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固体中氮分析原理

钢中的杂质氮是在冶炼、加工等过程中由原材料及气氛中吸入、残留于钢中造成的。在一定情况下，氮也作为一种重要的合金元素从中间合金或用渗入的方式加入。氮在钢中的含量因冶炼方式、热处理制度和钢种的合金成份而变动，一般为 0.001%-0.50%，若经氮化处理，钢件表层的氮量可达 1%-6%。钢中的氮绝大部分是与合金元素形成氮化物或碳氮化物，部分以原子状态固溶于钢中，较少数情况下，氮以分子状态夹杂于气泡中或吸附在钢的表面。氮是一种形成稳定奥氏体能力很强的元素，可在不降低塑性的前提下提高钢的硬度、强度和耐腐蚀性。氮与铬、钨、钼等元素形成弥散稳定的氮化物后将极度地提高钢的蠕变和持久强度。对钢件表面渗氮处理得到高度弥散的氮化物层，可获得良好的综合力学性能。氮还影响钢的电磁性能。如在硅钢中，含有氮化铝将导致矫顽力增大和导磁率降低，但利用硫化锰和氮化铝的有利夹杂，可以稳定地获得大晶粒的高取向***和高磁感的冷轧硅钢片。氮对钢液有不利影响，如使低碳钢在提高强度和硬度的同时韧性降低，缺口敏***增加，并产生兰脆现象同时，当氮含量较高时将使钢的宏观***疏松，甚至产生气泡，使热或冷的变形加工发生困难。因此，对钢中氮进行测定和了解，为控制冶炼和加工工艺提供了技术参数指导，具有重要的意义。自从六十年代初 A.M.Baccemah 等人将脉冲加热技术应用于金属中气体分析以来，这种方法得到了突飞猛进的发展，利用该技术制成的气体分析仪不断完善并发展，逐步趋于智能化，简便化。越来越多的实验室都选用仪器来完成样品的分析，避开化学法中配制溶液、选择溶液等复杂操作。目前高温合金、生铁及铸铁、金属功能材料等金属中氮的检测均采用脉冲加热惰性气体熔融热导检测法。脉冲加热惰性气体熔融热导检测法（JISG1228-86, ISO10720:1997）适用于钢铁中全范围氮的测定。

钢中氮及其对钢材性能的影响

钢中氮主要来源于炉料和大气，它对钢性能的影响与氢和氧有些不同，氢、氧尤其是氢对钢材产生非常***的影响。因此在冶炼过程中尽量设法去除。而氮作为杂质元素虽在一定条件下导致钢材的蓝脆、时效等现象，并且超过某一限度时易在钢中形成气泡、疏松等缺陷。但它对钢材性能还有有利的作用，已被认为是一种重要的合金元素，并用中间合金和渗氮的方法加入钢中，以获得所需的钢材性质。

钢中氢及其对钢材性能的影响

氢对钢造成很多严重缺陷，危害性极大。白点是氢造成的严重缺陷之一。五十年代美国曾发生几起发电机转子，汽轮机转子和叶轮脆性断裂的严重事故，据断口分析其原因之一就是存在白点。

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粉末冶金中氧含量的分析对于提高产品质量有着重要的意义。