金结构钢.练习：40Cr、45Mn22．低合金高强度结构钢旧的编号方法,基本上和合金结构钢相同.新牌号的编制方法与碳素结构钢相同.如旧牌号的16Mn为新牌号的Q345.3．滚动轴承钢“G”＋ Cr ＋数字＋其它元素符号.字母“G”为“滚”字头,表示为滚动轴承钢类,高碳铬轴承钢的含碳量不标出,数字表示平均含铬量的千分之几,如GCr15,平均含铬量为％.渗碳轴承钢的钢号表示方法,基本上和合金结构钢相同.4．合金工具钢和高速工具钢数字＋合金元素符号＋数字说明：①合金工具钢中,当W C≥%时,含碳量不标出,如Cr12、CrWMn；当W C＜%时,以千分之几表示,如9SiCr、3Cr2W8V.②对于含铬量低的钢,其含铬量以千分之几表示,并在数字前加“0”,以示区别.如平均Cr =%的低铬工具钢的钢号为“Cr06”.③高速钢,一般不标出含碳量,只标出合金元素平均含量的百分之几.如“钨18铬4矾”W18Cr4V,简称18-4-1,“钨6钼5铬4矾2”W6Mo5Cr4V2,简称6-5-4-2.5．不锈钢和耐热钢同合金工具钢.例如：“2Cr13”钢的平均碳含量为%.说明：1钢中含碳量≤%者,钢号前分别冠以“00”表示之, 如00Cr17Ni14Mo2； W C≤%者,冠以“0”表示之,、0Cr18Ni9.2对钢中主要合金元素以百分之几表示；对钛、铌、锆、氮……等微量元素则按合金结构钢对微合金元素的表示方法,只标出元素符号,如1Cr18Ni9Ti.第二节合金元素在钢中的作用一、碳钢的优缺点优点：冶炼工艺简单,可热处理强化,压力加工和机械加工性能好,价格低廉.不足之处：（1）加热时,晶粒易长大；（2）淬透性低.形状复杂、尺寸大的零件,在淬火时易开裂、淬不透；（3）回火稳定性差.回火温度高时,强度和硬度显着下降,不能在高温下使用.回火稳定性是指淬火钢在回火时抵抗硬度下降的能力.（4）强度不够高.碳钢的屈强比在左右,合金钢为～.碳钢强度低,增加截面积提高构件刚度会使重量增加,构件笨重,不能满足重量轻、体积小、效率高的要求.（5）不具备特殊性能.化工、仪表等要求耐腐蚀、耐高温、无磁等性能,碳钢不能满足特殊性能的要求.二、合金元素在钢中的作用1．合金元素在钢中的分布为了使钢获得预期的性能,而有目的地加入钢中的化学元素称为合金元素.按其与碳的亲和力的大小,可将合金元素分为非碳化物形成元素和碳化物形成元素两大类,在钢中主要以固溶体和化合物的形式存在.1非碳化物形成元素：包括Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B 等,在钢中不与碳化合,大多溶入铁素体、奥氏体或马氏体中,产生固溶强化；有的形成其它化合物如Al2O3、AlN、SiO2、Ni3Al等.2 碳化物形成元素： Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti 等.形成碳化物的倾向由弱到强这类合金元素在钢中,一是可溶入渗碳体中形成合金渗碳体,如Fe,Mn3C、Fe,Cr3C等,是低合金钢中存在的主要碳化物,比渗碳体的硬度高,且稳定.二是强碳化物形成元素与碳形成特殊碳化物,如TiC、NbC、VC、MoC、WC、Cr3C6等,它们具有高熔点、高硬度、高耐磨性、稳定性好,主要存在于高碳高合金钢中,产生弥散强化,提高钢的强度、硬度和耐磨性.3其它：如稀土元素,钢号中统一用Re表示.2．合金元素在钢中的作用作用机理比较复杂,可归纳以下几个方面：1阻碍晶粒奥氏体晶粒长大,细化晶粒；2提高淬透性 Co除外；3提高回火稳定性,防止回火脆性；4提高钢的使用性能,使之具有耐热、抗腐蚀、高耐磨等特殊的性能；5提高钢的强韧性.金属材料的强化是通过阻碍位错的移动来实现的,主要方法有：固溶强化,提高强度和硬度；细晶强化,提高强韧性；位错强化,位错密度增加,提高强度；弥散强化第二相强化,细小均匀的第二相硬质点分布在基体上,阻碍位错移动面强化；加工硬化,金属产生塑性变形后位错密度增加,晶料变得细碎,使金属的强度硬度提高.大多数的合金元素较好利用了上述前四种强化机制.如合金钢淬火时,形成马氏体,马氏体中含较高的位错密度,马氏体的形成分割了A的晶粒,使之细小,马氏体中碳的过饱和产生固溶强化,回火时析出的碳化物颗粒又产生弥散强化,等等.第三节结构钢结构钢按用途分为工程结构钢和机器结构钢两大类.一、工程结构钢用于制作各种工程构件的钢称为工程结构钢,如制作房屋、桥梁、起重机机械、锅炉、压力容器、钻井架、车辆构件等,所以又称工程构件用钢或建筑工程用钢,包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢.1．碳素结构钢见第四章碳钢的分类、编号及用途.2．低合金高强度结构钢用途：在大气和海洋中工作的的大型焊接结构件,如建筑结构、桥梁、车辆、船舶、输油输气管道、压力容器等.性能特点：强度高,良好的塑性、韧性、冷冲压性能及焊接性能 ,可抵抗大气腐蚀.成分特点：低碳<%,保证良好的塑性；合金元素：以Mn为主,强化铁素体基体,产生固溶强化；Nb、Re等,细化晶粒,提高强韧性.共11个牌号,6个等级,以强度等级分类,如表所示.热处理工艺特点：一般在热轧空冷状态下使用,必要时经正火处理后使用.正火处理的温度在Ac3+30～50℃,使用态组织为P+F.典型牌号及用途：1在Q345较低级别的钢中,16Mn最具有代表性,是目前我国用量最多、产量最大的一种低合金高强度钢.其派生钢种有16MnRe、16MnCu等,Re的主要作用是提高塑性和韧性,提高疲劳强度,降低冷脆转变温度,Cu的主要作用是通过钝化提高耐蚀性.这类钢多用于船舶、车辆、桥梁等大型钢结构.2对Q420级的15MnVN、14MnVTiRe等,加入了钒、氮起到细化晶粒和第二相强化作用,稀土又起净化晶界作用,提高强韧性,因此强度高于15MnTi.3Q460级的钢种,如14MnMoVBRe,加入钼和微量硼元素,可推迟奥氏体冷却时的铁素体析出,而对贝氏体转变则影响不大,正火后得到贝氏体组织,然后再高温回火,以稳定组织,消除内应力,提高塑性和韧性,焊接性好,适于制造400～500℃的锅炉、中温高压容器等.工程结构用钢的发展趋势：低合金高强度钢由于其强度高,韧性和加工性能优异,合金元素耗量少,并且不需进行复杂的热处理,已越来越受到重视.目前,这类钢发展趋势是：a通过微合金化与合理的轧制工艺结合起来,实行控制轧制,以达到更高的强度.b通过合金化改变基体组织,提高强度.在钢中加入较多的其它元素,如Cr、Mn、Mo、Si、B等,使钢在热轧空冷的条件下即可得到贝氏体组织,甚至马氏体组织.这种马氏体在冷却过程中可发生自回火过程,甚至不需要专门进行回火.c超低碳化.为了保证韧性和焊接性能,含碳量进一步降低,甚至降到PPM级,此时必须采用真空冶炼,或真空去气的先进冶炼工艺.二、机器结构钢指用于制造各种机器零件,如轴类零件、齿轮、弹簧和轴承等所用的钢种,又称机器零件用钢,包括优质碳素结构钢和合金结构钢.机器零件用钢不但要求钢材具有高的强度、塑性和韧性,良好的疲劳强度和耐磨性；而且还要求具有良好的切削加工性能和热处理工艺性能.机器零件用钢一般都经过热处理后使用.按用途不同,分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢等.1．渗碳钢用途：主要作于制作承受交变载荷、很大的接触应力,并在冲击和严重磨损条件下工作的零件,如汽车、重型机床齿轮、活塞销,内燃机的凸轮轴等.性能要求：“表硬心韧”.要求零件表面硬度高、耐磨,心部则具有较高的韧性和足够的强度以承受冲击.一般渗碳件表面渗碳层淬火后硬度≥58HRC,心部35～45HRC.成分：Wc＝—%,保证心部塑韧性；主加元素Cr、Ni、Mn、B,强化基体,提高淬透性,保证心部强韧性；微量元素V、Ti、W、Mo,防止渗碳时过热,细化晶粒,提高耐磨性.分类和典型牌号：低淬透性渗碳钢,典型钢种20、20Cr,其水淬临界直径20－35mm,渗碳淬火后,心部强韧性较低,只适于制造受冲击载荷较小的耐磨零件,如活塞销、凸轮、滑块、小齿轮等.中淬透性渗碳钢,典型钢种为20CrMnTi,其油淬临界直径约为25～60mm,主要用于制造承受中等载荷、要求足够冲击韧性和耐磨性的汽车、拖拉机齿轮等零件.高淬透性渗碳钢,典型钢种为18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A,其油淬临界直径>100mm,主要用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件,如飞机、坦克中的曲轴、大模数齿轮等.常用牌号：15、20、20Cr、20CrMnTi、20MnTiB等,通常尺寸小、受力小的零件,采用低碳钢,而尺寸大的、受力大的则采用低碳合金钢.热处理特点：预备热处理,一般是正火,组织为P＋F,目的是调整硬度,改善组织和切削加工性能；最终热处理,一般是渗碳后直接淬火＋低温回火.其组织为：表面组织为“M回＋细小碳化物＋少量Ar”,心部组织依钢的淬透性及工件尺寸而定,淬透时为低碳M回,未淬透为低碳M回＋F＋P.应用举例：下面以应用广泛的20CrMnTi钢为例,分析其热处理工艺规范.20CrMnTi是中淬透性钢,适宜制造承受高速中载并且抗冲击和耐磨损的零件.如汽车、拖拉机的后桥和变速箱齿轮、离合器轴、伞齿轮和一些重要的轴类零件.用20CrMnTi钢制作齿轮的加工工艺路线如下：下料→锻造→正火→机加工齿形→渗碳,预冷淬火＋低温回火→磨齿.预备热处理为正火,正火后的组织为S＋F,其目的是改善锻造组织；调整硬度170～210HBS便于机加工.最终热处理为渗碳后预冷到875℃直接淬火＋低温回火；预冷的目的在于减少淬火变形,同时在预冷过程中,渗层中可以析出二次渗碳体,在淬火后减少了残余奥氏体量.最终热处理后组织由表面到心部为“M回＋细小碳化物＋少量A残→M回+少量A残→低碳M＋F＋P.2．调质钢采用调质处理,即淬火+高温回火后使用的优质碳素钢和合金结构钢,统称为调质钢.应用：用于受力较复杂的重要结构零件.如机床主轴、火车发动机曲轴、汽车后桥半轴等轴类零件,以及连杆、螺栓、齿轮等.性能要求：具有良好的综合力学性能,即高的强度、良好塑性和韧性.成分特点：碳含量：中碳Wc：～％,保证热处理后具有足够的强度、良好的塑性和韧性.含碳量太低,强度硬度不足；太高,塑性、韧性降低；为达到两者兼顾,取中碳范围.一般碳素调质钢的淬透性低,含碳量偏上限；合金调质钢淬透性好,随合金元素的增加,含碳量趋于下限,如30CrMnSi、38CrMoAl.合金元素：主加Cr、Ni、Mn、Si、Al等,提高淬透性,调质处理后有良好的综合力学性能；辅加W、Mo元素,防止高温回火脆性,细化晶粒,提高回火稳定性.分类及典型牌号：按淬透性的高低,调质钢大致可以分为三类：①低淬透性调质钢.典型钢种45、40Cr,这类钢的油淬临界直径最大为30～40mm,广泛用于制造一般尺寸的重要零件,如轴、齿轮、连杆螺栓等.35SiMn、40MnB是为节约铬而发展的代用钢种.②中淬透性调质钢.典型钢种40CrNi,这类钢的油淬临界直径最大为40～60mm,含有较多的合金元素,用于制造截面较大、承受较重载荷的零件,如曲轴、连杆等.③高淬透性调质钢.典型钢种40CrNiMoA,这类钢的油淬临界直径为60～100mm,多半为铬镍钢.铬、镍的适当配合,可大大提高淬透性,并能获得比较优良的综合机械性能.用于制造大截面、承受重负荷的重要零件,如汽轮机主轴、压力机曲轴、航空发动机曲轴等.钢种的选择根据零件的工作载荷大小及其尺寸、形状来确定的.载荷大、尺寸大、形状复杂的零件,为保证有足够的淬透性,就要采用合金调质钢.热处理工艺特点：1预备热处理：采用完全退火或正火高淬透性的调质钢正火后应再高温回火,其目的是细化晶粒,改善组织；调整硬度,改善切削加工性能.组织P+F.2最终热处理：调质处理,组织为回火索氏体,具有良好的综合机械性能.调质处理＋表面淬火、低温回火.对除了要求良好综合机械性能外,还要求表面具有高硬度、高耐磨性的调质件,调质处理后还需进行“表面淬火+低温回火”处理,表面淬火多采用感应加热表面淬火.表面组织为M回,心部为S回.举例：通过实例分析热处理工艺规范1用40Cr制作拖拉机上的连杆、螺栓.其工艺路线为：下料→锻造→退火或正火→粗机加工→调质→精机加工→装配.在工艺路线中,预备热处理采用退火或正火,其目的是改善锻造组织,细化晶粒；调整硬度、便于切削加工；为淬火做好组织准备.调质工艺采用830℃加热、油淬、得到马氏体组织；然后在525℃回火水冷,水冷为防止第二类回火脆性,最终使用状态下的组织为回火索氏体,具有良好综合机械性能.245或40Cr钢制造机床主轴或齿轮的生产工艺流程一般为：下料→锻造→正火→机加工→调质处理→精加工→局部表面淬火+低温回火→磨削.讨论题：1.有一40Cr钢制机床主轴,心部要求有良好的强韧性200～300HBS,轴颈处要求硬而耐磨54～58HRC,试回答下列问题：（1）应选择何种预备及最终热处理（2）说明各热处理后的组织分析：40Cr为低淬透性钢,应采用正火作预备热处理,细化晶粒,改善组织及切削加工性能；正火处理后的组织为P+F；最终热处理宜选用调质处理,然后对轴颈处进行“表面淬火+低温回火”的热处理,可达到性能要求.调质处理后的组织为回火索氏体；“表面淬火+低温回火”后,心部组织仍为回火索氏体,表面组织则为“M回＋少量A残”.2．某厂用45钢制作一批齿轮,制作过程中因45钢数量有够用,想用20钢代替.试问：这两种钢在制作齿轮的热处下工艺上有何不同,并指出热处理后的组织.分析：45钢为调质钢,制作齿轮时,预备热处理采用正火,组织为S＋F,细化组织、改善切削加工性能；最终热处理为调质处理,组织为S回,获得良好综合力学性能；最后齿面再进行“表面淬火＋低温回火”,齿轮心部组织为S回,齿面组织“M回＋少量A残”,提高齿面硬度及耐磨性,消除淬火应力.20钢为渗碳钢,预备热处理采用正火,组织为S＋F；机加工成形后渗碳,再淬火＋低温回火,齿面组织为“M回＋细小渗碳体＋少量A残”,心部为“板条M回＋S＋F”.新的趋势：用低碳和金刚经“淬火+ 低温回火”得到低碳马氏体代替中碳调质钢,可以提高零件的承载能力,减轻重量.在汽车、石油、矿山方面应用效果好.应用实例：1汽车螺栓：用15MnVB代替40Cr,承载能力提高45—70%；使用寿命延长；2用20SiMnMoV代替35CrMo制造石油钻井用的吊环,使吊环质量减轻68公斤.3．弹簧钢应用：用于制造汽车、拖拉机和火车的板弹簧或螺旋弹簧.性能要求：具有高的弹性极限和屈强比,高的疲劳强度和足够的塑性、韧性.成分特点：Wc ：—% ,多数% 左右,为中、高碳：含碳量过高,塑性和韧性降低,疲劳极限也下降.Me ：Si、Mn、Cr、V、Nb、Mo、W .主加元素Mn、Si,提高淬透性,提高强度及屈强比；辅加元素 W、Mo、V等,进一步提高淬透性,细化晶粒,提高回火稳定性和耐热性.常用牌号：65Mn 、60Si2Mn、50CrVA热处理工艺：根据弹簧的加工成形方法不同,弹簧分为热成形弹簧和冷成形弹簧.一般,截面尺寸>10～15mm的弹簧采用热成形方法；截面尺寸<10mm采用冷成形方法.1热成型弹簧：淬火+中温回火,组织为T回.这类弹簧多用热轧钢丝或钢板制成.以60Si2Mn制造的汽车板簧为例,工艺路线如下：下料→加热压弯成型→淬火+中温回火→喷丸处理→装配成型后采用淬火+中温回火350～500℃,组织为T回,硬度39～52HRC,具有高的弹性极限、屈强比和足够的韧性喷丸处理可进一步提高疲劳强度.如用板簧经喷丸处理,使用寿命提高5～6倍.2冷成型弹簧：去应力退火.这类弹簧是用铅浴索氏体化处理的冷拉钢丝或油淬回火钢丝冷圈成型.成型后不必淬火处理,只需进行一次去应力退火处理250～300℃保温1小时,目的是消除内应力、稳定尺寸.由于冷拉过程中产生加工硬化,强度大大提高.4．滚动轴承钢用于制作各类滚动轴承的内外套圈、滚动体.常用钢种和牌号：有两大类1高碳铬轴承钢：GCr15、GCr15SiMn.含碳量：～,高碳,过共析成分,保证形成足够铬的碳化物强化相,提高强度、硬度及耐磨性.合金元素：主加Cr元素,提高淬透性和接触疲劳抗力,细化晶粒.对大尺寸轴承,加入Si、Mn进一步提高淬透性.从化学成分看,滚动轴承钢属于工具钢范畴,所以这类钢也经常用于制造各种精密量具、冷冲模具、丝杠、冷轧辊和高精度的轴类等耐磨零件.2高碳无铬轴承钢：为了节铬,加入了Mo、V得到的,常用牌号GMnMoVRE、GSiMnMoV,其性能与GCr15相近.热处理工艺：1预备热处理：采用球化退火,获得球状珠光体,改善组织,降低硬度<210HBS,便于切削加工.2最终热处理：淬火+低温回火150～180℃,M回＋细小粒状碳化物＋A残,硬度61～65HRC.低温回火保持淬火后的高硬度和高耐磨性,消除淬火应力.对精密轴承零件,为了将残余奥氏体降低到最低程度,提高尺寸稳定性,常采用淬火后冷处理,并时效.冷处理后,恢复到室温,立即低温回火.第四节工具钢工具钢是用来制造刀具、模具和量具的钢.按化学成分分为碳素工具钢、低合金工具钢、高合金工具钢等.按用途分为刃具钢、模具钢和量具钢.刃具：用于切削加工的工具,车刀,刨刀,转头等；模具：用于进行压力加工的工具.冷作模具：〈200—3000C；热作模具：〉600 0C；量具：测量尺寸的工具,如卡尺、千分尺、块规等.共性：一般都在磨损条件下工作,要求具有高硬度和高耐磨性.不同：具体工作条件的不同,对各自的性能又有特殊要求.如刃具钢要求热硬性好,冷作模具钢要求热处理变形小,热作模具钢要求在高温下保持高的硬度和韧性,量具钢要求热处理后组织稳定好.所以,各类工具在钢材的选用和热处理方法上各有其特点.一、刃具钢1．切削刃具的工作条件及性能要求切削刃具的种类繁多,工况条件各有特点,性能要求也各有不同.以车刀为例：工作条件：1刀刃与工件之间发生剧烈的摩擦,造成严重的磨损；。
钢材手册文档
钢材手册简介钢材是一种常见的金属材料，用途广泛。
本手册将为读者提供有关钢材的详细信息，包括钢材的分类、性能、用途以及主要加工工艺等方面的内容。
无论您是从事钢铁行业的从业人员，还是对钢材感兴趣的读者，本手册都将为您提供有价值的信息。
目录•钢材的分类•钢材的性能•钢材的用途•钢材的加工工艺钢材的分类根据成分和性能的不同，钢材可以分为普通碳钢、合金钢和特殊钢三大类。
普通碳钢普通碳钢通常指的是含碳量在0.08%-0.60%之间的钢材。
根据硬度和强度的不同，普通碳钢可以进一步细分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
普通碳钢具有良好的可焊性和加工性能，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造等行业。
合金钢合金钢是通过添加其他金属元素来提高钢材的性能的钢材。
合金钢的性能可以根据添加的合金元素不同而有所差异，如铬钢、镍钢、钼钢等。
合金钢具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性能，常用于汽车制造、航空航天等领域。
特殊钢特殊钢是指具有特殊性能和用途的钢材。
它们通常是通过特殊的熔炼和热处理工艺而制得的。
特殊钢可以根据用途不同而分为模具钢、不锈钢、高速钢等。
不同类型的特殊钢具有不同的特点和用途，如模具钢用于制造模具，不锈钢用于耐腐蚀环境，高速钢用于切削工具制造等。
钢材的性能钢材的性能主要包括物理性能、化学性能和机械性能。
物理性能钢材的物理性能包括密度、热导率、导电性等。
普通碳钢的密度约为7.85g/cm³，热导率约为50W/(m·K)，导电性较好。
不同类型的合金钢和特殊钢具有不同的物理性能，如镍钢具有较高的热导率，高速钢具有较高的硬度。
化学性能钢材的化学性能包括成分和耐蚀性等。
钢材的成分可以通过化学分析来确定，其中最重要的元素是碳、铁和其他合金元素。
不同成分的钢材具有不同的性能，如添加了铬的不锈钢具有较好的耐腐蚀性。
机械性能钢材的机械性能是指钢材在受力下的性能。
常用的机械性能指标包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等。
这些性能指标可以通过拉伸试验、冲击试验和硬度测试等方法进行评定。
钢材化学成分分析标准
钢材化学成分分析标准钢材是一种常见的金属材料，广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造等领域。
钢材的化学成分对其性能和用途具有重要影响，因此对钢材的化学成分进行准确分析是非常重要的。
钢材化学成分分析标准是指对钢材中各种元素含量进行测试和分析的标准，其目的是确保钢材的质量和性能符合相关的标准要求。
首先，钢材的化学成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素。
其中，碳是钢材的主要合金元素，其含量对钢材的硬度、强度和耐磨性等性能有重要影响。
硅、锰等元素的含量也会影响钢材的机械性能和耐蚀性能。
因此，钢材化学成分分析标准需要对这些元素的含量进行严格的检测和分析。
其次，钢材化学成分分析标准的制定是为了保证钢材的质量和性能符合国家标准和行业标准的要求。
在钢材生产和加工过程中，需要对钢材的化学成分进行严格控制，以确保钢材的质量稳定和可靠。
只有通过严格的化学成分分析，才能及时发现和解决钢材中可能存在的问题，从而保证钢材的质量和性能符合标准要求。
此外，钢材化学成分分析标准还涉及到化学分析方法和仪器设备的选择和使用。
化学分析方法包括湿法分析和干法分析等，需要根据钢材中各种元素的含量和性质选择合适的分析方法。
同时，还需要使用精密的化学分析仪器设备，如原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等，以确保对钢材化学成分的准确测定。
总的来说，钢材化学成分分析标准对于保证钢材质量和性能具有重要意义。
只有通过严格的化学成分分析，才能确保钢材的质量稳定和可靠，满足不同领域的使用要求。
因此，钢材生产和加工企业需要严格遵守相关的化学成分分析标准，加强对钢材化学成分的检测和控制，提高钢材质量和竞争力。
在实际生产和使用过程中，还需要不断完善和更新钢材化学成分分析标准，以适应不同领域对钢材质量和性能要求的变化。
只有通过不断的技术创新和标准提升，才能更好地推动钢材产业的发展，为国民经济的发展做出更大的贡献。
因此，希望相关部门和企业能够重视钢材化学成分分析标准的制定和执行，共同推动钢材产业的健康发展。
钢材化学元素分析检测方案
钢材化学元素分析检测方案1 适用范围不锈钢、碳素钢和中低合金钢。
2 试验目的检测铁基材料中各种元素的含量。
3 试验依据《碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法)》GB/T 4336-2016《不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）》GB/T 11170-2008《钢的成品化学成分允许偏差》GB/T 222-20064 试验人员试验人员均为持证上岗人员。
5 试验原理将制备好的块状样品作为一个电极，用光源发生器使样品与对电极之间激发，原子跃迁时发出特征谱线，并将该光束引人分光计通过色散元件将光束色散后，对选定的内标线和分析线的强度进行测量。
根据标准样品制作的校准曲线，求出分析样品中待测元素的含量。
6 检验设备直读光谱仪分析仪、光谱磨样机7 检验条件环境温度为34.00℃，真空度7～20par。
为光谱仪配备接地电阻小于 4 欧姆的专用地线。
8 设备组成8.1 仪器的存放光谱仪应按仪器厂家推荐的要求,放置在防震、洁净的实验室中,通常室内温度保持在15℃～30℃，相对湿度应不小于80%。
在同一个标准化周期内，室内温度变化不超过5℃。
8.2 电源为保证仪器的稳定性,电源电压变化应小于±10%频率变化小于士2%,保证交流电源为正弦交流电源，根据仪器使用要求,配备专用地线。
8.3 激发光源为使激发光源电器部分工作稳定,开始工作前应使其有适当的通电时，用电压调节或稳压器设备将供电电压调整到仪器所要求的数值。
8.4 对电极对电极需定期清理、更换并用极距规调整分析间隙的距离、使其保持正常工作状态。
8.5 光学系统聚光透镜应定期清理，定期描迹来校正入射狭缝位置。
8.6测光系统停机后重新开机，一般应保证足够的通电时间，使测光室系统工作稳定，真空系统达到要求。
9、取样总则9.1 取样所采用的取样方法应保证分析试样能代表熔体或抽样产品的化学成分平均值。
分析样品应除去表面涂层、脱碳层、渗碳层、镀层金属或其他外来物质。
钢铁理化检验工程师实用读本(2)
3钢铁成分分析钢、不锈钢及其它合金化学分析方法，包括湿法化学与仪器分析技术两类。
3.1 化学分析关键词——炉前（cast or heat(formerly ladle)）分析浇注钢水过程中取样，按照标准要求采用化学方法进行的元素分析——成品分析（product，check or verification analysis）钢的中间产品或成品的化学分析。
其目的是测定其标准要求的产品符合性。
成品元素成分的波动范围，通常大于其相应炉前分析的数据波动范围。
——成品分析允许偏差（product analysis tolerance）元素分析结果允许上、下限。
仅是适用于成品分析结果。
例如UNS30400不锈钢，铬元素含量的允许范围：18%～20%，其炉前分析结果为：18.01%，成品分析的结果可能为：17.80%。
如果成品分析对Cr元素分析的结果偏差要求为0.20%，则成品分析的结果即为合格。
如果成品分析铬的结果是17.79%，则为不合格。
——企业内定方法（proprietary analysis or non-standard analysis method）非国家标准方法，但其使用的标样可溯源于国家质检部门。
——仲裁分析（referee analysis）仲裁双方认可的实验室，采用国家标准方法、及法定标样，所做的仲裁样品的分析结果——具有证书的标准物质（certified reference material）国家标准与技术法定单位认可生产的标准物质，作为分析实验室分析结果的比对基准。
标准物质应与要分析的物质最大程度地相似，以便无需修正其差别（如干扰元素的影响）。
3.1.1对于直读光谱的棒状或块状标样（一级标钢）的要求：——要求准确的标准化学分析结果——元素含量分布均匀——标样和所分析的钢种相同，并且包含分析的全部元素——标样的组织形态和浇注状态要一致——标样中分析元素的含量范围应比分析元素的含量范围要宽，内标元素含量力求一致。
钢的化学成分
（3）对回火转变的影响 ：合金钢耐回火性好，回火后强韧性配合更好，有些钢可产生“二次硬化”
合金钢回火时马氏体不易分解，抗软化能力强，即提高了钢的耐回火性，回火后能有更好的强韧性配合。合金元素能提高马氏体分解温度，对于含有较多Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素的钢，当加热至500～600℃回火时，直接由马氏体中析出合金碳化物，这些碳化物颗粒细小，分布弥散，使钢的硬度不仅不降低，反而升高这种现象称为“二次硬化”。但有些合金钢应避免“回火脆性”的产生。
（2）对过冷奥氏体转变的影响 ：合金钢淬透性更好，可减小淬火冷速，减小淬火变形。但残余奥氏体增多
除Co外，所有溶于奥氏体中的合金元素，都使过冷奥氏体的稳定性增大，使C曲线右移，马氏体临界冷却速度减小，淬透性提高。这使得合金钢利用较小的冷却速度即能淬成马氏体组织，可减小淬火变形。因此大尺寸、形状复杂或要求精度高的重要零件需要用合金钢制作。除Co、Al外，大多数合金元素都使Ms点降低，使合金钢淬火后的残余奥氏体量比碳钢多，这将对零件的淬火质量会产生不利影响。
3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，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，如16Mn钢比A3屈
锰可提高钢的强度，增加锰含量对提高低温冲击韧性有好处。
镍钢铁性能有良好的作用。它能提高淬透性，使钢具有很高的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍能提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。镍基合金具有更高的热强性能。镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢.1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
化学分析操作规程(C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Ti、Mo、V)
1.钢铁中碳的测定碳是钢铁中最为重要的元素之一，它是钢铁编号的重要依据，也是衡量钢铁机械性能优劣的重要依据，所以说测准钢铁中碳的含量十分重要。
碳在钢铁中的存在形式一般有两种，一种是以游离状态的石墨形式，另一种是碳与其它金属元素如铁、铬、锰、钨等化合形成的化合碳化物（Fe3C2，Cr3C2, WC……）碳在钢铁中或以游离碳，或以化合碳、或以两种形式共存的形式出现。
由于化合碳易被酸溶解从而使分析成为可能，然而，游离碳即石墨具有很大的化学惰性，给溶解试样带来很大的困难，所以，在测定钢铁中含碳量（指游离碳与化合碳之和）时，不是用一般的酸进行溶解处理的方法，而是用高温燃烧法测定。
燃烧法测定钢铁中碳是首先制取合格的被测试样，将试样称量后放入船形瓷舟中，然后放入高温管式电炉内，经一段时间的予热后通氧气燃烧。
使碳生成二氧化碳再测定之。
根据测定形式的不同分为容量法和非水滴定法两种常见方法。
燃烧——气体容量法：原理：试样在高温下（1300）通氧燃烧，碳被氧化生成二氧化碳，二氧化碳气体通过氢氧化钾或氢氧化钠溶液将二氧化碳气体吸收，根据吸收前后的体积差，换算出碳的百分含量。
主要反应：⒈C+O2=CO24Fe3C+13O2=4CO2+6Fe2O3⒉CO2+2KOH=K2CO3 +H2O在高温氧化过程中，钢铁中的硫同时也被氧化生成二氧化硫，当燃烧气体通过氢氧化钾吸收液时二氧化硫也被吸收，这样就会影响碳的测定。
消除硫的影响是采用装有固体二氧化锰的特殊装置来吸收二氧化硫。
反应式：⒈4FeS+7O2=2Fe2O3 +4SO2⒉SO2+KOH=KHSO3Ⅰ仪器及试剂：氧气净化和燃烧装置及定碳仪（见图7—1）。
水银气压计。
氢氧化钾溶液：（40%）。
酸性水：于水中加数滴硫酸及钾基橙指示剂熔剂：纯锡、纯铋等。
Ⅱ操作步骤：称取试样0.2500～2.0000g，置于瓷舟内，加适当助溶剂约0.2克，立即将瓷舟用紫铜或低碳不锈钢长钩送于炉管高温处（1150～1250℃），立即用橡皮塞将燃烧管塞住，保温0.5—1分钟，通氧燃烧（氧气流量1.5～2升/分），生成的二氧化碳和混合气体，经过除硫器及冷凝管进入量气管内，待量气管内酸性水液面在稳定一段时间以后开始下降时，将水准瓶移至量气管的零点处，当液面降到接近零点时，将量气管通大气，切断氧气流。
常用钢铁材料的鉴别方法
常用钢铁材料的鉴别方法1.观察外观特征：观察钢铁材料的表面颜色、光泽度、是否有锈蚀、氧化、腐蚀等情况。
不同的钢铁材料在外观上可能有明显的区别。
2.磁性测试：用磁铁靠近钢铁材料，观察其是否有磁性。
普通碳素钢和低合金钢一般具有磁性，而不锈钢等不含碳的合金则没有或仅有弱磁性。
3.化学成分测试：通过化学成分分析仪器，对钢铁材料进行成分分析。
不同类型的钢铁有不同的成分，如碳素、硫、磷、锰、铜、硅、镍、铬等。
通过对元素含量的分析，可以判断出钢铁的种类。
4.金相分析：通过金相显微镜观察钢铁材料的显微组织结构。
不同的钢铁材料通过显微组织的形貌、晶粒大小、相含量等特征，可以得到不同的结构信息，进而判断出钢铁的类型。
5.硬度测试：通过硬度测试仪器（如洛氏硬度计、维氏硬度计等），测量钢铁材料的硬度数值。
不同类型的钢铁具有不同的硬度范围，通过硬度测试可以判断出钢铁的种类。
6.密度测试：通过密度测试仪器（如比重测定仪、密度计等），测量钢铁材料的密度数值。
不同类型的钢铁密度略有差异，通过密度测试也可以作为鉴别的一种手段。
7.强度测试：通过拉伸试验机等设备对钢铁材料进行力学性能测试，得到其强度、延伸性、韧性等数据，进而推测出钢铁的类型。
8.快速鉴别方法：除了上述传统的鉴别方法外，还可以使用快速鉴别方法，比如光谱仪、X射线衍射仪等高科技仪器，通过测量波长或衍射数据，从而对钢铁材料进行鉴别。
需要注意的是，以上方法可能需要专业的测试仪器和仪表，因此在进行钢铁材料鉴别时，最好由专业人士进行操作和解读结果。
此外，综合运用多种鉴别方法，可以提高准确性和可靠性。
普碳钢、低合金钢中硅、锰、磷的联合测定
硅、 锰、 磷是 钢铁 中常 见元 素 ， 其 含 量直接 影 响钢 铁 的材 质 。钢铁 中硅 、 锰、 磷 的分 析 方法 很 多 ， 其中， 分 光光 度法 灵敏 度 和准确 度 高 ， 仪 器简 单 、 操 作 简便 ，
＋ １ ） １ ０ ｍ Ｌ ； 定锰混合酸 ： 硝酸 ３ ０ ｍ Ｌ ， 硫酸 ５ ｍ Ｌ ， 磷
硅、 锰、 磷含 量 。该方 法操 作 简便 、 快速 、 准确 度 高 、 重 现性 好 。
血酸 （ １ ｇ抗 坏 血 酸溶 于 ５ ０ ｍＬ水 ， 加入 ５ ０— ｎ Ｌ 乙醇 ， 当天配 制 ） 。 以上试 剂 均为分 析纯 ， 实验 用
１ ． ２ 仪 器
７ ５ ６紫外 一可见分 光光度 计 （ 上 海菁 华科 技 仪器
Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｌ ｕ ｂ ｉ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ Ｃ ｏ ．Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｌ ａ ｉ ｗ ｕ ２ ７ １ １ ０ ０ ）
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｈｅ ｔ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ， ｍａ ｎ ｇ ａ ｎ ｅ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｒ ｕ ｓ ｉ ｎ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｎｄ ａ ｌ ｏ ｗ
Ｗａ ｎ ｇ Ｊ ｕ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｘｕ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ
（ Ｌ ａ ｉ ｗ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｉ ｔ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｌ ａ ｉ ｗ ｕ ２ ７ １ １ ０ ０ ；
合金钢碳素钢结构区别化学
合金钢和碳素钢是两种不同的钢材，其化学成分和结构也有所不同。
碳素钢（Carbon Steel）：碳素钢是一种主要由铁和碳组成的钢材，其中碳是最主要的合金元素。
除铁和碳之外，碳素钢中通常含有少量的锰、硅和其他杂质。
碳素钢的典型化学成分如下：
碳（C）：通常在0.05%至2.0%之间，取决于钢的等级和用途。
锰（Mn）：通常在0.25%至1.65%之间，用于增加强度和韧性。
硅（Si）：通常在0.15%至0.60%之间，用于调节钢的流动性和脆性。
碳素钢的结构主要由铁和碳组成，其中碳以固溶的形式存在于铁基体中。
根据碳含量和其他合金元素的影响，碳素钢可以具有不同的硬度、强度和耐腐蚀性能。
合金钢（Alloy Steel）：合金钢是一种通过添加多种合金元素来改善钢的性能和特性的钢材。
合金钢的化学成分可以因具体合金型号而有所不同，以下是一些常见的合金元素和其用途：
铬（Cr）：提高钢的耐腐蚀性和耐热性。
镍（Ni）：提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性。
钼（Mo）：提高钢的硬度、强度和耐腐蚀性。
钒（V）：增加钢的硬度、韧性和耐热性。
硅（Si）：用于调节钢的流动性和脆性。
锰（Mn）：增加钢的强度和韧性。
合金钢的结构由铁基体和添加的合金元素组成，这些元素以不同的形
式存在，如固溶体、碳化物、亚稳相等。
合金钢的性能可以根据合金元素的种类和含量进行调整，以满足不同的用途和要求。
需要注意的是，具体的合金钢和碳素钢的化学成分和结构可以因不同的标准、等级和制造商而有所不同。
因此，在实际应用中，应参考相应的材料规范或供应商提供的详细数据。
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合金钢、普碳钢中锰、硅、磷的化学测试方法
锰的测定
一试剂：
1、酸溶发色混合液：HNO3100ml AgNO32克溶后稀至500ml.
2、过硫酸铵溶液（15%）
二操作步骤：
称试样0.0400克（精确至0.0001克）置于250ml高型烧杯中，溶于预热定锰混合液10ml，待试样溶解完毕，加过硫酸铵溶液（15%）10ml，继续加热煮沸出现大气泡，约10s后，加水40ml进行测试。
注意事项:
过硫酸铵加入后，需控制煮沸10s
记取含量时，要等少量小气泡逸去后。
硅的测定
试剂：
稀HNO3(1+4)
KMnO4溶液（5%），称取5g KMnO4溶于水，用水稀至100ml.
碱性钼酸铵溶液：称取5克钼酸铵，加12.5gKCO3，溶解后稀至100ml
H2C2O4(2.5%)
(NH4)2Fe(SO4)2(1%)，100ml水中加1克(NH4)2Fe(SO4)2，1ml浓H2SO4
操作步骤：
称取试样0.0300g（精确至0.0001g）于250ml高型烧杯中，加HNO3(1+4)10ml，回热至样品溶清，摇动使黄色气体逸去，加3滴KMnO4溶液（5%），加热去沸，取下，立即加入碱性钼酸铵溶液10ml，摇动10s，加入40ml H2C2O4(2.5%)溶液，40ml(NH4)2Fe(SO4)2(1%)溶液，摇匀，水为参比，测其吸光度。
磷的测定（NaF—SnCl2磷钼兰光度法）
一试剂：
1、稀HNO3 (1+2.5)
2、KMnO4 (5%)
3、钼酸铵-----酒石酸钾钠溶液：到等体积的钼酸铵（10%）与酒石酸钾钠（10%）
4、NaF—SnCl2溶液:先大量配置NaF溶液（2.4%），贮于塑料桶中，称取SnCl22克，加盐酸（1+1）5 ml，加热至全部溶清，以NaF溶液（2.4%）稀至1000 ml。
二操作步骤
称样50毫克，置于250 ml的高型烧杯中，加入预热稀HNO3 (1+2.5)10ml，加热至试样溶解，逸去氮化物气体，滴加KMnO4 (5%)6滴，继续加热10s不褪色，加入钼酸铵-----酒石酸钾钠溶液40 ml，以水作参比测量其含量。
三注意事项：
1、氧化时应使溶液致沸保持5-10s.
2、分析操作手续相对保持一致，以保证分析结果重现性和准确性。
3、含量大于0.05%时，计数时间较短、不可耽误。