352钢铁分析-五元素分析方法(精)
张婉莹-钢铁中五大元素
钢铁中五大元素五大元素是钢铁中最重要的也是最基本的元素，五大元素的含量直接影响金属的性能和牌号，所以检测五大元素尤为重要。
以下是五大元素的作用和检验依据：一、钢铁中碳的作用与分析碳元素是钢铁中区分钢或铁的主要依据，含碳量大于 1.7%的是生铁，含碳量在0.2~1.7%的称为钢，含碳小于0.2%的称作低碳钢。
碳在钢铁中有的以固溶体状态存在，有的生成碳化物（Mn3C、WC、MoC、Cr3C2等）。
碳的含量直接影响钢的性能，当碳含量高时钢的硬度和强度增加，但是其熔点、塑性和延展性降低，使钢难于加工。
生铁的强度和硬度随化合碳的增加而增高。
分析方法：燃烧-气体容积法是目前国内外广泛采用的标准方法。
本法成本低，有较高的准确度，测得结果是总碳量的绝对值。
其缺点是要求有较熟练的操作技巧，分析时间较长，对低碳试样测定误差较大。
方法原理:试样在1150～1250℃的高温O2气流中燃烧，钢铁中的碳被氧化生成CO2:C + O2= CO24Fe3C + 13 O2= 4 CO2 + 6Fe2O3Mn3C +3 O2= CO2 + Mn3O3FeS +5 O2= Fe3O4 +3 SO23MnS + 5 O2= Mn3O4 + 3SO2生成的CO2与过剩的O2经导管引入量气管，测定容积，然后通过装有KOH溶液的吸收器，吸收其中的CO2CO2十2KOH = K2CO3十H2O 剩余的O2再返回量气管中，根据吸收前后容积之差，得到CO2的容积，据此计算出试样中碳的质量分数。
二、钢铁中硫的作用与分析硫在钢中是一种有害元素。
硫在钢铁中以MnS、FeS状态存在。
FeS的熔点低，最后凝固，夹杂于钢铁的晶格之间。
当加热压制时，FeS熔融，钢铁的晶粒失去连接作用而碎裂。
硫的存在所引起的这种“热脆性”严重影响钢铁的性能。
因此国家标准规定碳素钢中硫含量不得超过0.05%，优质钢中含硫量应不超过0.02%。
分析方法：硫的测定方法很多。
经典的硫酸钡重量法用于测定高硫试样。
元素分析仪中五大元素的作用和检验依据
元素分析仪中五大元素的作用和检验依据
五大元素是钢铁中最重要的也是最基本的元素，五大元素的含量直接影响金属的性能和牌号，所以检测五大元素尤为重要。
以下是使用元素分析仪时，五大元素的作用和检验依据： 碳元素在钢铁中的作用是，它是区分钢或铁的主要依据，含碳量大于百分之1.7的是铁，低于百分之1.7的称我钢。
碳在钢铁中呈化合状态和游离状态。
钢中的碳大部分以化合状态存在；在铁中碳都以游离状态存在，化合碳和游离碳之和称为总碳量。
碳的含量直接影响钢的性能。
当碳含量高时，钢的硬度和强度增加，但是其熔点、塑性和延展性降低，使钢难于加工。
生铁的强度和硬度随化合碳的增加而增高。
硫在钢中是一种有害元素。
它使钢产生热脆现象，降低钢的机械性能，对钢的耐腐蚀性和可焊性不利，在易切削钢中，为了改善钢的切削加工性能，可提高硫的含量，在一般合金中硫的含量都较低。
对碳元素的测定一般都是测定总碳量，常用的分析方法有气体容量法和非水滴定法（依据GB/T 223.69-1997标准）
试样在1250℃的氧气流中燃烧，使碳氧化成二氧化碳，燃烧后的混合气体经除硫后剩余的气体收集于量气筒中定容，然后经氢氧化钾吸收，测定气体体积之差，通过压力传感器求的碳含量。
对硫元素测定一般都是采用碘量法或酸碱滴定法（依据GB/T 223.68-1997标准）
试样在1250℃的氧气流中燃烧，使硫氧化成二氧化硫气体，燃烧后的二氧化硫气体然后用水吸收生成亚硫酸，用碘液滴定碘液中的淀粉指示终点颜色，滴定碘液体积之差，通过压力传感器求的硫含量。
钢铁的化学分析方法
钢铁的化学分析方法一、钢的分类1．按化学成份分类：按化学成分，可以把钢分为碳素钢和合金钢两大类。
（1）碳素钢：①低 C ≤0.3%②中碳钢 C 0.3 ~ 0.6%③高碳钢 C ≥0.6%主要分析的元素为：C、Si、Mn、S、P五元素。
（2）合金钢按合金元素总量分：①低合金钢合金元素总量≤5%②中合金钢合金元素总量5 ~ 10%③高合金钢合金元素总量≥10%按合金元素数目分：除铁和碳两个基本元素外，另加入一种合金元素，称为三元钢，加入两种合金元素称为四元钢，依此类推。
如：锰钢、铬钢、铬锰钢、硅锰钢等。
分析元素为：C、Si、Mn、S、P + 合金元素2．按品质分类：根据钢中含有害杂质的多少工业用钢通常分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
①普通钢：S≤0.055% P≤0.045%②优质钢：S、P≤0.040%③高级优质钢：S≤0.030% P≤0.035%3．按金相组织分类：①退火状态的：亚共析钢、共析钢、过共析钢②正火状态的：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢。
③无相变或部分发生相变的：铁素体钢、奥氏体钢、变相钢（如半铁素体钢、半奥氏体钢）4．按用途分类等：建筑及工程用钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢。
5．按冶炼方法分类：平炉钢、转炉钢、电炉钢。
各种方法并不存在谁好谁坏的问题，主要是根据不同需要不同场合而采用不同的分类方法。
二、铸铁的分类铸铁是一种铁碳合金，碳含量较高，一般在2.0％以上，除了铁和碳以外，还含有硅、锰、硫、磷及其其他合金元素。
铸铁一般分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。
分析C、Si、Mn、S、P + 合金元素。
三、分析方法的分类：（主要针对钢铁的分析）根据测定原理和使用仪器的不同，分析方法可以分为化学分析法和仪器分析法。
1．化学分析法：以物质的化学反应为基础的分析方法。
（1）定性分析：是确定物质由哪些组分所组成。
（2）定量分析：是确定物质各个组分的准确含量。
①重量分析法：根据化学反应生成物的质量求出被测组分的含量的方法。
钢铁中五大元素的作用与危害及其分析方法
钢铁中五大元素的作用与危害及其分析方法作者：刘张50905022010 应化2班钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。
其中除Fe(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。
它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。
钢铁生产流程包括：矿山开采→选矿→烧结→炼铁→炼钢→连铸→轧钢等。
钢铁工业是最重要的基础工业，是其他工业发展的物质基础。
有了钢铁，就使得中国国民经济的技术改造成为可能。
同时，钢铁工业的发展也有赖于煤炭工业、采掘工业、冶金工业、动力、运输等工业部门的发展。
由于钢铁工业与其他工业的关系十分密切，因此许多国家都把发展钢铁工业放在十分重要的地位，并把这种发展与国民经济各部门的发展互相协调起来，保持正常的比例关系。
针对此块精英人才，也是目前我国最稀缺的。
五大元素是特指钢铁中的碳、硫、硅、磷、锰五种元素。
五大元素各个化学元素对钢的性能有以下的影响：1、碳(C) 碳是钢铁的主要成分之一它直接影响着钢铁的性能。
碳是区别铁与钢，决定钢号、品级的主要标志。
碳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，正是由于碳的存在，才能用热处理的方法来调节和改善其机械性能，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。
2、硅(Si)：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，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
五大元素分析仪主要技术参数 元素分析仪技术指标
五大元素分析仪主要技术参数元素分析仪技术指标钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素是重要的也是最基本的元素，为此大家习惯称之为钢铁五大元素。
五大元素分析仪是对钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素含量的钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素是重要的也是最基本的元素，为此大家习惯称之为钢铁五大元素。
五大元素分析仪是对钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素含量的检验。
按照我国现行标准GB/T5613-1995铸钢牌号表示方法和GB/T5612-1985铸铁牌号表示方法，说明五大元素是区分普通钢铁的牌号及品质，它的含量直接影响钢铁的机械性能。
钢铁及铸造企业把对产品五大元素检验作为一项重要的检验。
下面就为大家详细的介绍下五大元素分析仪。
五大元素分析仪是由南京诺金高速分析仪器厂所生产研发，属国内首创、全新的综合性分析仪器。
一台仪器可满足碳钢、高中低合金钢、不锈钢、生铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、耐磨铸铁、合金铸铁、铸钢等材料中的C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg、稀土总量等元素含量的检测。
采用电弧燃烧炉燃烧样品，气体容量法测C，碘量法自动滴定测S;光电比色分析法测定其它元素。
五大元素分析仪主要技术参数：1、测量范围：（该仪器可检测的元素较多，现以黑色金属中碳、硫、硅、锰、磷、镍、铬、钼、钛、铜、稀土、镁为例）C：0.020～6.000 S：0.0030～2.000 Si：0.010～6.000 Mn：0.010～18.00P：0.0005～2.000 Ni：0.010～30.00 Cr：0.01～28.000 Mo：0.010～7.000Ti：0.010～5.000 Cu：0.010～8.000 ΣRE：0.010～0.500 Mg：0.010～0.2002、测量精度：符合GB/T223.69-2023 GB/T223.68-1997 GB/T223标准3、电子天平：称量范围0-100g 读数精度0.0001仪器网-专业分析仪器服务平台,实验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣传媒体。
钢铁中锰硅磷元素化验分析方法
钢铁中锰硅磷元素化验分析方法锰元素的分析（高锰酸银盐光度法）一、需要的试剂：1、硝酸-硝酸银溶液：在1+4的稀硝酸500ml中，加硝酸银2克。
2、过硫酸铵溶液（15%）：称取过硫酸铵15克加水100ml溶解。
二、操作步骤：称试样40mg置于150ml三角烧杯中，加硝酸-硝酸银溶液10毫升，加热溶解，加入过硫酸铵溶液（15%）5毫升，继续加热煮沸30秒后，加水40毫升后比色。
三、注意事项：1、过硫酸铵加入后，需控制煮沸30秒。
2、记取含量时，要等少量小气泡逸去后。
磷元素的分析（氟化钠——氯化亚锡磷钼蓝光度法）一、试剂：1、稀硝酸（1+2.5）2、高锰酸钾溶液（5%）3、钼酸铵——酒石酸钾钠溶液：取等体积的钼酸铵（10%）与酒石酸钾钠（10%）混匀。
（1+1当天混合）4、氟化钠——氯化亚锡溶液：先大量配制氟化钠溶液（2.4%），贮于塑料桶中用，称取氯化亚锡2克，加盐酸（1+1）5毫升，加热至全部溶清，以氟化钠溶液（2.4%）稀至1000毫升。
二、操作步骤：称样50毫克，置于250毫升高型烧杯中，加入预热稀硝酸（1+2.5）10毫升，加热至试样溶解，逸去氮化物气体，滴加高锰酸钾6滴，继续加热至沸10秒不褪色，加入钼酸铵——酒石酸钾钠10毫升，摇匀，再加氟化钠——氯化亚锡溶液40毫升，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并保持5-10秒。
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，读数时间较短、不可耽误。
硅元素的分析（亚铁还原硅钼蓝光度法）一、试剂：1、稀硝酸（1+4）2、高锰酸钾溶液（5%）称5克高锰酸钾溶于水，用水稀至100毫升。
3、碱性钼酸铵溶液：称取5克钼酸铵，加12.5克碳酸钾，溶解后，稀至100毫升。
4、草酸（2.5%）5、硫酸亚铁铵溶液（1%），100毫升水中加1克硫酸亚铁铵，1毫升硫酸。
二、操作步骤：称取试样30毫克于250毫升高型烧杯中，加硝酸（1+4）10毫升，回热至样品溶清，摇动使黄色气体逸去，加3滴高锰酸钾溶液，加热至沸，取下，立即加入碱性钼酸铵溶液10毫升，摇动10秒，加入40毫升草酸溶液，40毫升硫酸亚铁铵溶液，摇匀，水为参比，测其吸光度。
352钢铁分析-五元素分析方法(精)
(四)测定步骤
称取适量试样，置于瓷舟中，加入适量助 熔剂，将瓷舟推至高温处，预热0.5～1.5min， 通氧，控制氧速为1500～2000mL/min，燃烧后 的混合气体导入吸收杯中，使淀粉吸收液蓝色 开始消褪，立即用碘酸钾标准溶液滴定并使液 面保持蓝色，当吸收液褪色缓慢时，滴定速度 也相应减馒，直至吸收液的色泽与原来的终点 色泽相同，间歇通气后，色泽不变即为终点。
钢铁中锰含量的分析通常采用滴定法和 光度法。 • 滴定法：用硝酸银 ( 酸性条件 ) 定量将锰 氧化成三价，用硫酸亚铁铵标准滴定溶 液滴定。还可以用过硫酸铵将锰氧化成 七价，以亚砷酸钠-亚硝酸钠标准滴定溶 液滴定
• 光度法：将锰氧化成七价后，进行光度 测定。
高碘酸钾氧化光度法（七价锰法）： 1、试样用混酸溶解，锰的化合物转化为二价 Mn2+；
数据处理
工作曲线 系列1 0.6 0.721, 0.536 0.5 0.600 , 0.452 0.4 0.518, 0.393 0.400 , 0.302
0.3
w
0.2
0.1
0 0.000
0.100
0.200
0.300
0.400 A
0.500
0.600
0.700
0.800
混酸的作用
①将试样中Mn全部氧化为Mn(Ⅶ) ②调节酸度 ③磷酸与某些金属离子配合，起掩蔽作用
( M o 2O 7) 5
H 8[ S i ( M o 2O 7) 6] + 4 F e S O 4+ 2 H 2S O 4
H8 Si Mo 2O 5
+ 2 F e 2( S O 4) 3+ 2 H 2O
酸液
显色
硅钼黄
钢铁厂成分分析
钢铁厂通常采用仪器分析，如钢铁成分分析仪。
它是利用分光光度计分析的，特点是快速、高效。
至于一般的分析，那需要针对钢铁中不同的元素采用不同的分析方法。
不是几句话可以说清楚的。
如合金钢中铬元素成份分析方法一、化学试剂：⑴硝酸（1+1）:在100ml水中加入100ml的硝酸⑵ 70% 高氯酸:（浓）⑶磷酸（5+95）:在95ml水中加入5ml磷酸⑷二苯偕肼溶液0.5%:称取4克邻苯二甲酸酐，加入100毫升乙醇，在水浴上加热溶解，再称取0.5克二苯偕肼溶解于上述冷溶液中.2、分析步骤:称取25毫克试样,投入150毫升锥形瓶中[瓶中预置高氯酸2毫升,（1+1）硝酸8 滴,并预热],加热溶解.待试样溶解完毕后,蒸发至冒高氯酸白烟出瓶口,取下,立即加入磷酸（5+95）95 毫升,二苯偕肼溶液5 毫升,摇匀.3、磷酸的加入,一方面可以抑制高价铁与二苯偕肼生成黄棕色络合物,有利于消除铁的干扰,另一方面却又影响到铬的显色.磷酸量越多,吸光度越低,因此磷酸的浓度和用量应控制一致.4、因吸光度随时间的处长而升高,故显色后的溶液要求在3分钟内比色完毕.合金钢中镍元素成份分析方法（本法适用Ni3%高、低合金钢的快速分析）一、试剂:1、稀王水:HCL：HNO：HO=1：1：2（盐酸+硝酸+水）2、过硫酸铵溶液3% 当日配制.称取3克过硫酸铵加水100ml.3、混和液:称氢氧化钠75克,酒石酸20克,丁二肟2克加水溶解后稀至1升.摇匀.4、空白液:称氢氧化钠75克,酒石酸20克,加水溶解后稀至1升.摇匀.二、分析方法：称试样20mg二份,于100毫升三角烧杯中加稀王水5亳升,溶解后加混和酸50毫升,过硫酸铵10毫升,摇匀,立即在一通道1cm比色杯进行比色.空白液:称样溶解同上,仅把混和液改为空白液,其余同上操作,此作为空白液.三、注意事项:1、试样含铬较高时，一定要带空白，含铬低时可用水作参比。
2、称样多少可根据镍量的高低而定，含镍0。
极度详细的钢五大元素分析方法
普通钢五元素分析一碳硫分析用定碳定硫仪测定二硅磷锰的分析1所需试剂硝酸(1+3) (1份硝酸+3份水)2过硫酸铵(固体)①测锰混酸：硝酸银1g溶于500ml水中，加硫酸25ml磷酸30ml，硝酸30ml，用水稀至于1升。
②钼酸铵溶液：5%③草酸溶液：5%④硫酸亚铁铵溶液：6%(每100ml溶液中滴1+1硫酸6滴)⑤钒酸铵溶液：0.25%(取钒酸铵2.5g加入500ml水加热溶解冷却，加入浓硝酸30ml用水稀至1升)操作方法称取试样和相同牌号的标样各1g，分别臵于100ml两用瓶中。
加1：3的硝酸50ml加热溶解，加固体过硫酸铵1g左右，煮沸1分钟冷却，稀至100ml两用瓶中硅的测定吸取试液和标液各2ml，分别臵于100ml两用瓶中，加(1+3)硝酸1ml，水3ml，加钼酸铵溶液(5%)5ml，在沸水溶液中加热30秒钟，流水冷却，立即加5%草酸溶液10ml，6%硫酸亚铁铵溶液10ml，在波长650mm 处用1cm比色皿进行测定，记下试样和标样的消光值E1、E21) -锰的测定分别吸取试液和标液各5ml，分别臵于50ml的两用瓶中，加测锰混酸20ml，加过硫酸铵固体1g，加热煮沸1分钟左右，冷却稀至50ml两用瓶中，在波长530nm处用1cm比色皿进行测定，记下试样和标样的消光值E2、E1E1=2) 磷的测定吸取试样和标样各20ml分别臵于两只150ml烧杯中，其中一只空白加入8ml水，另一只加入0.25%钒酸铵溶液3ml，5%钼酸铵溶液5ml，在波长470nm处用2cm比色皿进行测定。
记下试样和标样的消光值E2、E1不锈钢中九元素分析A 碳硫测定 (仪器分析)B 硅、镍、钛、磷、锰、铬。
钼测定试样溶液的制备1试剂：稀王水盐酸+硝酸 +水=1+1+12操作：称取试样和相同牌号的标样各0.1g，分别臵于100ml的两用瓶中，加入1+1+1稀王水10ml，温热溶解，注意尽量减少蒸发，冷却后稀至刻度。
(一) 钛的测定一试剂1 盐酸：1+12 抗坏血酸：4% 当天配制3 二安替比林甲烷溶液：2.5% (称取2.5克DAM溶于1+10盐酸100ml中)二操作方法吸取试液10ml两份臵于50ml两用瓶中显色液：加4%抗坏血酸5ml，放臵使Fe的黄色退尽，加1+1盐酸5ml，加DAM溶液10ml，以水稀至刻度，放臵半小时后用2cm比色皿在420nm处测定消光值，标样同时操作。
钢铁五元素
钢铁及合金中碳含量的测定气体容量法1、适用范围本规程适用于生铁、铁粉、碳钢、合金钢、高温合金及精密合金中碳含量的测定。
测定范围：0.03%---5%。
2、引用标准GB223.1--95《钢铁及合金中碳量的测定》3、方法提要试样置于高温炉中加热并通氧燃烧，试样氧化成二氧化碳，混合气体经除硫后收集于量气管中，然后以氢氧化钾溶液吸收其中二氧化碳，吸收前后体积之差即为二氧化碳体积，由此计算碳含量。
4、试剂与仪器4、1助熔剂（注）：纯锡、纯铜、氧化铜、五氧化二钒、纯铁粉。
4、2氧气: 附带减压装置。
4、3瓷舟：长度为88㎜或97㎜，使用前需在1250±50℃管式炉内通氧灼烧2---4min，冷却后，储于未涂油脂的干燥器内备用。
4、4仪器装置：见附录A《定碳仪使用守则》A1章。
注:助熔剂含碳量不超过0.005%，使用前应作空白检查。
必要时从分析结果中扣除，助熔剂加入量尽量少加。
5、分析步骤将炉温升至1250±50℃（电流10A以下）注1。
检查管路及活塞是否漏气，装置是否正常。
称取试样（含碳1.25%以下称1.000±0.001g，1.25%--2.5%称0.5000±0.0005g,2.5%以上称0.2500±0.0002g）,均匀地置于瓷舟中，放适量助熔剂，注2，启开橡皮塞，将瓷舟放入瓷管中，用长钩推至高温处，立即塞紧橡皮塞，，通氧燃烧2--3min,按附录A《定碳仪使用守则》规定操作，测其读数。
取下橡皮塞，用长钩拖出瓷舟，注3，即可进行下一个试样分析。
注4，注：1、一般普通分析用下限炉温，高合金及精密合金分析用上限炉温。
2、助熔剂一般用纯锡，分析高合金、精密合金等难溶样品时用纯铜或氧化铜。
3、观察试样燃烧是否完全，否则重测。
4、如分析完高碳试样再测低碳试样时，应空通一次再做低碳试样。
6、分析结果的计算C% = (X×f) /m式中：X---吸收前与吸收后读数差，%。
五元炼钢工人鉴定方法
五元炼钢工人鉴定方法摘要：一、五元炼钢工人鉴定方法概述二、五元炼钢工人鉴定方法的具体操作步骤1.观察钢锭的五个方面2.评估钢锭的质量3.综合评价五个方面的表现三、五元炼钢工人鉴定方法的实用性及意义正文：【一、五元炼钢工人鉴定方法概述】五元炼钢工人鉴定方法是我国钢铁行业一种传统的技能竞赛方式，旨在检验炼钢工人的操作技能和综合素质。
五元炼钢指的是炼钢过程中的五个关键环节，包括配料、熔炼、精炼、连铸和轧制。
通过这种鉴定方法，可以全面了解炼钢工人的业务能力、操作技巧和敬业精神，从而为钢铁企业的生产和管理提供有力支持。
【二、五元炼钢工人鉴定方法的具体操作步骤】1.观察钢锭的五个方面：在进行五元炼钢工人鉴定时，首先需要观察钢锭的五个方面，分别是外形、表面质量、内部质量、成分和性能。
通过对这五个方面的观察，可以初步了解炼钢工人的操作技能和质量意识。
2.评估钢锭的质量：在观察钢锭的五个方面后，接下来要对钢锭的质量进行评估。
评估内容包括钢锭的成分、性能、表面缺陷、内部缺陷等，这需要鉴定人员具备丰富的经验和专业知识。
3.综合评价五个方面的表现：在评估钢锭质量的基础上，要对炼钢工人在五个环节的表现进行综合评价。
评价时要充分考虑各个环节的相互关联，以及炼钢工人在这五个环节中的整体表现。
【三、五元炼钢工人鉴定方法的实用性及意义】五元炼钢工人鉴定方法具有很强的实用性和意义。
首先，这种方法能够全面检验炼钢工人的综合素质，为企业选拔人才提供依据。
其次，通过鉴定，可以激发炼钢工人提高自身技能和素质的积极性，有利于提升整体水平。
最后，这种方法有助于企业发现生产过程中的问题，进一步提高产品质量。
钢铁冶炼中的原材料多元素分析技术
钢铁冶炼中的原材料多元素分析技术钢铁是现代工业生产中必不可少的材料之一，其广泛应用在汽车、电子、航空航天等领域。
钢铁的制作离不开冶炼过程，而冶炼过程则需要各种原材料作为支撑。
然而，这些原材料中的多种元素对于钢铁制作来说都极为重要。
因此，了解原材料中的元素含量是极为关键的。
钢铁冶炼中的原材料多元素分析技术就是为了解决这个问题而发展起来的。
一、钢铁冶炼中的原材料在了解钢铁冶炼中的多元素分析技术之前，我们先来了解一下钢铁冶炼中的原材料。
钢铁冶炼中常用的原材料有：铁矿石、焦炭、石灰石和氧化铝等。
其中，铁矿石是最主要的原材料，它主要是含有铁和一些其他的元素，如硅、锰、磷等。
焦炭则是用来还原铁矿石的，石灰石主要是用来烘烤焦炭产生的二氧化碳，同时还能起到融化渣的作用。
氧化铝是为了消耗硅，防止铁中的硅过高。
二、原材料多元素分析技术了解了钢铁冶炼中的原材料之后，我们来看看如何进行原材料中的多元素分析。
原材料多元素分析主要是通过对原材料中的元素进行定性和定量分析来判断其中各种元素的含量和存在形态。
常用的分析技术包括：1. 直接测定法：通过放射性同位素伽马探测器、电子探峰计等分析方法直接检测元素含量。
2. 间接测定法：通过化学分离、电感耦合等离子体质谱、原子荧光等分析方法对元素进行间接测定。
3. XRF光谱分析法：利用X荧光来检测样品中元素的含量和种类。
4. AAS原子吸收光谱法：通过分析样品中元素的吸收光谱来测定元素含量。
5. ICP-AES和ICP-MS等技术：分别是电感耦合等离子体发射光谱和电感耦合等离子体质谱分析技术，是目前最为先进的分析技术之一，可以进行多元素同时分析。
三、应用与前景原材料多元素分析技术在钢铁冶炼中的应用已经非常广泛，不仅可以提高生产效率，而且可以提高钢铁的质量。
随着科技的不断进步，原材料多元素分析技术也在不断地发展，不断地有新的技术方法和设备出现。
未来，原材料多元素分析技术将不断地进行创新和发展。
钢铁分析——精选推荐
（一）原理 磷在钢铁中主要以金属磷化物的形式存在，经硝酸分解后生 成正磷酸和亚磷酸，用高锰酸钾处理后，全部被氧化为正磷 酸：
3Fe3P 41HNO3 9Fe(NO3)3 3H3PO4 14NO 16H2O
Fe3P 13HNO3 3Fe(NO3)3 H3PO3 4NO 5H2O
2、钢（含碳量<2%）的分类 碳素钢
按化学成分分类
工业纯铁，碳<0.04% 低碳钢，碳<0.25% 中碳钢，碳0.25～0.6% 高碳钢，碳>0.6%
特种钢：
合金钢
低合金钢，合金元素<5% 中合金钢，合金元素5 ～10% 高合金钢，合金元素>10%
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）。
第四节 磷的测定
钢铁中磷的测定方法有多种。一般都是使磷 转化为磷酸，再与钼酸铵作用生成磷钼酸， 在此基础上可以用质量法（沉淀物为 MgNH4PO4·6H2O）、酸碱滴定法、磷钼蓝 光度法等进行测定。其中磷钼蓝光度法不仅 可以对钢铁中的磷进行测定，而且可以对其 他有色金属和矿物中微量的磷进行测定。本 节主要介绍磷钼蓝光度法。
（3）锰 钢铁中主要以MnS状态存在，如S含量较低，过量的锰可能组成 MnC、MnSi、FeMnSi等，成固熔体状态存在。
性能 增强钢的硬度，减弱延展性。 生铁Mn 0.5% ～6% 锰钢中Mn>0.8% 碳素钢 Mn 0.3 ～ 0.8% 高锰钢高达13% ～14%
（4）硫 主要以MnS或FeS状态存在 使钢产生―热脆性‖——有害成分
（2）主要试剂 氢氧化钾吸收剂溶液(400g/L)； 除硫剂 活性二氧化锰(粒状)或钒酸银；
钢铁中五大元素的作用与危害及其分析方法
钢铁中五大元素的作用与危害及其分析方法作者：刘张 50905022010 应化 2 班钢铁是铁与C(碳)、Si(硅卜Mn(锰卜P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。
其中除Fe(铁)外，C 的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。
它是工程技术中最重要、 用量最大的金属材料。
炼钢T 连铸T 轧钢等。
是其他工业发展的物质基础。
有了钢铁， 就使得中国国 钢铁工业的发展也有赖于煤炭工业、采掘工业、冶金工 家都把发展钢铁工业放在十分重要的地位， 并把这种发展与国民经济各部门的发展互相协调 起来，保持正常的比例关系。
针对此块精英人才，也是目前我国最稀缺的。
五大元素是特指钢铁中的碳、硫、硅、磷、锰五种元素。
五大元素各个化学元素对钢的性能有以下的影响： 1、碳(C)碳是钢铁的主要成分之一它直接影响着钢铁的性能。
碳是区别铁与钢， 决定钢号、 品级的主要标志。
碳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， 正是由于碳的存在， 才能用热处理的方 法来调节和改善其机械性能， 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。
2、硅(Si):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，所以镇静钢含有 0.15－0.30%的硅。
如果 钢中含硅量超过 0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉 强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入 1 .0－ 1 .2%的硅，强度可提高 15－20%。
硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅 1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
钢铁分析
《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华
司卫华
第六单元 黑色金属及其合金
一、钢铁中杂质元素对钢性能影响及 钢铁材料的分类
7.其他元素 镍能增强钢的强度和韧性，铬使钢的硬度、耐热性和耐腐蚀性增强，钨、钼、钡、钛 等元素也能使钢的强度和耐热性得到改善。 碳、硅、锰、硫、磷是生铁及碳素钢中的主要杂质元素，俗称为“五大元素”。因为 这们对钢铁的性能影响很大，一般分析都要求测定它们。 钢铁的分类是依据钢铁中除基本元素铁以外的杂质的化学成分的种类与数量不同而区 分的，一般分为生铁、铁合金、碳素钢合金钢四大类。 生铁中，一般含碳2.5%～4%、锰0.5%～6%、硅0.5%～3%以及少量的硫和磷。由于 其中硅和锰含量的不同，碳的存在状态也不同，而又可以分为铸造生铁（灰口铁）和炼钢 生铁（白口铁）。 铁合金依其所含合金元素不同分为锰铁、钡铁、硅铁、镜铁、硅锰铁、硅钙合金、稀 土硅铁等等。 碳素钢依其含碳量不同，分为工业纯铁（或超低碳钢）（含碳量≤0.03%）、低碳钢 （含碳量≤0.25%）、中碳钢（含碳量≤0.25%～0.60%）和高碳钢（含碳量>0.60%）。 合金钢又称为特种钢，依合金元素含量不同分为低合金钢（合金元素量≤5%）、中合金钢 （含金元素总量>5%～10%）和高合金钢（含合金元素>10%）。
《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华
司卫华
第六单元 黑色金属及其合金
一、钢铁中杂质元素对钢性能影响及 钢铁材料的分类
3.硅 硅也来源于生铁和硅铁脱氧剂。硅的脱氧能力比锰铁强，可有效地清除FeO，改善钢 的性能。硅在钢铁中主要以FeSi、MnSi、FeMnSi等形态存在，也有时形成固溶体或非金 属夹杂物，如2FeO· SiO2、2MnO· SiO2、硅酸盐。在高碳硅钢中有一部分以SiC状态存 在，硅增强钢的硬度、弹性及强度，并提高钢的抗氧化力及耐酸性。硅促使碳游离为石 墨状态，使钢铁富于流动性，易于铸造。生铁中，一般含硅0.5%～3%，当含硅高于2% 而锰低于2%时，则其中的碳主要以游离的石墨状态存在，熔点较高，约为1200℃，断口 呈灰色，称为灰口生铁。因为含硅量较高，流动性较好，而且质软，易于车削加工，故 灰口铁多用于铸造。如果含硅量低于0.5%而含锰量高于4%，则锰阻止碳以石墨状态析出 主要以碳化物状态存在，熔点较低，约为1100℃，断口呈银白色，易于炼钢。含硅 12%～14%铁合金称为硅铁，含硅12%、锰20%的铁合金称为硅锰铁，主要用作炼钢的 脱氢剂。 4.硫 硫是在炼钢时由生铁和燃料带入钢中的杂质。硫在钢铁中以MnS、FeS状态存在。 FeS的熔点低，最后凝固，夹杂于钢铁的晶格之间。当加热压制时，FeS熔融，钢铁的晶 料失去连接作用而碎裂。硫的存在所引起的这种“热脆性”严格影响钢铁的性能。因此 国家标准规定碳素钢中硫含量不得超过0.05%，优质钢中含硫量应不超过0.02%。
ASTM A352化学成分的描述
ASTM A352化学成分的描述ASTM A352是一种常用于制造高温、高压下使用的合金钢阀门和法兰的标准。
该标准针对不同类型的合金钢材料都有具体的化学成分要求。
在本文中，我们将深入探讨ASTM A352化学成分的描述，并分享对这个标准和相关材料的观点和理解。
ASTM A352标准适用于制造用于高温、高压服务的铸造合金钢阀门和附件。
该标准涵盖了各种合金钢材料，包括低合金钢、中合金钢和高合金钢。
这些材料通常是通过铸造工艺进行制造，具有良好的机械性能和抗腐蚀性能。
首先，让我们来看看ASTM A352标准对于合金钢化学成分的要求。
该标准规定了六种不同的合金钢级别（Grade），每种级别又细分为两个级别，分别命名为LCC和LCB。
这些级别的区分主要基于其主要合金元素的含量和机械性能需求。
ASTM A352标准对于化学成分的要求包括碳含量、硅含量、锰含量、磷含量、硫含量、镍含量、铜含量、钼含量、铬含量和钛含量等元素。
这些元素的含量要求根据不同的合金钢级别而有所不同，以满足特定的用途和性能需求。
例如，中合金钢和高合金钢通常含有更高的镍、钼和铬含量，以提供更好的耐高温和抗腐蚀性能。
除了这些主要合金元素外，ASTM A352标准还对其他微量元素的含量进行了限制。
这些微量元素可能对合金钢的性能和加工性能产生影响，因此在制造过程中需要控制其含量。
例如，在高温下使用的合金钢中，硫含量需要控制在较低水平，以减少硫对材料的脆性影响。
ASTM A352标准还强调了对合金钢材料的热处理要求。
根据材料的级别和要求，热处理可以包括正火（normalizing）、回火（tempering）、淬火（quenching）等过程。
这些热处理过程可以改善合金钢的机械性能和抗腐蚀性能，以满足特定的应用要求。
对于ASTM A352化学成分的描述，评估其相关性和重要性是至关重要的。
尤其是根据实际应用需求，确定合适的合金钢材料和级别至关重要。
在选择合适的材料时，需考虑到材料的力学性能、耐腐蚀性能、可加工性以及成本等因素。
351钢铁分析-钢铁的制备与分解.
序号
13
周次
9
授课形式
讲授
授课章节名称
学习情境五钢铁分析
任务一钢试样的制备及分解方法
教学目的
1.了解钢铁方法
教学重点
钢铁的制样方法
教学难点
钢铁的制样方法
使用教具
多媒体
课外作业
补充题
课后体会
授课主要内容
【复习旧课】煤的主要成分是什么？
【引人新课】煤的一个主要作用是炼钢，钢铁的成分有哪些，如何分析呢？
2、硅
硅在钢铁中主要以固熔体及 、 、 等形式存在，有少部分则以硅酸盐形式存在，形成钢中非金属夹杂物。硅一般由矿石引入，也有为特殊目的在冶炼时特意加入的，一般炼钢生铁中含硅0.3-1.5%，铸造生铁含硅达3％；钢中含硅通常不超过1％。耐酸、耐热钢含硅较高，而电磁用钢含硅可高达4％。硅可以使钢的强度、硬度及弹性增加，硅不易与碳生成化合物并使生铁中石墨碳的比率增加。含硅稍多的铁富于流动性，易于铸造。硅又是钢的有效脱氧剂，加硅可以防止其他元素被氧化，提高了钢对氧的抵抗能力。硅也可增加钢的电阻及耐酸作用，而硅能降低钢铁的展性。
2、铁水
在高炉铁水流入沟中时，用长柄铁勺在铁水流出量的1/4、1/2、3/4时从铁水流中取样三次，分别倒入铸铁模中，俟凝固后制取试样，方法如上。
三、铁样的采取和制备
炼钢生产中炉前分析是从钢水中取样，成品检验和钢材分析需要从钢锭、钢材上取样。
1、钢材
采取钢样用刨取法或钻取法。先用钢丝刷或砂轮将表面磨净，自钢材整个横截面上沿轧制方向钻取。钻眼应沿截面均匀分布，钻孔深度大致相同。若垂直于纵轴中线取，其深度应达钢材轴心处。
2、钢水
钢水出炉流入盛钢桶内，趁盛钢桶倒出钢水时用取样模接取试样。模为铸铁制带柄圆锥形，模底直径50mm，上部直径60mm，模高85mm，柄长1～2mm。凝固后，从模中倒出，用冷水冷却至尚有余热，用砂轮清理表面，由试样块侧面中部垂直方向钻取。钻取时用12mm钻取。如钻屑过长，可用剪刀剪断至15mm以下。钻速也不宜过快，否则钻样时受热，钻屑易于氧化。
第七章 钢铁分析
1 概述
钢铁分析
2 钢铁试样的采集、制备和分解
3 钢铁五大元素分析
4 合金元素分析
1 概述
黑色金属材料：铁、铬、锰及其合金
有色金属材料 钢铁：铁、碳合金
化学成分：主要元素
五大元素
铁
碳、硅、锰、磷、硫
合金元素
杂质元素
1.1 钢铁的分类
1.1.1 生铁 粗制铁 生铁 C 2.5～4% Mn 0.5～6% Si 0.5～3% S 、P（少量）
高锰钢
镜铁 锰铁
Mn 13% - 14%
Mn 12% - 20% Mn1.3.1
钢铁分析的特点及分析内容
分析特点 样品制备较简单：分布相对均匀 分解较容易：酸溶 定量分析方法较简单：
多用分光光度法，少数用滴定法
自动分析仪： 元素分析仪：测定钢、铁、合金钢、不锈钢、 耐热钢、玛钢、耐磨钢等材料中的元素； 碳硫分析仪
铸铁也是含碳量>2%的铁碳合金。 按化学成分：普通铸铁、合金铸铁
按断口颜色：灰口铸铁、白口铸铁、麻口铸铁
按组织和性能：普通灰口铁、可锻铸铁、球墨 铸铁、特殊性能铸铁、…
1.1.4
钢
钢是含碳量低于2%的铁碳合金，其成分除铁 碳外，还有硅、锰、硫、磷等杂质元素，合金钢中 还有其他的合金元素。一般工业钢中含碳量不超过 1.4%。 按化学成分，钢铁材料分为碳素钢和合金钢两 种。
燃烧系统：管式炉、电弧炉、高频炉。
测量范围：0.01~6.00%（可扩展） 测定时间：0.5~1.5min
3.2 硫的测定 硫的测定方法很多。经典的硫酸钡重量法用于 测定高硫试样。燃烧—滴定法具有简单、快速、准 确及适应面广的特点，被广泛采用，它也是国内外 的标准方法；而红外碳硫分析仪是测量微量硫的良 好方法。
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（六）分析结果计算
A V f (C ) 100 % m
式中：
A―温度 16℃、气压 101.3KPa ，封闭溶液液面上每毫 升二氧化碳中含碳质量， g 。用硫酸封闭溶液作封闭时， A 值 为 0.0005000g 。 用 氯 化 钠 溶 液 作 封 闭 时 ， A 值 为 0.0005022g. v— 吸收前与吸收后气体的体积差，即二氧化碳的体 积，mL； f―温度、气压补正系数；m――试样量，g；
学习情境五 钢铁分析
任务2 钢铁中元素分析
1. 碳的测定
2. 硫的测定 3. 磷的测定 4. 锰的测定 5. 硅的测定
一、 碳的测定
测定各种形态的碳属于相分析；在成 分分析中，一般钢样只测定总碳量。 生铁试样除测定总碳量外，常分别测
定游离碳和化合碳的含量。
游离态不与酸作用，化合态可 与酸作用
总碳量的测定方法
燥塔，7.玻璃磨口塞，8.管式炉，9.燃烧管，10.除硫管， 11.容量定碳仪(包括: 冷凝管a 、量气管b、水准瓶c、 吸收瓶d、小旋塞e、三通旋塞f），l2.球形干燥管，13. 瓷舟，14.温度自动控制器，15. 供氧旋塞
（四）分析步骤
标准试样与基准物质有何不同：
基准试剂纯度高，用于标定及制备标准溶液用。 将炉温升至1200～1350℃，检查管路及活塞 标准试样是一些已知准确含量的实际试样，可以 是混合物，用于对照实验。 是否漏气，装置是否正常，燃烧标准样品，检查仪
1．试样的燃烧程度 燃烧温度、助熔剂降低燃烧温度、通O2速度 2．硫的干扰及消除 在高温O2气流中燃烧时，试样中硫也转化为SO2： 如果生成的 SO2 ，在吸收前未能除去，同样被 KOH 溶液吸收，干扰碳的测定。常用活性MnO2、AgVO3除去 混合气体中的SO2
3.测定中应注意的问题
• 助熔剂中含碳量一般不超过0.005% ;
计算
T V V 0 S m
T
• 样品的放置要均匀地铺在燃烧舟中;
• 定碳仪应装置在室温较正常的地方(距离高温炉约 300～500mm)
• 更换水准瓶所盛溶液、玻璃棉、除硫剂、氢氧化 钾溶液后，均应作几次高碳试样，使二氧化碳饱 和后，才可进行试样测定。
• 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。
方法有很多，但通常都是将试样置于高温氧气流中 燃烧，使之转化为二氧化碳再用适当方法测定。
测定方法：气体容量法、吸收滴定法、吸
收重量法、非水滴定法
气体容量法
（一）方法原理
标准方法
试样在 1200 ～ 1300℃的高温 O2 气流中燃 烧，钢铁中的碳被氧化生成CO2: C + O2 = CO2 4Fe3C + 13O2 = 4CO2 + 6Fe2O3 Mn3C +3O2 = CO2 + Mn3O 3FeS +5O2 = Fe3O4 +3SO2 3MnS + 5O2 = Mn3O4 + 3SO2
器及操作。 称取适量试样(可按照表5-1确定称样量)置于瓷 舟中，将适量助熔剂覆盖于试样上，打开玻璃磨口 塞，将瓷舟放入瓷管内，用长钩推至高温处，立即 塞紧磨口塞。预热 l min ，按照定碳仪操作规程操 作，测定其读数(体积或含量)。打开磨口塞，用长 钩将瓷舟拉出，即可进行下一试样分析。
(五)测定条件
(二.01000 mol/、0.001000 mol/L 、0.0002500 mol/L]； 2、淀粉吸收液(10g/L)；
3、助熔剂
（三）仪器装置
定硫仪的滴定部分装置
1：球形管
2：吸收杯
3：滴定管
(四)测定步骤
将炉温升至 1200～ 1350C，检查装置是 否正常，于定硫吸收杯中加入淀粉吸收液（ 硫小于 0.01%用低硫吸收杯，加20mL吸收液 ；硫大于 0.01%用高硫吸收杯，加 60mL吸收 液），以 600 ～ 1500mL/min 的流速通氧，用 碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝色不褪，作 为终点色泽，关闭氧气。
生成的 CO2 与过剩的 O2 经导管引入量气管，测
定容积，然后通过装有KOH溶液的吸收器，吸收其
中的CO2
CO2十2KOH = K2CO3十H2O
剩余的 O2 再返回量气管中，根据吸收前后容积
之差，得到 CO2 的容积，据此计算出试样中碳的质
量分数。
（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。
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）； 6. 甲基橙指示剂（2g/L）。
（三）仪器
图 1
气体容量法定碳装置
l.氧气瓶，2.氧气表，3.缓冲瓶，4、5.洗气瓶，6.干
二、 硫的测定
硫的测定方法很多。经典的硫酸钡重量法 用于测定高硫试样。燃烧—滴定法具有简单、
快速、准确及适应面广的特点，被广泛采用，
它也是国内外的标准方法。
介绍燃烧—滴定法中的燃烧—碘酸钾容量
法
燃烧—碘酸钾容量法
(一)
原 理
将钢铁试样于 1250 ～ 1350℃的高温下通氧燃 烧，使硫全部转化为二氧化硫，将生成的二氧化 硫用淀粉溶液吸收，用碘酸钾标准溶液滴定至浅 蓝色为终点: 燃烧： 4FeS + O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 3MnS +5O2 = Mn3O4 + 3SO2 吸收： SO2 + H2O= H2SO3 滴定： KIO3 + 5KI +6HCl = 3I2 + 6KCl + 3H2O H2SO3 + I2 + H2O = H2SO4 + 2HI
(四)测定步骤
称取适量试样，置于瓷舟中，加入适量助 熔剂，将瓷舟推至高温处，预热0.5～1.5min， 通氧，控制氧速为1500～2000mL/min，燃烧后 的混合气体导入吸收杯中，使淀粉吸收液蓝色 开始消褪，立即用碘酸钾标准溶液滴定并使液 面保持蓝色，当吸收液褪色缓慢时，滴定速度 也相应减馒，直至吸收液的色泽与原来的终点 色泽相同，间歇通气后，色泽不变即为终点。