鋼鐵化學成分分析范文

前言：我們精心挑選了數篇優質鋼鐵化學成分分析文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

關鍵詞：鋼鐵化學分析；情況；偏差的應用

1.前言

鋼材是一種應用十分廣泛的材料，寶特韶關自投產以來，成果豐碩，成為寶鋼特鋼長材重要的坯料供應基地，產品拓展、品質提升、成本改善、制造能力長足進步。主要以特鋼為主，特鋼對各項工藝質量要求嚴格。標準中針對鋼材中化學成分的分析和允許偏差做出了相應的規定，鋼材化學成分分析全過程進行規定，每一個分析結果都給出一個對比值。鋼材中化學成分檢測分為：熔煉成分檢測和化學成品檢測。熔煉成分檢測和化學成品檢測在分析方法和分析數值上都存在著一定的差異。熔煉分析方法的數值可能會超出標準，而成分分析方法中數值在規定的范圍內，針對差異的情況，標準中中設置了一個允許數值，也就是允許偏差。

2.鋼材化學分析中的允許偏差

鋼材中的化學成分分析有：熔煉成分檢測和化學成品檢測。在鋼水澆注過程中采用球拍試樣，通過風動送樣系統到實驗室，實驗室接到試樣，對樣品進行制備，滿足檢測后進行檢測分析，分析結果表示同一爐或同一個鋼包中鋼水的平均化學成分，叫做熔煉成分檢測。通過在加工完成以后的成品鋼材上取樣進行檢測，叫做成品檢測。由于鋼水在結晶過程中會產生偏析或元素的不均勻分布，所以，成品檢測的值有時與熔煉檢測的值不一致，就出現了成品化學分析的允許偏差。GB/T6992015《優質碳素結構鋼》中規定的鋼的化學成分就是針對熔煉成分檢測而言。新標準中熔煉檢測被成品檢測所替代，熔煉檢測試樣不正確導致分析結果不可靠和在未取得熔煉檢測試樣的時候，可以使用成品化學分析，但是要求成品檢測分析的結果要符合熔煉成分規定。

3.國外標準的一些相關情況

國外標準規定的情況作簡要說明:(1)美標：在鋼類或品種標準的綜合標準中將成品成分偏差納入，或在各標準中分別規定。(2)德標：分別在各標準中規定成品成分允許偏差，未統一。(3)前蘇聯標：在各標準中分別做出規定,不按元素的不同含量分類，沒有統一性。(4)日標：JISG0321是日本專用的標準,共有四個成品成分允許偏差表，不銹耐熱鋼的成分偏差是根據成分元素含量范圍分檔規定其大小；中低合金鋼成分偏差是根據除了元素含量范圍分檔規定以外，還增加了按鋼材截面積大小分檔的規定,截面愈大，要求愈寬；碳素鋼則兩種情況都存在。偏差值的規定有四種：①根據化學元素的含量范圍進行分類規定；②按化學元素的含量范圍分類，增加鋼材的截面大小分類規定；③按鋼材的重量、大小分類做出規定；④不管元素含量和鋼材截面大小怎么樣，一個元素規定一個偏差。第一和第二種兩種情況比較科學。

4.鋼材化學成分檢測允許偏差的應用

(1)鋼材化學成品分析的取樣原則。標準GB/T2222006《鋼中化學分析用試樣取樣法及成品化學成分允許偏差》要求用于鋼的化學成分成品分析的試樣,試樣應均勻一致,能充分代表每一個牌號鋼材的化學成分,并且取樣要有足夠數量。不同的試樣使用不同的取樣方法：①樣屑試樣,采用鉆床制備試樣。要求鉆好的樣屑混合均勻。然后要去除表面氧化鐵皮和臟物，不能使用水、油或其他劑。②大斷面試樣，從鋼材橫斷面上取樣，在鋼材橫斷中心到邊緣的中間部位平行于軸線上取樣。③小斷面試樣,一種方法是從鋼材的整個橫斷面上取樣,另一種方法是從橫斷面上沿軋制方向取樣。(2)鋼材中成品化學成分允許偏差的使用。熔煉過程取樣進行檢測分析的值叫做成品化學成分允許偏差,一般情況下分析值都能滿足標準規定,但在煉鋼過程中鋼中元素偏析，成品分析的成分值可能超出標準規定的成分界限值。對超出界限值的大小規定一個允許的數值，這就是成品化學成分允許偏差值，GB/T2222006《鋼中化學分析用試樣取樣法及成品化學成分允許偏差》普通碳素鋼、低合金鋼、優質碳素鋼和合金鋼、不銹鋼和耐熱鋼四種偏差表。一種鋼材成品化學成分允許的偏差只能使用一個表，不能兩個表混合使用。(3)化學成分允許偏差的準確使用。鋼材中化學成分檢測分析的允許偏差，在具體檢測的過程中應該盡量保證檢測結果的誤差，使用的時候應該注意：①同一種類鋼材的化學成分分析的允許值，只能使用同一個表，不能同時使用多個表混合。②盡量保證鋼材化學成分分析所得的值接近允許偏差值范圍的上限，這樣能夠減少誤差值給試驗造成的不良影響。(4)不同鋼種成品化學成分允許偏差值。依據標準GB/T222-2006《鋼的成品化學成分允許偏差》共給出了幾個化學成分允許偏差表，分為：表1低合金鋼成品化學成分允許偏表2合金鋼(不含不銹鋼和耐熱鋼)成品化學允許偏差值，表3不銹鋼和耐熱鋼成品化學成分允許偏差值。舉個例子：合金結構鋼34CrMo4，其冶煉工藝要求熔煉成分的碳元素，標準規定界限值為：上限0.36%，下限0.34%,成品鋼材化學成分檢測分析時，假如有一熔煉號的鋼材碳含量為0.39%，說明超出標準規定上限值0.03%，按照表1低合金鋼成品化學成分允許偏差值規定，鋼材的碳含量是合格的。假如另一熔煉號的鋼材出現碳含量為0.31%，說明超出標準規定下限值0.03%，按照本標準表1規定，鋼材的碳含量也是合格的。

5.執行標準時應注意的幾個問題

橫截面積不大于65000mm2的鋼件使用標準中表1~2中的偏差表。大于該橫截面積的鋼件化學成分允許偏差值可以適當放寬,具體數值由供需雙方協商確定。產品標準中規定的殘余元素不適用于表1~3中規定中的化學成分的允許偏差。成品化學成分允許偏差,一種鋼的只能使用一個表,不可以兩個表混合使用。化學成品檢測的值,不可以超出標準規定化學成分界限值的上偏差和分界限的下偏差。未能取得熔煉分析值,或懷疑熔煉分析值不可分析的成分值應符合熔煉成分的規定,不得有偏差值。6.結束語為了保證鋼鐵生產穩定順行，可以通過化學成分了解生產狀況，指導生產，在日常的鋼材化學成分檢測分析過程中，應根據鋼材化學成分實際情況對允許偏差進行有效分析，檢測人員在完成檢測任務時，嚴格按照標準和作業文件的相關的規定和規范進行操作，確保檢測結果的準確性，精準、科學的使用鋼材化學成分允許偏差。如何確認鋼的化學成分允許偏差，應引起化學檢測員的注意，以確特鋼冶煉和產品的質量。

【參考文獻】

[1]GB/T222-2006鋼的成品化學成分允許偏差.

[2]GB/T6992015優質碳素結構鋼.

[3]王開遠.鋼的成品化學分析允許偏差及試樣制取方法新標準[J].機械工業標準化與質量,2012(05)：133-137.

第2篇

關鍵詞：鋼渣 生產廠家 化學成分 礦物組成

中圖分類號：TG115 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0094-02

鋼渣是煉鋼的副產品，每生產1噸鋼可產生0.15～0.20 t鋼渣。我國是世界第一大產鋼國，2008年我國鋼渣年產量已達5000多萬噸，積存鋼渣已有2億多噸[1]。在國外一些發達國家，鋼渣的綜合利用已接近或達到排用平衡，而我國鋼渣的綜合利用率約為40%[2]。大量堆積的鋼渣，不僅污染了環境，也造成了巨大的資源浪費。

制約鋼渣大宗利用的關鍵問題是：鋼渣中含有一定量的高溫煅燒的f-CaO、方鎂石和RO相，這些組分在水泥硬化后能繼續與水發生水化反應，從而使固相體積增大97%和218%[3，4]，造成構件的膨脹開裂。

本文以不同廠家、不同粒徑及不同顏色的鋼渣為研究對象，通過對比方法，研究了鋼渣化學成分和礦物組成的變化規律。

1 試驗原材料和試驗方法

1.1 原材料

鋼渣分別取自武鋼、邯鋼、湘鋼和韶鋼四個鋼廠，為經過破碎磁選的尾渣，其中武鋼和邯鋼的鋼渣為轉爐自然冷卻渣（簡稱自然渣），另外兩種渣為經熱潑工藝處理的轉爐鋼渣（簡稱為熱潑渣）。鋼渣取回后剔除大于9.5 mm的顆粒，曬干并經人工選鐵后，裝袋備用。

1.2 試驗方法

X射線熒光光譜分析：利用初級X射線光子激發待測物質中的原子，使之產生熒光（次級X射線）而進行物質成分分析和化學態研究的方法。當原子受到X射線光子（原級X射線）的激發使原子內層電子電離而出現空位，原子內層電子重新配位，較外層的電子躍遷到內層電子空位，并同時放射出次級X射線光子，此即X射線熒光。較外層電子躍遷到內層電子空位所釋放的能量等于兩電子能級的能量差，X射線熒光的波長對不同元素是特征的。因此，采用粉末壓片法，用AXiOS advanced波長色散型X射線熒光光譜儀對鋼渣等原材料進行化學成分分析。

XRD-X射線衍射法：利用XRD對鋼渣礦物相進行定性分析。用瑪瑙研缽在無水乙醇中將鋼渣試樣研細至0.063 mm以下，壓入樣品凹槽內，采用日本理光（Rigaku）公司生產的D/MAX-IIIA型X射線衍射儀進行測試，儀器參數為：銅耙（Cu K a），石墨單色器濾波，加速電壓為37.S kV，電流為40 mA，最大功率3 kW。

2 試驗結果和分析

運用XRF分析測試技術，分析了四個廠家鋼渣的化學成分，見表1。

從表1中可以看到，四種鋼渣的主要化學成分是CaO、SiO2、FeO/Fe2O3和MgO，占總量80%以上，四種鋼渣的CaO含量在40%左右，SiO2含量在10%～18%，氧化鐵的含量在20%左右，FeO的含量均在10%～15%之間，相差不大，但是MnO含量相差較大，最小為武鋼鋼渣的1.24%，最大是韶鋼鋼渣高達3.3%，兩者相差超過170%；武鋼自然渣的MgO含量最高，高達10.88%，而其它三種鋼渣的含量相差不大，都在5%～6%之間。此外還有少量的Al2O3和P2O5等，P2O5含量在1%～2%，Al2O3含量相差較大，湘鋼鋼渣砂的高達5.55%，而韶鋼的僅為1.57%。

分別選取四種鋼廠的鋼渣試樣進行XRD測試，測試結果見圖1。

分析可見，四種鋼渣的主要礦物成分較相似，主要礦物是Ca（OH）2、CaCO3、C3S、C2S、C2F和RO相，RO相為FeO、MgO和MnO形成的連續固溶體。從XRD衍射峰強對比分析可知，武鋼鋼渣中的Ca（OH）2量最少，CaCO3量較多；湘鋼中Ca（OH）2量最多，CaCO3量較少；邯鋼中的Ca（OH）2和CaCO3量均不多；韶鋼中的Ca（OH）2和CaCO3均較多。Ca（OH）2和CaCO3屬低溫礦物，是鋼渣在水冷卻和存放過程中f-CaO水化或水化產物碳化生成的。

具有潛在水硬活性的礦物主要是C3S和C2S，由于兩者的衍射峰重疊較多，不易區分相對數量。湘鋼鋼渣中Al2O3組分較多，因而其XRD射中可見鐵鋁酸四鈣的特征衍射峰。

3 結論

從上述研究中，可得出以下結論：不同生產廠家鋼渣的化學成分主要是Ca（OH）2、CaCO3、C3S、C2S、C2F和RO相；礦物組成也基本相似。不同廠家鋼渣的化學成分和礦物的含量存在差異。

參考文獻

[1] 朱桂林，孫樹杉.加快鋼鐵渣資源化利用是鋼鐵企業的一項緊迫任務[J].中國廢鋼鐵，2006，12（6）：33-42.

[2] 朱桂林.中國鋼鐵工業固體廢物綜合利用的現狀和發展[J].中國廢鋼鐵，2003，9（3）：34-41.

第3篇

【關鍵詞】鋼材；化學成分；機械性能

前 言

鋼鐵仍是21世紀占據主導地位的結構材料，在我國快速發展的現階段，對鋼材的需求更是極其迫切。鐵礦石含量有限，優質的鐵礦石更是稀缺，研究提升我國鋼材的性能是科研技術工作者的艱巨任務。鋼材的顯微組織決定了鋼材的機械性能，而其化學組成和熱處理工藝又決定了其顯微組織。因此對鋼材的化學成分與其機械性能進行統計分析，研究之間的關系，對提升鋼材質量有指導意義。至十九世紀五十年代以來，不少國外研究者開展了化學分析、顯微結構與機械性能之間關系的研究工作，通過這些工作探究了成分與性能之間的關系，并通過鋼材成分預測其機械性能，早期的文獻有報道。國內因為痕量檢測技術方面不足，對鋼材這方面的研究還很少。隨著近年來試驗檢測設備技術的進步，計算機的發展，通過計算機對合金鋼進行性能設計已經在簡單的材料中得到了驗證，并且將向復雜材料發展，因此，對一些常用鋼材數據積累有著重要的意義。

本文對比了我國某鑄鋼廠生產的20鋼和寶鋼集團的20鋼的化學成分與機械性能，并對它們之間的關系進行了探究。

1.試驗部分

本文從我國南方某鋼鐵廠選取60爐次20鎮靜鋼?30mm棒材作為試樣，以寶鋼的20鋼軋材做鋼樣。

試驗為了排除軋制板材終了溫度的影響，對鋼樣進行了熱處理，采用900℃保溫1.5h后進行空冷，然后加工成需要測試的要求的試樣尺寸。在北京鋼研總院14室對鋼材的化學成分進行了詳細的分析。用金相顯微鏡對鋼材的微觀晶粒度及珠光體的百分含量進行了分析。利用萬能試驗機對鋼材的常規拉伸力學性能進行了測試，同時采用沖擊試驗機對鋼材的沖擊韌性進行了評估，測試除了部分試樣的裂紋萌生功和裂紋擴展功。

兩生產廠家的樣品測試的化學成分分析如表1，基本力學性能及微觀組織參數對比如表2.

從上面兩表數據可以看出，這兩家鋼材廠的鋼材在碳含量控制方面平均值相同，說明兩者的技術要求一致，但是從標準差來看，這家鋼材廠在控制方面相對于寶鋼仍有較大差距。其他成分方面，寶鋼也都將標準差控制低于這家鋼材廠，說明寶鋼在鋼材雜質控制水平方面較高。這也在表2中性能穩定可靠性方面得到了體現。

2.數據的分析

因為篇幅關系，本文僅對部分回歸方程結果進行討論，回歸方程系數的推導計算過程不做描述。

以化學成分為自變量，機械性能作為因變量，按照多元線性回歸統計分析建立回歸模型。由鋼材的性能、化學成分和組織參數組成對稱矩陣。通過矩陣求解得到回歸方程系數。

上述方程中——拉伸強度，MPa；

——斷裂伸長率，%；

——碳元素含量，%；

——常溫沖擊功、低溫沖擊功，J。

3.結論

從線性方程可以看出，幾乎所有的性能指標都與碳元素含量有關，說明對鋼的性能來說碳的控制最為重要。其他常規元素如硅、錳、硫也很重要，磷的影響稍弱，其次是鋁，而其他痕量元素相對來說對鋼材性能影響很小。適當的調整和控制化學成分能一定程度提升鋼材性能，在冶金過程中對常規五元素的控制仍然是關鍵所在。

參考文獻