编号 A
B
表 4 同一样品不同层面试 验
C
Si
Mn
P
0. 71 0. 28 0. 58 0. 016
0. 73 0. 27 0. 59 0. 016 0. 69 0. 26 0. 57 0. 015 0. 74 0. 27 0. 58 0. 016 0. 70 0. 26 0. 57 0. 015 0. 69 0. 27 0. 57 0. 016 0. 71 0. 27 0. 57 0. 016
2 分析与讨论 由表 1可知, C, S,i M n, P, S元素相差均在允许
误差范围之内, 转炉与电炉化验室结果基本保持一
致, 这说明成分准确可靠。由表 2可知 C, S,i M n, P, S元素误差较小, 从正副样结果可以看出, 同一炉号 分析结果保持一致, 这说明样品正常取样, 结果具有 代表性。由表 3可以看出, A, B 两个分析试样, 碳、 硅、锰 的质 量分 数波 动 分别 在 0. 04% ~ 0. 05% , 0. 02% 和 0. 03% 左右, 磷、硫基 本稳定。做 出碳的 质量分数波动图, 从波动图明显看出碳含量有波动 现象, 说明同一层面其他元素稳定, 碳存在不稳定因 素 [ 2] 。表 4中 A, B 两个分析结果为同一样品的不 同层面, 碳 质量分数最大相 差 0. 06% , S,i M n, P, S 基本稳定, 从做出的碳波动图可以看出同一样品不 同层面试验结果高碳 有时波动, 且没有规律变 化。 由表 5数据可以看出, 不同含量段的碳和硫分析结 果相差很小, 红外碳硫仪与光谱分析结果在允许误 差之内, 结果可靠。由表 6的 17号试样的数据可以 看出, 碳质量分数 0. 44% ~ 0. 68% 相差 0. 24% , 18 号碳质量 分数 0. 51% ~ 0. 72% , 相差 0. 21% , S,i M n, P, S 基本稳定, 这说明气孔样分析结果差别太 大, 不具备代表性 [ 3] 。建议有关 单位采取措施, 提 高和改善取样质量, 从而保证品种钢化学成分的准 确性。
通过钢水取样器在钢液中取样, 经风动送样到 化验室, 经过 磨样 设备 研磨, 在 瑞士 ARL 公 司的 4460钢铁型光谱仪上进行分析, 得出结果。数据在 不同的仪器设备中进行对比, 高碳钢钻样在红外碳 硫仪上分析, 进行结果对照。所需仪器设备: 钢水取 样器, 磨样设备 ( YX1. 5 - 200 砂带 机, GXK59 P 40 型号砂 带 ) , 瑞 士 ARL 公司 2460 钢 铁型 光 谱仪, 4460钢铁型光谱仪, LECO 公司红外碳硫仪。 1. 2 试验分析
光谱
0. 47
0. 021
红外
14
0. 49
0. 018
光谱
0. 59
0. 019
红外
15
0. 60
0. 016
光谱
0. 59
0. 017
红外
16
0. 61
0. 015
光谱
编号 17
18
C 0. 44 0. 53 0. 55 0. 61 0. 48 0. 62 0. 68
0. 65 0. 66 0. 72 0. 51 0. 56 0. 65 0. 70
6 副
表 2 正副样对比试验
C
Si
Mn
P
w /% S
0. 75 0. 74
0. 27 0. 27
0. 62 0. 015 0. 020 0. 61 0. 015 0. 020
正 7
副
0. 69 0. 70
0. 22 0. 23
0. 67 0. 021 0. 024 0. 67 0. 021 0. 022
表 6 气孔分析
Si 0. 25 0. 25 0. 25 0. 25 0. 24 0. 25 0. 25
Mn 0. 54 0. 53 0. 53 0. 53 0. 51 0. 54 0. 54
P 0. 014 0. 013 0. 014 0. 013 0. 015 0. 014 0. 013
0. 28 0. 29 0. 29 0. 29 0. 29 0. 29 0. 29
w /% S 0. 008 0. 007 0. 008 0. 007 0. 008 0. 007 0. 008
0. 008 0. 006 0. 007 0. 008 0. 007 0. 008 0. 007
图 1 碳的质量分数波动 ( A 试样 )
( 4) 同一样品不同层面试验。对同一样品, 研 磨不同的层面分别进行分析, 结果见表 4, 做出碳的 波动图, A, B 试样的碳波动图分别如图 2a, 2b所示。
0. 70 0. 27 0. 58 0. 016 0. 007
0. 69 0. 27 0. 57 0. 015 0. 007
0. 71 0. 27 0. 57 0. 016 0. 008
0. 73 0. 24 0. 58 0. 015 0. 022
0. 69 0. 22 0. 54 0. 015 0. 022
0. 73 0. 26 0. 58 0. 015 0. 69 0. 27 0. 56 0. 016 0. 73 0. 26 0. 57 0. 014 0. 70 0. 28 0. 58 0. 015 0. 68 0. 27 0. 57 0. 014 0. 71 0. 26 0. 59 0. 015 0. 69 0. 28 0. 58 0. 016
50
金属制品
第 31卷
表 5 光谱分析与红外碳硫对比试验 w / %
编号
C
S
仪器
0. 65
0. 023
红外
10
0. 64
0. 019
光谱
0. 660. 015Fra bibliotek红外11
0. 68
0. 016
光谱
0. 50
0. 017
红外
12
0. 50
0. 014
光谱
0. 46
0. 012
红外
13
0. 48
0. 010
正 8副
0. 74 0. 73
0. 24 0. 24
0. 60 0. 014 0. 021 0. 59 0. 014 0. 021
正 9副
0. 73 0. 72
0. 29 0. 29
0. 61 0. 015 0. 006 0. 59 0. 017 0. 005
( 3) 同一样品同一表面均匀性试验。在同一个 试样上, 采取光谱分析, 激发不重复, 研究同一层面 的成分波动性 (见表 3), 做出碳的波动图 (如图 1所 示 )。
0. 012 0. 013 0. 012 0. 014
转炉 3 电炉
0. 78 0. 80
0. 24 0. 23
0. 73 0. 70
0. 014 0. 010 0. 013 0. 008
转炉 4 电炉
0. 81 0. 80
0. 26 0. 24
0. 70 0. 68
0. 014 0. 010 0. 010 0. 008
60, 70, 80钢线材是生产金属制品的原材料, 但 由于钢中碳含量较高, 容易出现碳偏析, 因而正确检 测并严格控制炼钢时钢的化学成分 就显得十分重 要 [ 1] 。
验室分别测定, 而后进行数据比较 ( 见表 1) 。
表 1 电炉与转炉化验室试验 对比 w / %
编号 炉型 C
Si
Mn
P
S
1 试验部分 1. 1 取样及样品处理
0. 50 0. 51 0. 51 0. 51 0. 51 0. 51 0. 51
0. 020 0. 019 0. 019 0. 017 0. 016 0. 019 0. 019
w /%
S 0. 025 0. 024 0. 026 0. 023 0. 027 0. 023 0. 023 0. 012 0. 011 0. 011 0. 009 0. 009 0. 011 0. 011
第 31卷 V o l 31
第 5期 No 5
金属制品 Stee l W ire P roducts
2005 年 10 月 O c tober 2005
高碳钢线材化学成分分析研究
张 兵 岳锋涛
( 安阳钢铁集团有限责任公司 455004)
摘 要 研究高碳钢中化学成分 偏析现象, 采用化学 分析、红外碳 硫仪分 析、光谱分析 等方法, 对浇 铸过程 不同时 间试样、样品同一层面的不同点、同一样品 不同层面的化 学成分进 行测量, 对 各种方法 的测试 结果进 行比较 分析, 结果表明, M n, S ,i S, P 元素分布基本稳定, C元素分布易波 动。对取样条 件、试 样制备、测量 方法进 行探讨, 指出 高碳钢化学分析的控制 要点。 关键词 高碳钢; 化学成分; 光谱 分析; 成分偏析 中图分类号 TG 115. 3
Chem ical Composition Analysis R esearch of H igh Carbon S teelW ire R od
Zhang B ing Yue Feng tao
(A nyang I ron and S teel G roup Co. , L td. 455004)
Abstrac t T o research the chem ica l composition segrega tion phenomenon of high carbon stee.l By m eans o f chem ica l ana-l ys is, in fra red C-S- instrum ent and spectrum analysis, the chem ica l com po sitions of different tim e samp les in casting, diffe rent spots at the sam e layer of a sam ple and the diffe rent laye r o f the sam e sam ple are m easured. T he m easure resu lts w ith d ifferen tm e thods are com pared and ana ly zed, and the results indicate that the distributions o fM n, S,i S and P e lements a re stable basica lly, the d istribution o f C e lem ent is prone to fluctuation. T he sam pling cond itions, sam ple preparation and m easure m ethods are discussed and the contro l points o f chem ical ana lysis of h igh carbon are po in ted out. K eywords h igh carbon stee;l chem ical composition; spectrum ana lys is; com position segreg ation