碳硫分析原理和方法比較

  • 2010-11-15 00:00:00
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   碳、硫是確定鋼鐵產(chǎn)品規格和質(zhì)量的重要元素。碳含量高于1.70%以上的叫鑄鐵,低于1.70%的叫鋼。通常把碳含量高于0.60%的鋼叫高碳鋼,碳含量在0.25%~0.60%之間的鋼叫中碳鋼,碳含量小于0.25%的鋼叫低碳鋼,碳含量小于0.04%的叫工業(yè)純鐵。

   碳對鋼鐵的性能起著(zhù)重要的作用:隨著(zhù)碳含量的增加,鋼的硬度和強度提高,其韌性和塑性下降;反之,碳含量減少,則硬度和強度下降,而韌性和塑性增加。碳硫分析儀是企業(yè)理化分析室中的一種常用計量器具,用于對金屬和非金屬材料中的碳和硫元素含量進(jìn)行定量分析,廣泛應用于冶金、鑄造、機械⒊盜盡⒈梅?、矿石、环保、质紨倘行覎u土煊潁梢苑獎憧旖蕕慕性涎槭鍘⒙胺治?、成品检褭叭藉F蔚姆治霾饈浴?

   硫存在于鋼鐵中,會(huì )惡化鋼鐵的質(zhì)量,降低其力學(xué)性能及耐蝕性、可焊性。特別是鋼中的硫,若以硫化鐵的狀態(tài)存在時(shí),由于它的熔點(diǎn)低(1000℃左右),會(huì )引起鋼的“熱脆”現象,即熱變形,高溫時(shí)工作產(chǎn)生裂紋,影響產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。所以,鋼中的硫含量越低越好。一般要求,普通鋼中的硫含量小于0.050%,工具鋼中的硫含量小于0.045%,而優(yōu)質(zhì)鋼中的硫含量要小于0.020%。

   鑒于碳硫含量對鋼鐵質(zhì)量和性能的重要作用,因此檢測鋼鐵中的碳硫含量,即碳硫分析具有重要意義。

鋼鐵中的碳硫元素在高溫下(1200℃~1400℃)通氧燃燒。均能轉化為氣體,生成CO2和SO2,這就是燃燒法分析碳硫的基礎。

   碳硫分析的原理,就是將試樣在高溫爐中(如電阻爐也稱(chēng)管式爐、電弧爐、高頻感應燃燒爐等)通氧燃燒,生成并逸出CO2和SO2氣體,用此法實(shí)現碳硫元素與金屬元素及其化合物的分離,然后測定CO2和SO2的含量,再換算出試樣中的碳硫含量。一般的測定方法有以下幾種:

   1. 紅外光度法:試樣中的碳、硫經(jīng)過(guò)富氧條件下的高溫加熱,氧化為二氧化碳、二氧化硫氣體。該氣體經(jīng)處理后進(jìn)入相應的吸收池,對相應的紅外輻射進(jìn)行吸收,由探測器轉發(fā)為信號,經(jīng)計算機處理輸出結果。此方法具有準確、快速、靈敏度高的特點(diǎn),高低碳硫含量均使用,采用此方法的紅外碳硫分析儀,自動(dòng)化程度較高,價(jià)格也比較高,適用于分析精度要求較高的場(chǎng)合。

   2. 容量法:常用的有測碳為氣體容量法和非水滴定法,測硫為碘量法、酸堿滴定法。特別是氣體容量法測碳、碘量法定硫,既快速又準確,是我國碳、硫聯(lián)合測定最常用的方法,采用此方法的碳硫分析儀的精度,碳含量下限為0.050%,硫含量下限為0.005%,可滿(mǎn)足大多數場(chǎng)合的需要。

   3. 重量法:常用堿石棉吸收二氧化碳,由“增量”求出碳含量。硫的測定常用濕法,試樣用酸分解氧化,轉變?yōu)榱蛩猁},然后在鹽酸介質(zhì)中加入氯化鋇,生成硫酸鋇,經(jīng)沉淀、過(guò)濾、洗滌、灼燒,稱(chēng)量最后計算得出硫的含量。重量法的缺點(diǎn)是分析速度慢,所以不可能用于企業(yè)現場(chǎng)碳硫分析,優(yōu)點(diǎn)是具有較高的準確度,至今仍被國內外作為標準方法推薦,適用于標準實(shí)驗室和研究機構。

   4. 電導法:用電導法測定碳、硫,其特點(diǎn)是準確,快速、靈敏。多用于低碳、低硫的測定。

   5. 測定金屬中的碳、硫含量,還有ICP法、直讀光譜法、X光熒光法、質(zhì)譜法、色譜法、活化分析法等,各有其優(yōu)點(diǎn)和適用范圍。

   目前國內大量使用碳硫分析儀主要有以下幾類(lèi):

   紅外碳硫分析儀、高速碳硫分析儀、非水碳硫分析儀。南京麒麟分析儀器有限公司公司以上幾類(lèi)碳硫分析儀均生產(chǎn),用戶(hù)可以根據自己的需要和各類(lèi)碳硫分析儀的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行選擇。

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