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碳、硫、氧、氮、氫元素對金屬影響

在與金屬接觸的氣體中，無論是地球的大氣，真空系統的殘留氣體，或惰性氣體中，總是有氫、氧、氮、碳、硫。因此在地球上不可能得到完全不含“氣體”元素的金屬。隨著科學技術的發展，我們可以通過廣泛的科學研究進一步探討和認識氣體元素在金屬中的行為，已弄清了過去所不知道的固體中氣體雜質形成的來源。作為理想的金屬晶格而言，氫、氧、氮、碳(硫除外，它不屬于間隙相元素)，在達到一定濃度值以前，將僅以間隙溶液形式存在。半徑分別接近于0.46、0.7、0.71、0.77(A°)的氫、氧、氮、碳的原子填充到金屬晶格的結點中間并不置換金屬原子，使晶格對稱性稍有扭曲。除間隙固溶體外，氣體在金屬中還能以剩余相(凝聚相和氣態相)形式，圍繞位錯堆聚的形式以及在內表面上的吸著形式存在。

氣體元素能使鋼材產生縮孔、氣泡、疏松、點狀偏析、裂紋等缺陷。縮孔是鋼錠冷卻收縮時，因無液體補充而在鋼錠內部形成的孔洞。鋼中氣泡是由于鋼錠凝固時，碳－氧反應生成的氣泡來不及排除就被圍在鋼錠內部產生的。疏松是一種微小孔洞分布在鋼材內部。點狀偏析形成的原因是鋼件中已凝固或已呈糊狀的金屬部份，存在氣泡或收縮孔隙，這些位置隨后為富含低熔點組元和雜質的溶液所填充，就造成了點狀偏析，點狀偏析嚴重的鋼中氣體元素含量往往較高。而裂紋的產生通常是由于鋼液凝固過程中發生了夾雜質物的集聚和氣體溶解度的降低，并且一般集中在晶粒邊界，形成了薄弱環節，以后當熱處理或壓力加工時產生的應力超過強度時，這種地方容易開裂產生裂紋。鋼中氣體元素除了與其它各種因素綜合作用產生許多缺陷外，其本身還會對鋼材性能產生各自獨有的影響。

納克管式碳硫儀爐溫的選擇

管 式 紅 外 儀 的 較高 溫 度 為１ ５5０ ℃ ， 溫度過低， 增碳劑中的 Ｃ、 Ｓ 不能完全釋放且分析時間長， 因此需要選擇合適的溫度對增碳劑進行測定。 實驗選擇稱樣量為０．２ ｇ， 實驗溫度為９００ ～１ ３００ ℃ ， 見表１。 結果表明溫度在９００～１ ３００ ℃ 時， Ｃ 的結果幾乎無影響， Ｓ 在溫度大于 １ ２００ ℃ 后 趨 于 穩 定， 因此 選 用 １ ３００ ℃可以完全滿足實驗要求。

以單質形態存在的碳稱為游離碳。游離碳的多少對碳化硅材料的抗折強度有一定的影響，使用雙爐燃燒（高頻爐 管式爐）紅外吸收碳硫分析儀CS-3000G可以有效的分析碳化硅中的總碳和游離碳含量，其分析結果適用于實際生產中的檢測。

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