纳士达 都百特 鑫工艺

热加工行业论坛

 找回密码
 免费注册

QQ登录

只需一步,快速开始


查看: 8490|回复: 6

[交流] 为什么要测试钢铁中氧、氮、氢含量?

[复制链接]
  • TA的每日心情
    开心
    2022-4-16 06:26
  • 签到天数: 114 天

    连续签到: 1 天

    [LV.6]常住居民II

    发表于 2016-12-21 06:05:55 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式

    马上注册,结交更多热工坛友,更多精彩内容等着您!

    您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?免费注册

    x
    一、为什么要测试钢铁中氧、氮、氢含量:即氧、氮、氢对钢铁产品的危害或作用。
    1、氧的危害
    氧和氢一样,都会对钢的机械性能产生不良影响。不仅是氧的浓度,而且含氧的夹杂物的多少、类型及其分布等也有很重要的影响。这类夹杂物是指金属氧化物、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物。炼钢需要脱氧,因为凝固期间,溶液中氧和碳反应会生成一氧化碳,可以造成气泡。另外,冷却时氧可以作为FeO、MnO以及其他氧化夹杂物从溶液中析出,从而削弱其热加工或冷加工性,以及延展性、韧性、疲劳强度和钢的械加工性能。氧与氮和碳还能引起老化或者硬度在室温下自发的增加。对于铸铁,当铸块正凝固时,氧化物与碳可以发生反应,因此造成产品的孔隙和产品的脆化。



    2、氮的危害或作用
    氮不能一概而论的归结为有害气体元素,因为有些特种钢是有目的的加入氮。所有的钢均含有氮,其存在量取决于钢的生产方法,合金元素的种类、数量及其加入方式,钢的浇铸方法,以及是否有目的的加入氮。有些牌号的不锈钢,适当增加N的含量,可以减少Cr的使用量,Cr相对很贵,此方法可以有效降低成本。钢铁中的氮大部分是呈金属氮化物的形态。例如:在存放一些时间后,钢发生应变时效,就不能被深冲加工(比如深冲加工为汽车保护板),因为钢会出现撕裂,不能沿各个方向被均匀地拉伸。这是由于晶粒大以及Fe4N沉积在晶粒界面上造成的。
    再如:在不锈钢中,晶粒界面上形成氮化铬(Cr2N)会耗尽界面上含有的铬,并引起
    所谓的粒间腐蚀现象。加入钛,优先形成氮化钛,就能防止这种有害的影响。

    3、氢的危害
    当钢中氢含量大于2ppm时,氢在所谓“鳞片剥落”现象中起重要作用。在滚轧和锻造 后的冷却过程中出现内裂和断裂现象时,这种剥落现象一般更加明显,而且在大的断面或者高碳钢中更经常发现这种现象。由于内应力的存在,这种缺陷会造成发动机使用过程中大转子发生崩裂。铸铁中氢大于2ppm时,容易出现孔隙或一般的多孔性,这种氢造成的多孔性将造成铁的脆化。“氢脆”主要出现在马氏体钢中,在铁氧体钢中不十分突出,而在奥氏体钢中实际上尚不清楚。另外,氢脆一般与硬度和含碳量一起增加。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-4-16 06:26
  • 签到天数: 114 天

    连续签到: 1 天

    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2016-12-21 06:06:41 来自手机 | 显示全部楼层
    二、钢铁中氧氮氢的存在形式
    1、氧的存在形式
    氧是以化合态和游离态共存的,一般游离态很少,主要是以Fe2O3、Fe3O4、FeO以及金属氧化物夹杂、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物的形式存在,仪器测试总氧含量,一般用T[O]表示。



    2、氮的存在形式
    钢中一部分氮是呈金属氮化物或者碳氮化物的形态;如今特种合金钢中所加入的大多数元素,在适当条件下能形成氮化物。这些元素包括锰、铝、硼、铬、钒、钼、钛、钨、铌、钽、锆、硅和稀土等。考虑到许多氮化物形成元素具有几种简单的或者复杂的氮化物,此时钢中可能会形成多达70多种氮化物。另一部分的氮是以氮原子的形式固溶在钢中。极少数情况下,氮以分子形式夹杂于气泡中或者吸附在钢的表面。

    3、氢的存在形式
    钢中氢是以氢原子的形式存在的,在高温时,两个氢原子很容易就形成一个氢分子。氢原子很活泼,自然放置状态就会形成氢分子缓慢释放。

    三、钢铁中氧氮氢的来源
    1、氧的来源
    氧在各种炼钢炉冶炼终点时都以一定量存在钢水中,氧是生产过程中供给的,因为炼钢过程中首先是氧化过程,脱[P]、脱[S]、脱[Si]、脱[C]都需要向铁水供氧。但随着炼钢过程的进行,尽管工艺千变万化,可是炼钢炉内熔池中钢液的[C]、[O]的关系却有共同的规律性。即随着[C]的逐步降低, [O]却在逐步增高,[C]和[O]有着相互对应的平衡关系。



    2、氮的来源
    氮气在炉气中的分压力很高,大气中氮的分压力大体保持在7.8Χ10^4Pa
    ,因此钢中的氮主要是钢水裸露过程中吸入并溶解的。电炉炼钢,包括二次精炼的电弧加热,加速了气体的解离,故[N]含量偏高;平炉冶炼时间长增加了氮含量;转炉复吹控制不当,氮氩切换不及时也会增加氮的含量;铁合金、废钢铁和渣料中的氮也会随炉料带入钢水。

    3、氢的来源
    氢气在炉气中的分压力很低,大气中氢的分压力为0.053Pa。因此钢中的氢主要由炉气中的水蒸汽的分压力来决定的。氢进入钢液的主要途径是:通过废钢表面的铁锈(xFeO•yFe3O4•2H2O);铁合金中的氢气;增碳剂、脱氧剂、覆盖剂、保温剂、遭渣剂(Ca(OH)2)、沥青和焦油中的水份;未烤干的钢包、中间包、中注管;钢锭模的喷涂料;结晶器渗水以及大气中的水份与钢水或炉渣作用而进入钢中。
  • TA的每日心情
    开心
    2023-10-28 23:35
  • 签到天数: 220 天

    连续签到: 1 天

    [LV.7]常住居民III

    发表于 2016-12-21 11:24:39 | 显示全部楼层
    本帖最后由 windak 于 2016-12-21 11:25 编辑

    四呢?还有吗
  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-10-8 13:54
  • 签到天数: 2 天

    连续签到: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2017-2-25 23:21:37 来自手机 | 显示全部楼层
    想要精确测出钢水氧、氮、氢请联系我吧!
    北京贺利氏电测骑士有限公司
    13911225831
  • TA的每日心情

    2023-12-1 09:17
  • 签到天数: 191 天

    连续签到: 1 天

    [LV.7]常住居民III

    发表于 2017-4-11 10:14:41 | 显示全部楼层
    wx_bATmwt76 发表于 2017-2-25 23:21
    想要精确测出钢水氧、氮、氢请联系我吧!
    北京贺利氏电测骑士有限公司
    13911225831 ...

    好贵
  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-10-8 13:54
  • 签到天数: 2 天

    连续签到: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2018-8-21 10:13:15 | 显示全部楼层
    我想加入热加工论坛大家庭,哥哥姐姐能拉我进去吗?我是做贺利氏碳硅仪、测温仪、定氧仪、定氢仪,热电偶、定碳杯、所有液态金属在线检测的仪器仪表,想通过热加工论坛认识各位大哥大姐,我的微信号Heraeus
  • TA的每日心情
    开心
    2019-4-18 15:07
  • 签到天数: 455 天

    连续签到: 1 天

    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2018-8-23 17:14:23 | 显示全部楼层
    wx_bATmwt76 发表于 2017-2-25 23:21
    想要精确测出钢水氧、氮、氢请联系我吧!
    北京贺利氏电测骑士有限公司
    13911225831 ...

    铁水中的可以测吗?
    您需要登录后才可以回帖 登录 | 免费注册

    本版积分规则

    QQ|手机版|Archiver|热加工行业论坛 ( 苏ICP备18061189号-1|豫公网安备 41142602000010号 )
    版权所有:南京热之梦信息技术有限公司

    GMT+8, 2024-3-29 17:19 , Processed in 0.136402 second(s), 22 queries .

    Powered by Discuz! X3.4

    Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

    快速回复 返回顶部 返回列表