氧氮氢分析仪数据

钢研纳克江苏检测技术研究院有限公司

氧氮氢分析仪原理：在脉冲电极炉的高温条件下，样品在惰性气氛的石墨坩埚中熔融，气体元素的化合物被还原分解，样品中的O、N分别以CO和N2的形式释放，样气经由转化炉后，CO转化为CO2，CO2、N2在载气（高纯氦）的携带下经过红外器，CO2后，CO2被碱石棉吸收，后惰性载气携带N2进入热导器进行。

碳、硫、氧、氮、氢元素对金属影响
金属中气体元素原定义为氧、氮、氢三种填隙式相元素，我国自1953年开展金属中气体分析工作以来，已有46年历史。它们以溶液和剩余相夹杂物的形式处于固体的和熔融的金属系统中，在一定条件下，这些元素在金属中形成真正的气体杂质，由于这种原因，氢、氧、氮称为“金属中气体生成元素”即这些元素可以在由凝聚相转变成气相后用气体分析器来测定。在实验过程中，由于气态反应产物的排出而使平衡移动时，氢、氧、氮和碳在高温和试剂的作用下可以从金属中定量在析出到气相中。这些化合物－H2O2、N2、CO、CO2、CH4、NH3、H2O等可以用气体分析方法来测定。因此象形成SO2、H2S、SO3等类化合物的硫也属于气体生成元素。这样金属中气体元素分析广义上指－将在分析过程中能形成气体状态而分析的碳、硫、氧、氮、氢五元素。
气体元素能使钢材产生缩孔、气泡、疏松、点状偏析、裂纹等缺陷。缩孔是钢锭冷却收缩时，因无液体补充而在钢锭内部形成的孔洞。钢中气泡是由于钢锭凝固时，碳－氧反应生成的气泡来不及排除就被围在钢锭内部产生的。疏松是一种微小孔洞分布在钢材内部。点状偏析形成的原因是钢件中已凝固或已呈糊状的金属部份，存在气泡或收缩孔隙，这些位置随后为富含低熔点组元和杂质的溶液所填充，就造成了点状偏析，点状偏析严重的钢中气体元素含量往往较高。而裂纹的产生通常是由于钢液凝固过程中发生了夹杂质物的集聚和气体溶解度的降低，并且一般集中在晶粒边界，形成了薄弱环节，以后当热处理或压力加工时产生的应力**过强度时，这种地方容易开裂产生裂纹。钢中气体元素除了与其它各种因素综合作用产生许多缺陷外，其本身还会对钢材性能产生各自*有的影响。

固体中氢分析原理：氢是地表分布广的元素之一，一般情况下，进入金属中的氢是较为有害的。金属材料经常发生的氢损伤现象，就是与氢有关的断裂现象。主要表现为材料的力学性能发生恶化：氢通过软化或硬化机制改变材料的屈服强度，塑性明显降低，诱发裂纹萌生，后导致断裂、滞后破坏、塑性—脆性转变和低温脆性断裂等等。钢中氢含量过高可导致轨道头部中间位置白点的产生，白点在轨道中会成为受载荷时的应力集中区域，沿着白点发展疲劳裂纹从而导致轨道在低应力条件下断裂，造成事故。因此，分析氢在金属中含量的高低、深入研究和监控冶炼过程中钢水氢含量变化具有重要意义。钢铁中氢含量的测定使用惰气脉冲熔融热导法（GB/T 223.82-2007），该方法适用于钢铁中全范围氢的测定。试样在惰性气流中熔融，其中氢被还原释放出来，由惰性载气送入热导池中，氢与载气热导率的差异引起电桥平衡状态发生变化，从而输出电压信号，软件积分并计算样品中氢的质量分数。

钢研纳克牵头制定国家标准和冶金标准方法：钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规方法）GB/T 20123-2006；钢铁及合金氧、氮和氢含量的测定脉冲加热惰气熔融-飞行时间质谱法（常规法）YB/T 4307-2012；钢铁 氧含量的测定 脉冲加热惰气熔融红外吸收法GB/T 11261-2006