钢中碳含量的7种测定办法

金属及其复合材料的开发研制与利用，往往请求有效地节制及准确地测定其中的碳硫含量。金属材料中碳主要以游离碳，固溶碳和化合碳等情势存在，还有气态碳和表面维护的渗碳及涂敷的有机碳等。

目前分析金属中碳含量的办法主要有焚烧法，发射光谱法，气体容量法，非水溶液滴定法，红外吸收法及色谱法等。因为每一种测定办法有一定的适用规模，而且测定结果受不少因素的影响，如碳的存在情势、氧化时碳能否释放完整、空白值等，所以同一种办法在不同的场合准确度有一定差异。

1.红外吸收法

基于红外吸收法发展出的焚烧红外吸收法是属于碳(和硫)定量分析专用办法。

其原理是将试样在氧气流中焚烧，生成CO2，在一定压力下，CO2吸收红外线的能量与其浓度成正比，因而测出CO2气体流经红外吸收器先后的能量变化，则可计算出含碳量。

焚烧-红外吸收法原理

最近几年来，红外气体分析技术发展很快，各种应用高频感应加热焚烧及红外光谱吸收原理的分析仪器也迅速地出现。对于高频焚烧红外吸收法测定碳和硫，一般应斟酌下列几个因素：试样的干燥性、电磁感性、几何尺寸，试样量，助熔剂的种类、配比、加入秩序序及加入量，空白值的设置等。

该法优点是定量准确，干扰项较少。合适对碳含量准确度有较高请求，且生产中有足够时间进行检测的情况。

2.发射光谱法

元素在受到热或电激起时，会由基态跃迁到激起态，而激起态会自发地返回到基态。在由激起态返回到基态的进程中，会释放每一种元素的特征谱线，依据特征谱线的强度可以测定出其含量。

发射光谱仪原理

在冶金行业，因为生产的急迫性，需要在很短的时间内分析出炉水内所有主要元素的含量，而不单单是碳含量。火花直读发射光谱仪因为能够快速得到不乱的结果，所以成为该行业的首选。但该法对于样品制备有特定请求。

例如，火花光谱法分析铸铁试样时，请求分析表面的碳都以碳化物的情势存在，不能有游离石墨，否则就会影响分析结果。有用户应用薄片样品急冷快，白口化好的特色，将样品制成薄片后，用火花光谱分析法测定铸铁中碳的含量。

火花光谱法分析碳素钢线状样品时，须严格加工处理好样品并使用小样品分析夹具将样品“直立”或“平躺”放在火花台上进行分析，以提高分析的精密度。

3.波长色散X射线法

波长色散X-射线分析仪可以对多元素进行快速同时测定。

波长色散X射线荧光光谱仪原理

在X射线激起下，被测元素原子的内层电子产生能级跃迁而发出次级X射线(即X荧光)。波长色散型X射线荧光光谱仪(WDXRF)是用晶体分光而后由探测器接管经由衍射的特征X射线信号。如果分光晶体和控测器作同步运动，不断地扭转衍射角，即可取得样品内各种元素所发生的特征X射线的波长及各个波长X射线的强度，可以据此进行定性分析和定量分析。该种仪器发生于50年代，因为可以对繁杂体系进行多组分同时测定而受到

电位分析法测定合金中低碳含量的实验办法为：将铁样在感应炉中氧化后，用碳酸钾固体电解质组成的电化学浓差电池分析测定气态产物，从而测定碳的浓度，此法特别适于无比低浓度碳的测定，可通过扭转参比气体组成和样品的氧化速率节制分析的精密度和灵敏度。

该法实际利用较少，大多停留在试验钻研阶段。

7.在线分析法

在精炼钢时，常要实时节制真空炉内熔融钢中的碳含量，有冶金行业的学者介绍过应用废气的信息估量碳浓度的实例：应用真空脱碳进程中真空容器中氧气的损耗量、浓度和氧气、氩气的流速估量了熔融钢中碳的含量。

相似的在线分析办法适用于炼钢生产进程中的质量管理与性能节制。

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