导读
钢铁中的氧、氮、氢等元素的含量对钢的性能有着显著的影响。这些元素的存在形式、数量以及分布状态都对钢的质量产生重要的影响。对钢铁中这些元素的含量进行测试至关重要。
一、为何需要测试钢铁中的氧、氮、氢含量？
1. 氧的危害
氧是钢中常见元素之一，不仅氧的浓度会影响钢的性能，含氧的夹杂物的类型、数量及其分布也会对钢的性能产生重要影响。这些夹杂物包括金属氧化物、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物等。炼钢过程中需要脱氧，因为氧可能导致气泡的产生，冷却时可能形成氧化物夹杂，从而削弱钢的热加工或冷加工性能，降低钢的韧性、疲劳强度等。
2. 氮的影响
氮在钢中的作用并非完全负面，有些特种钢会特意加入氮。大部分情况下，氮的存在取决于钢的生产方法、合金元素的种类和数量等因素。在某些不锈钢中，适量增加氮的含量可以替代部分铬，降低成本。但过多的氮会导致钢的性能问题，如应变时效、粒间腐蚀等。
3. 氢的危害
当钢中氢含量超过一定限度时，可能导致“鳞片剥落”现象，增加内裂和断裂的风险。这种现象在大的断面或高碳钢中更为常见。氢脆现象在马氏体钢中尤为突出，可能与硬度和含碳量增加有关。
二、钢铁中氧、氮、氢的存在形式
1. 氧主要以化合态和游离态共存，一般游离态较少，主要以金属氧化物夹杂的形式存在。
2. 氮在钢中的存在形式较为复杂，一部分以金属氮化物或碳氮化物的形态存在，另一部分则以氮原子的形式固溶在钢中。
3. 氢在钢中以氢原子的形式存在，高温时易形成氢分子。
1. 氧在炼钢过程中是必需的，但炼钢过程中的脱氧操作旨在控制其含量。炼钢炉内熔池中碳与氧的关系具有共同的规律性，随着碳的降低，氧的含量逐渐升高。
对钢铁中氧、氮、氢含量的测试至关重要，以确保钢铁产品的质量和性能。
