冶金材料分析技术与应用曹宏燕

本书介绍了冶金材料分析技术和方法。全书分十章，撰写了28个元素分析的概述、各类分析方法通则、标准溶液的配制、测量不确定度及评定、测试方法精密度和精密度试验等基础知识，撰写了400个涉及钢铁、铁合金、有色金属、铁矿石、耐火材料、各种冶金辅料实用分析方法。本书的附录部分编辑了GB、Is0、JIs、AsTM及YB、Ys等三千余条有关冶金材料分析方法标准最新目录、常用分析测试参数及各类铁合金、主要钢铁产品、有色金属产品牌号和化学成分规格。
　　本书内容丰富，实用性强，可供冶金、有色金属、机械、地矿、建材等无机材料专业的技术和管理人员阅读，也可供大学、职业院校有关专业师生参考。

第一章　元素分析概述
　　第一节　碳含量测定
碳（Carbon）是一种非金属元素，与硅、锗、锡、铅同属周期表ⅣA族。碳的原子序数6，相对原子质量12.011，熔点3500℃左右，沸点4800℃左右，密度2.25g／cm3（石墨）、3.51g／cm3（金刚石）。碳的高熔点是由于固体碳的原子以共价键相结合的缘故。碳在地壳内的丰度为0.027％。单质碳有三种存在形态，金刚石、石墨和无定形碳，它们的区别不在其外形，而决定于原子的空间排列。单质碳在常温下惰性很大，不溶于一般溶剂，难熔难挥发。碳在高温下燃烧，与氧可生成两种氧化物。当氧化不完全时生成一氧化碳，在氧气中充分燃烧则生成二氧化碳。二氧化碳在碳的测定中有极重要的地位。
碳是钢铁材料中的主要元素。碳在钢铁中的含量、存在形态及所形成碳化物的形态、分布等对材料的性能起到极为重要的作用。当碳量在一定范围内时，随着碳量的增加，钢的硬度和强度提高，而韧性和塑性变差。碳是区分铁与钢，决定钢号、品级的主要标志。常见的碳素钢就是以碳含量来区分不同钢种的，同时决定各碳素钢的性能和用途。由于碳在钢铁中的重要作用，在冶炼过程和成品分析中快速、准确测定其碳含量具有相当重要的意义。
　　1　碳在冶金材料中的存在形态
碳在钢铁中以游离碳（亦称非化合碳）和化合碳两种形式存在。无定形碳、石墨碳、铁碳固溶体中碳、某些退火钢中的碳等统称为非化合碳，它主要存在于生铁、铸铁及某些退火处理的高碳钢中。炼钢用生铁中的碳大多以化合碳Fe3C存在，此类生铁硬而脆，断面呈灰白色，称为白口铁。铸造生铁中的碳大多以游离碳和化合碳形式存在，质软而易于加工，具有良好的铸造性能，其断面呈灰色，称为灰口铁。熔化后的铸铁加镁和稀土处理，片状石墨转化成球状石墨，称为球墨铸铁。游离碳一般不与酸作用，即使高氯酸冒烟也难将其氧化。另一类是铁及合金元素与碳形成碳化物，例如，Fe3c、Fe23C6、Mn3C、Cr3C2、VC、Mo2C、TiC、WC、W2C等，统称为化合碳，常用MC表示。
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