近年來，中國鋼鐵產(chǎn)量占據(jù)全 球鋼鐵產(chǎn)量的一半以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過、美、日、韓等傳統(tǒng)的鋼鐵大國，已經(jīng)成為名副其實的鋼鐵大國。在過去二十多年的時間里，中國鋼鐵不僅實現(xiàn)量的積累，而且實現(xiàn)質(zhì)的突破。在逐步從鋼鐵大國往鋼鐵強國轉(zhuǎn)變。中國在航母用鋼、高強鋼、取向硅鋼技術(shù)上相繼突破，為中國航母下水，飛機上天以及新能源汽車提供了有力條件。

要生產(chǎn)高品質(zhì)的鋼材，質(zhì)量控制必不可少。對鋼材進(jìn)行質(zhì)量控制的前提，需要了解那些因素對鋼材會產(chǎn)生影響。這里主要列舉5種非金屬元素碳硫氧氮氫對鋼的影響因素。

鋼

影響鋼的因素有很多，所含有合金元素（C，Si，Mn，P，S，Cr等）的類型和濃度不同，鋼分為不同的質(zhì)量等級和應(yīng)用領(lǐng)域。 

碳

在鋼材中，碳是僅次于鐵的主要元素，它直接影響鋼材的強度、塑性、韌性和焊接性能等。從含碳量4-5%的生鐵到含碳量ppm級別的不銹鋼。碳的含量不僅影響到紋理，還會影響到鐵的物質(zhì)屬性。比如說磁性、硬度和彈性。比如說，鑄鐵（2-4%C）很脆但是可塑，工具鋼（0.4%-1.7%）具有彈性和韌性，碳鋼（<0.4%C）可鍛造的，對于板材、鋼管和鋼梁非常有用。碳元素能以不同的形式存在于鐵基體里面。和其他元素結(jié)合成碳化物，溶于鐵基質(zhì)或者所謂單質(zhì)碳元素存在。

硫

硫主要來自煉鋼原料，煉鋼時難以除盡。硫在鋼中是以硫化物夾雜形式存在，對鋼的塑性、韌性、焊接性能、厚度方向性能、疲勞性能和耐腐蝕性都有不利影響。其中危害最 大是與鐵生成FeS，造成鋼在800~1200℃時變脆而易于開裂，即產(chǎn)生'熱脆性'。但是硫也可以作為易切屑元素，用于提高鋼的可加工性。

氮

鋼鐵中氮一部分以氮化物形態(tài)存在，另一部分以氮原子的形式固溶在鋼中，只有極少數(shù)的情況下，氮以分子形式夾雜于氣泡中或吸附在鋼表面。隨著氮含量的增加，可使鋼材的強度顯著提高，塑性和韌性則降低，可焊性變差，冷脆性加劇;同時增加時效傾向及冷脆性和熱脆性，損壞鋼的焊接性能及冷彎性能。因此，應(yīng)該盡量減小和限制鋼中的含氮量。氮在一些其他元素的配合下也可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的合金元素使用。

氧

鋼鐵中的氧以化合態(tài)和游離態(tài)形式存在，游離態(tài)形式相對比較少，主要是以金屬氧化物和夾雜化合物的形式存在。鋼中各種氧化物的總量隨著含氧量增加而增加，這些氧化物雜質(zhì)對鋼材力學(xué)性能等各方面均有不利影響。隨著鋼中含氧量增加，鋼的塑性、沖擊韌性降低，氧化物夾雜使鋼的耐腐蝕性、耐磨性降低，使冷沖壓性、鍛造加工性及切削加工性變差。

氫

鋼中氫以氫原子的形式存在，來源于爐氣中的水蒸氣分壓。在高溫條件下，兩個氫原子很容易形成一個氫分子而釋放出來。與氧、氮一樣，氣體元素在固態(tài)鋼中溶解度極小，它們在高溫時溶入鋼液，冷卻時來不及逸出而積聚在組織中形成高壓細(xì)微氣孔，使鋼的塑性、韌度和疲勞強度急劇降低，嚴(yán)重時會造成裂紋、脆斷，是必須嚴(yán)格控制的有害元素。

常見分析方法：燃燒法

考慮到以上元素對材料的影響，非常建議在鋼材制造過程之前和生產(chǎn)之后對其進(jìn)行非金屬元素的分析測試，以確保原材料和最 終產(chǎn)品具有穩(wěn)定的質(zhì)量。

測量碳硫氧氮氫非金屬元素，方法有很多種，這里主要介紹的是燃燒法。該方法對于固體和粉末樣品都適用，進(jìn)樣后儀器自動分析結(jié)果，可以確保所分析的元素被完全監(jiān)測到。碳硫氧氮氫五種非金屬元素，需要使用兩臺儀器分別進(jìn)行分析。一臺是碳硫分析儀，另外一臺是氧氮氫分析，氧氮氫分析儀通過惰性氣體高溫熔融技術(shù)，將樣品中的氧氮氫元素釋放出來，用紅外檢測器分析氧元素，熱導(dǎo)檢測器分析氮和氫元素。其中紅外檢測器利用特征光譜的原理，熱導(dǎo)檢測器利用化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)的不同，運用朗伯比爾定律，確定不同金屬粉末和金屬材質(zhì)中的氧氮氫含量。其中紅外檢測器可定制不同規(guī)格，滿足各種含量段氧元素的測定。

ELtra新一代ONHp系列，對于粉末元素的分析提供了非常大的便捷性，大顆粒樣品可以直接進(jìn)樣，無需使用鎳囊。小顆粒粉末樣品裝入鎳囊后可直接進(jìn)樣，無需密封。同時可搭配自動清掃裝置，設(shè)置清掃程序，提高分析效率。

碳和硫元素可以通過碳硫分析儀獲得。在感應(yīng)爐中，樣品在高純度氧氣的作用下燃燒后，經(jīng)過一系列催化凈化作用，通過紅外檢測器進(jìn)行分析。同樣的碳硫分析儀也可以配置不同規(guī)格的紅外檢測器單元，從而滿足從低含量到高含量的碳硫元素分析。儀器中可選擇專門針對粉末樣品分析的智能供氧系統(tǒng)，為粉末樣品的分析提供可靠的結(jié)果。

對于鋼鐵材料來說，碳、硫、氫、氧、氮等非金屬元素會影響材料的物理性質(zhì)，燃燒分析法可以提供方便可靠的解決方案，更多的應(yīng)用方案歡迎咨詢。

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