生铁取制样基础知识

一.生铁取制样基础知识

二.生铁取制样的技术条件

三.生铁试样的采取与制备

四.生铁取制样注意事项

一.生铁取制样基本知识

1.什么是生铁？

因为含碳量多少对钢铁的性质影响极大，含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。因此含碳量多少是区别钢铁的主要标准。

2.钢铁的性能

生铁：（含碳量高，硬而脆，几乎没有塑性）。

钢：（不仅有良好塑性，而且钢制品具有强度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击、易提炼等性能，因此被广泛利用。）

熟铁：（熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广 ）

3.生铁的常规分析项目、非常规分析项目分别是什么？

答：生铁常规分析项目：Si、Mn、S、P。非常规项目：As、Ti 、Pb、Zn、K、Na、Sn。

4.碳元素对生铁的性能有何影响？

碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁），主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。

5.硅元素对生铁的性能有何影响？

硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。

6.锰元素对生铁的性能有何影响？

锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣而达到除S的效果。

7.磷元素对生铁的性能有何影响？

磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为磷减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。 8. 硫元素对生铁的性能有何影响？

硫（S）：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）

9.高炉生铁的冶炼原理是什么？

高炉生铁的冶炼过程产生了两大运动流：一个是上升的热煤气流，一个是下降的炉料流（铁矿石、焦炭、熔剂等）。生产时，炉料从炉顶不断地装入，热风、重油、煤、煤气、天然气等燃料从高炉下部的风口喷入。装入高炉中的铁矿石，在高温下与焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，还原得到生铁。铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。

反应原理：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

10.生铁种类生铁

11.目前公司生铁取制样主要按以下标准执行：

a.《钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法》

（GB/T 20066-2006/ISO 14284:1996）

b.《生铁化学分析用试样取制方法》

（GB/T 719-1984）

c.《炼钢用生铁 》YB/5296-2006

d.《铸造用生铁 》GB/T 718-2005

e.检测中心的生铁取制样相关作业指导书

接下简单介绍：《钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法》标准的部分内容，以及检测中心的生铁取制样相关作业指导书

二.生铁取样和制样的技术条件

取 样 和 制 样 程 序 示 意 图

二.生铁取制样的技术条件（样品）

1.品质 要求

2.大小要求

3.标识要求

4.保存要求

5.仲裁要求

二.生铁取制样的技术条件（样品）

1.品质要求（7点）

① 所采用的取样方法应保证分析试样能代表熔体或抽样产品的化学成分平均值。

②分析试样在化学成分方面应具有良好的均匀性，对于熔体的取样，分析方法和分析试样二者有可能存在偏差，这种偏差将用分析方法的重现性和再现性表示。

③分析试样应去除表面污染（如涂层、湿气、尘土。）

1.品质要求

④分析试样应尽可能避开气孔、裂纹、疏松、毛刺、折叠或其他表面缺陷。

⑤在对熔体进行取样时，如果预测到样品的不均匀或可能的污染，应采取措施。

⑥从熔体中取得的样品在冷却时，应保持其化学成分和金相组织前后一致。

⑦值得注意的是，样品的金相组织可能影响到某些物理分析方法的准确性，特别是铁的白口组织与灰口组织。

2.大小要求

①块状的原始样品的尺寸应足够大，制备的分析试样的质量应足够大，以便进行复验或必要时使用其他的分析方法进行分析。对屑状或粉末状样品，其质量一般为100 g.

②块状的分析试样的尺寸要求取决于所选定的分析方法，对于光电发射光谱分析和 X射线荧光光谱分析，其分析试样的形状与大小由分析仪器决定。本标准中给出的分析试样的尺寸外形仅供参考

3.标识要求

①分析试样应给定唯一的标识，以便能识别出抽样产品所取自的熔体，记录下熔体的样品处理条件和从抽样产品中取得的原始样品或分析试样的取样位置。

②生铁的分析试样应给定唯一的标识，以便能识别出交货批或部分交货批以及取自交货批的份样

③使用的标识或其他相似的标识方法应确保给定标识的剩余试样与分析试样相关联

④记录样品状态和条件的标识应确保不与有关的分析记录等项目的标识相混淆。

4.保存要求

①应该有适当的贮存设备用于单独保存分析试样。在分析试样的制备过程中和制备后，分析试样应该防止污染和化学变化。

②原始样品允许以块状形式保存，需要时再制取分析试样

③分析试样或块状的原始样品要保存足够长的时间，以保证分析实验室管理的完整性

5.仲裁要求

①样品用于仲裁时，分析试样的制备应该由供需双方或他们的代表共同完成。制备分析试样时所使用的方法应该有记录。

②用于存仲裁分析试样的容器应该由双方或他们的代表一起密封。除非有不同意见，该容器由对样品制备负责任的任何一方的代表保存。

二.生铁取制样的技术条件（取样）

1.从熔体中取样

2.从成品中取样

二.生铁取制样的技术条件（取样）

名词解释

①什么是熔体：取样时的液态金属

②什么是原始样品: 为了制取一个或多个分析试样而从抽样产品中取得的足量的样品。

③什么是铸态产品：未受形变的铁或钢产品，如铸件、连铸中的半成品、成形的铸件。

④什么是抽样产品：为取样而从一定数量的铁或钢产品中确定的取样产品

⑤不同种类的生铁有不同取制样方法也不同

1.从熔体中取样

①为了监控生产过程，需要在整个生产过程的不同阶段从熔体中取样。根据铸态产品标准的要求，可以在熔体浇注的过程中进行取样来测定化学成分。对用于生产铸态产品的液体金属的取样，分析试样也可以按照产品标准要求从出自同一熔体、用作力学性能试验的棒状或块状试样上制取。

②熔体的取样过程是根据对样品品质的要求而进行的一个独立的处理过程。从熔体中取得的样品常常有如下形状:小铸锭、圆柱、矩形块、冷铸圆盘或附带有一个或多个小棒样品的组合圆盘，有时是一些附带小块样品的圆盘。

二.生铁取样和制样的技术条件（制样）

2.从成品中取样（ 5点）

①在可能的情况下，原始样品或分析样品可以从按照产品标准中规定的取样位置取样，也可以从抽样产品中取得的用作力学性能试验的材料上取样

②对于铸铁产品，分析试样可以从铸态产品的棒或铸铁块中取样。

③对于锻造产品，分析试样可以从未锻造的原始产品中，或从锻后了的产品中，或从额外锻造的产品中取样

④当产品标准中没有作相应规定时，或者在产品订货中已注明时，分析

试样的取样可由供需双方协商确定，即可从力学性能试验的试样上取样，也可从抽样产品中直接取样。

⑤原始样品或分析试样可用机械切削或用切割器从抽样产品中取得。对有些元素的取样应考虑有一些特殊的措施 .

1.样品的前处理

2.屑状分析试样

3.粉末或碎粒状分析试样

4.块状分析试样

①如果样品中的某一部分的氧化了，化学成分有可能不具有代表性，应除去样品中已发生了成分变化的部分。并且要对样品采取保护措施防止化学成分发生变化。

②采用合适的方法去除在样品制备过程中使用的涂层，使要被切削的金属表面完全外露。金属表面要使用适当的溶剂除油，但应保证除油的方法对分析结果不产生影响。

2.屑状分析试样（6点）

①分析试样是由有一定的形状和大小的屑状试样组成。它是通过钻、切、车、冲等方法制取的。注意屑状试样不应从受切割火焰的热影响的部位取得。

②制样过程中所使用的工具、机械、容器应该预先进行清洗，以防止对分析试样产生污染。

③机械加工试样时，切下的屑状物不应该过热，这可从它的颜色变化来判断(发蓝或发黑)。对于合金钢的某些钢种的屑状物会不可避免的出现变色，例如锰钢和奥氏体钢，应通过选择合适的工具和切削速度来尽量减小影响。

④必要时对加工的样品进行热处理来软化样品

⑤只有当屑状物能用适当的溶剂清洗时而溶剂不残留在试样，才能在机械加工过程中使用冷却剂。

⑥称取试料前，屑状试样应该充分混合。

3.粉末或碎粒状分析试样（6点）

①不能用钻取方法制备屑状样品时，样品应该切小或破碎。然后用破碎机或振动粉碎机。制取的粉末分析试样应该全部通过规定孔径的筛

②在用热分析方法测定碳 的情况下，用破碎机破碎制成的分析试样的碎块颗粒尺寸范围大约在1 mm- 2 mm

③用于粉碎的设备的所使用到的材料应该不影响样品的成分。应该进行适当的试验以证实使用该设备不会影响到分析试样的成分。 3.粉末或碎粒状分析试样

④ 含有石墨的铁不能用粉碎方法的制样。

⑤进行过筛操作时，应该注意避免样品的污染和损失。过筛硬材料时，应该注意避免损坏筛的筛丝。

⑥ 称取试料前应对分析试样进行均匀化处理。通过搅拌能使粉末样品均匀化。

4.块状分析试样

①分析试样的选择

a. 分析试样是通过切割从抽样产品或原始样品中制取的，其尺寸大小及形状要适合分析方法的需要。样品可用锯切、砂轮切、剪切或冲切方法进行切割。

b. 产品标准中没有明确规定时，如果材料有足够的厚度，物理分析方法用样品应该在产品的横截面上制取 。

② 分析试样的表面制备

a.分析试样的表面制备应该制备到露出适合于分析方法使用的表面。己受切割火焰热影响的样品的任何部分不能用于制备分析表面。用于制备样品的设备应该设计成尽可能减小样品的过热，其中要有相应的冷却系统

4.块状分析试样

b.用于表面制备的四种主要设备如下:

a) 通过铣床反复操作使金属铣到预定的深度，它适用于硬度范围适合于铣削的样品。需要时，该设备具有能够加工从熔体中取得，且仍热的样块;

b) 磨床有固定式、转动式或往复式，它通过反复操作使金属样品可以磨到预定的深度;

c) 平板抛光机有磨盘式、连续磨带式，它用于对分析试样表面研磨到一定的抛光级别;

d) 带有喷砂、喷磨砂、或金属丸的喷丸机用来清洁分析试样或试料的表面。

表面制备设备

二.生铁取样和制样的技术条件（制样）

4.块状分析试样

② 分析试样的表面制备

c.制备后分析试样的表面应该平整且没有对分析结果准确度产生影响的缺陷

d.切割及表面制备可以手动也可自动完成。

e.应该根据分析方法所测定元素的要求，用于制备分析试样的最后阶段的磨料，应选择避免污染表面的材料。磨料的粒度应该与分析方法所需的表面光洁度要求一致

f.对于光电发射光谱分析方法，使用的磨料的粒度在 60级到 120级较