金属材料成分分析检测：碳素钢的化学成分影响及检测项目

　　碳素钢的性能主要取决于钢的含碳量和显微组织。在退火或热轧状态下，随含碳量的增加，钢的强度和硬度升高，而塑性和冲击韧性下降。焊接性和冷弯性变差。所以工程结构用钢，常限制含碳量。

　　碳素钢中的残余元素和杂质元素如锰、硅、镍、磷、硫、氧、氮等，对碳素钢的性能也有影响。这和影响有时互相加强，有时互相抵销。例如：硫、氧、氮都能增加钢的热脆性，而适量的锰可减少或部分抵销其热脆性。残余元素除锰、镍外都降低钢的冲击韧性，增加冷脆性。除硫和氧降低强度外，其它杂质元素均在不同程度上提高钢的强度。几乎所有的杂质元素都能降低钢的塑性和焊接性。

　　氢在钢中能造成很多严重缺陷，如产生白点、点状偏析、氢脆、表面鼓泡和焊缝热影响区内的裂缝等。为保证钢的质量，必须尽可能降低钢中氢的含量。脱氧带入的残余元素如铝，可减小低碳钢的时效倾向，还可以细化晶粒，提高钢在低温下的韧性，但余量不宜过多。由炉料中带入的残余元素如镍、铬、钼、铜等，含量高时可提高钢的淬透性，但对要求具有高塑性的专用钢，如深冲用钢板，则是不利的。

　　冶炼、加工对碳素钢性能的影响碳素钢大都采用氧气转炉和平炉冶炼，**碳素钢也采用电弧炉生产。根据炼钢过程脱氧程度的不同，碳素钢可分为镇静钢、沸腾钢和介于两者之间的半镇静钢。冶炼方法对钢的性能影响，主要是通过钢的纯净度而起作用的。近年来人们通过真空处理、炉外精炼和喷吹技术等，都可获得更高纯净度的钢，从而显著改善了碳素钢的品质。

　　碳素钢的塑性加工工艺通常分热加工和冷加工。经过热加工，钢锭中的小气泡、疏松等缺陷被焊合起来，使钢的组织致密。同时，热加工可破坏铸态组织、细化晶粒。使锻轧的钢材比铸态具有更好的力学性能。经冷加工的钢，随着冷塑性变形程度增大，强度和硬度增加，塑性和韧性降低。为提高成材率，广泛应用连续铸钢工艺。

　　检测项目：

　　冲击实验：高低温冲击实验、多次冲击实验等;

　　化学成分：C、S、P、Mn、Si、Cr、Ni元素含量的分析;

　　硬度：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度、肖氏硬度等;

　　无损检测：超声波探伤、磁力探伤射线探伤、规格尺寸检测、表面缺陷检测等;

　　化学性能：晶间腐蚀实验、抗氧化性能实验、大气腐蚀实验、全浸、间浸腐蚀实验等;

　　电学性能：磁性能测量、密度测量、弹性模量测量、膨胀系数测量、电阻率的测量等;

　　宏观检验：镇静钢，连铸钢，沸腾钢的组织及宏观缺陷的断定、酸浸试验、塔形发纹酸浸实验、硫印实验、断口检验等;

　　金相检验：金相显微镜检测脱碳层深度(GB/T224-1987)、晶粒度检测、钢中非金属夹杂物的检测、钢中化学成分偏析检测等;

　　物理性能：金属塑性加工产品性能检验中物理性能指标的实验检测，主要检验项目有磁性能、密度、弹性模量、热膨胀系数、电阻值等。工艺性能：淬透性实验、焊接性能实验、切削性能实验、磨损试验、金属弯曲实验、金属反复弯曲实验、金属线材反复弯曲实验、金属线材扭转实验、金属线材缠绕实验、金属项断实验、金属杯突试验等;

　　拉伸性能：硬度指标(规定非比例伸长应力、规定总伸长应力、规定残余伸长应力、屈服点、抗拉强度)、塑性指标(伸长率;断面伸缩率)、高温蠕变实验(蠕变速度、持久强度极限、持久断后伸长率、持久断面收缩率)等。

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