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固體中氮分析原理

鋼中的雜質(zhì)氮是在冶煉、加工等過程中由原材料及氣氛中吸入、殘留于鋼中造成的。在一定情況下，氮也作為一種重要的合金元素從中間合金或用滲入的方式加入。氮在鋼中的含量因冶煉方式、熱處理制度和鋼種的合金成份而變動(dòng)，一般為 0.001%-0.50%，若經(jīng)氮化處理，鋼件表層的氮量可達(dá) 1%-6%。鋼中的氮絕大部分是與合金元素形成氮化物或碳氮化物，氧氮?dú)浞治鰞x多少錢，部分以原子狀態(tài)固溶于鋼中，較少數(shù)情況下，氮以分子狀態(tài)夾雜于氣泡中或吸附在鋼的表面。氮是一種形成穩(wěn)定奧氏體能力很強(qiáng)的元素，可在不降低塑性的前提下提高鋼的硬度、強(qiáng)度和耐腐蝕性。氮與鉻、鎢、鉬等元素形成彌散穩(wěn)定的氮化物后將極度地提高鋼的蠕變和-強(qiáng)度。對(duì)鋼件表面滲氮處理得到高度彌散的氮化物層，可獲得-的綜合力學(xué)性能。氮還影響鋼的電磁性能。如在硅鋼中，含有氮化鋁將導(dǎo)致矯頑力增大和導(dǎo)磁率降低，但利用-錳和氮化鋁的有利夾雜，可以穩(wěn)定地獲得大晶粒的高取向組織和高磁感的冷軋硅鋼片。氮對(duì)鋼液有不利影響，如使低碳鋼在提高強(qiáng)度和硬度的同時(shí)韌性降低，缺口敏感性增加，并產(chǎn)生蘭脆現(xiàn)象同時(shí)，當(dāng)?shù)�含量較高時(shí)將使鋼的宏觀組織疏松，甚至產(chǎn)生氣泡，使熱或冷的變形加工發(fā)生困難。因此，對(duì)鋼中氮進(jìn)行測(cè)定和了解，為控制冶煉和加工工藝提供了技術(shù)參數(shù)指導(dǎo)，具有重要的意義。自從六十年代初 a.m.baccemah 等人將脈沖加熱技術(shù)應(yīng)用于金屬中氣體分析以來，這種方法得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，利用該技術(shù)制成的氣體分析儀不斷完善并發(fā)展，逐步趨于智能化，簡便化。越來越多的實(shí)驗(yàn)室都選用儀器來完成樣品的分析，避開化學(xué)法中配制溶液、選擇溶液等復(fù)雜操作。目前高溫合金、生鐵及鑄鐵、金屬功能材料等金屬中氮的檢測(cè)均采用脈沖加熱惰性氣體熔融熱導(dǎo)檢測(cè)法。脈沖加熱惰性氣體熔融熱導(dǎo)檢測(cè)法（jisg1228-86， iso10720:1997）適用于鋼鐵中全范圍氮的測(cè)定。

固體中氧分析原理

氧在固態(tài)鋼中的溶解度很小，大部分以氧化物形式存在，如 al2o3、sio2、mno、feo、tio2、cr2o3、mgo、zro2、cao、fe2o3、fe3o4。這些氧化物夾雜很少以簡單氧化物形式存在，常以各種復(fù)雜氧化物形式存在，如

mno-sio2-al2o3系氧化物，含有鋼玉、石英、錳尖晶石等；fexmn1-xo-sio2-al2o3氧化物，含有鐵尖晶石；mgo-sio2-al2o3 系氧化物和 cao-sio2-al2o3 系氧化物。這些非金屬夾雜會(huì)導(dǎo)致鋼的機(jī)械性能（如張力、延展性、硬度和疲勞性）、物理性能（如密度、熱膨脹性和比熱容）、抗腐蝕性(濕度和高溫)和可焊接性-下降。氧的檢測(cè)通過紅外分析器來完成。紅外分析器由紅外光源發(fā)出穩(wěn)定的光信號(hào)，經(jīng)過切光器，調(diào)制為光脈沖（交流光信號(hào)），交替通過氣室的不同測(cè)量池，被檢測(cè)器吸收。當(dāng)測(cè)量池通入零氣時(shí)，儀器的輸出信號(hào)為零。當(dāng)測(cè)量池中通入被測(cè)氣時(shí)，測(cè)量池中的輻射能量被相應(yīng)吸收，經(jīng)放大器后便產(chǎn)生一個(gè)與被測(cè)氣濃度成某種函數(shù)關(guān)系的電壓信號(hào)，該微量信號(hào)經(jīng)放大處理輸出到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集板，經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件采集、處理、積分、運(yùn)算，得到被測(cè)樣品所含氧的分?jǐn)?shù)。

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