【文章內(nèi)容簡介】 50%水錳礦 ［ MnO2?Mn(OH)2］ 50~70%褐錳礦 Mn2O3 50~70%第 59頁 /共 184頁Cr、 Ni 、 Ba、 V、 Ti、 Cu、 Zn、 Pb、 Na、 K、 S、 Co、CO2化合水。GB/~GB/ →167。 礦 石分析 2. 作用 :脫 S劑和脫氧劑 鋼中加入少量 Mn， 能增加硬度 ， 延展性 ， 韌性和抗磨能力 .3. 錳材料 :錳鋼、錳鐵、錳的有色金屬合金 .第 60頁 /共 184頁167。 礦 石分析 4. 分析方法 方法和內(nèi)容有許多與鐵礦石相同 (S、 P、 Cu、 Mg、 Si、 Al、 Fe等 )， 但由于錳礦中錳含量大，會影響各成分的測定 。 故應(yīng)分離 Mn.第 61頁 /共 184頁167。 礦 石分析 分離方法 : ① HNO3溶解 ， KClO4析出 MnO2，沉淀分離 . ② NH3水中用 Br水或過硫酸銨或 H2O2將 Mn2+ → MnO2↓ ， 與 Fe、 Al的氫氧化物一起 ↓分離。 Mn量高時， ↓吸附， 需反復(fù)沉淀 (34次 ) ③ 離子交換分離方法 ④ Mnn+, DDTC錳的測定，見鋼鐵分析第 62頁 /共 184頁167。 礦 石分析 三 、 鈦礦分析 鈦在自然界中分布很廣 ,在地殼里的含量為 %.各種巖石中或多或少都含有鈦 ,是地殼內(nèi)很普遍的元素之一 .已知含鈦礦物有70多種 ,在工業(yè)中較重要的有 :種類 主要成分 Ti%鈦鐵礦 FeTiO3 40~60鈦鋁鐵礦 Fe(FeTi)O4金紅石 TiO2 90銳鐵礦 TiO 70第 63頁 /共 184頁167。 礦 石分析 作用 ： 抗 Cl腐蝕測定方法 光度法：無機 H2O2顯色劑 → Ti(H2O2)紅 色物 質(zhì) 。Ti3+ → Ti4+兩種變價這一化學(xué)性質(zhì)。有機（含羥基）， Ti與氧的鍵合能力強。容量法：操作過程：見下頁（結(jié)合 P164頁講解）K2S2O7 用于堿性、中性氧化物熔解反 應(yīng) ：第 64頁 /共 184頁167。 礦 石分析 干擾離子 ： Fe3+， V4+,5+， Mo5+,6+， W 6+， F第 65頁 /共 184頁167。 礦 石分析 應(yīng)用高鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時，用硫氰酸鹽（紫色）或中性紅指示劑。 高鐵法： ?Al3+/Al＝－ ?Ti4+/Ti3+＝ ?Fe3+/Fe2+＝ 作業(yè)：根據(jù)相關(guān)資料，把以上內(nèi)容復(fù)習(xí)并總結(jié)，準(zhǔn)備小測。第 66頁 /共 184頁167。 礦 石分析 鈦礦石中鈦的分析 滴定：還原：終點指示： 隔絕空氣條件下，用金屬 Al將四價鈦還原為三價鈦，而后用 Fe3＋ 標(biāo)液氧化三價鈦，以硫氰鹽為指示劑。當(dāng)三價鈦完全被后，微過量的 Fe3＋ 離子生成紅色硫氰酸鐵，借以指示終點。 一、原理第 67頁 /共 184頁167。 礦 石分析 1. 1. K2S2O7熔融法 稱 ～ 瓷坩堝中，加 3gK2S2O7，低溫（ 300～ 500℃）熔化后，再高溫（高溫爐 500℃ ）熔至紅色熔體。冷卻后放入燒杯，用 5％ H2SO480ml浸取洗滌坩堝，加熱煮沸、過濾、沉淀，用 10％H2SO4洗 4次，合并濾液。加 35％ NaOH至沉淀物 Fe(OH) Ti(OH)4凝聚，用定性濾紙過濾。沉淀用 2％ NaOH洗 5次，后以 10％ H2SO4熱液溶解沉淀于錐形瓶中，洗滌 5次，控制總體積約 100ml，加濃 HCl 50ml，加飽和 (NH4)2SO4（防止 Ti3+氧化） 10ml或乙酸，加 2gAl片，用帶封閉的漏斗的膠塞塞緊，煮沸至 Al片全溶，液體變清。冷卻后用 NH4Fe(SO4)2 標(biāo)液滴至紫色變淺，加 10mlKSCN（ 5％）繼續(xù)滴至穩(wěn)定的紅色為終點。，第 68頁 /共 184頁167。 礦 石分析 第 69頁 /共 184頁167。 礦 石分析 2. Na2O2熔融法 稱 ～ ，加入 3gNa2O2與 與樣品混勻，表面蓋上 2gNa2O2， 在 700℃ 熔至透明，冷卻后用 30ml水浸取，水洗坩堝數(shù)次后，過濾沉淀殘渣，將沉淀用約 50ml10％ H2SO4溶于錐形瓶中，用 1％ H2SO4洗濾紙，補加 30ml濃 HCl至總體積為 200ml左右，加 3gAl片，加熱至紅色消失，再添加 Al片，每次加約 慢， Ti3+紫色不斷增加，而后加入 ，蓋上裝有 NaHCO3的蓋氏漏斗，加熱煮沸數(shù)分鐘，取下冷至室溫，打開膠塞，加入 100ml飽和 (NH4)2SO4和 10ml5％ KSCN，用 NH4Fe(SO4)2滴至終點。，第 70頁 /共 184頁? 以下內(nèi)容要求：1. 鋼鐵分析在冶金分析中是重要的一部分內(nèi)容，在這一講里重點掌握鋼鐵分類和所含的其它元素及含量。2. 了解五大雜質(zhì)元素 C、 Si、 Mn、 S、 P在鋼鐵中存在的形式及它們對鋼鐵性能的影響。第三章 鋼鐵 分析第 71頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類一 、 鋼鐵材料 黑色金屬材料是鐵、饹、錳及它們的合金。通常稱為鋼鐵材料。 常用鋼、鐵材料有鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵及各種合金（高溫合金、精密合金等）二 、鋼與鐵的 區(qū)別1. 煉鐵：生鐵是以鐵礦石為原料并用焦炭在高爐中還原而得。 鐵礦石的主要成分為氧化鐵，但也含有許多雜質(zhì)，經(jīng)高爐冶煉后這些雜質(zhì)大部分都可以除去。仍留在生鐵中的 雜質(zhì)元素有： ① 冶煉所用到的炭 C； ② 礦石中殘留下來的 Si、 Mn、 S、 P等。第 72頁 /共 184頁3. 鋼鐵分析的五大雜質(zhì)元素： C、 Si、 Mn、 S、 P 基本成分： Ti、 C、 Mn、 Si、 S、 P 4. 區(qū)別：含碳量決定于是鋼還是鐵 C在 ％以上 生鐵 C在 ～ ％ 鋼167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類第 73頁 /共 184頁 白生鐵（白口鐵）： 當(dāng)碳以化合形式（碳化物）存在，生鐵 剖面帶暗白色，稱為白口鐵。極硬且脆，難于加工，煉鋼 灰生鐵： 當(dāng)生鐵中 Si的含量較高，其中碳以游離狀態(tài)的石墨 形式存在，生鐵剖面帶灰色，稱為灰生鐵。硬度低，流動 性大，便于加工，用于鑄鐵(以 C的形式存在 )167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類5. 分 類鐵 的分 類 ：第 74頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類鋼的分類： 碳素鋼 低 C鋼：小于 ％ 中 C鋼： ～ ％ 含碳量 高 C鋼：大于 ％ 工業(yè)純鐵：小于 ％合金鋼 低合金鋼：合金元素總含量小于 5％ 中合金鋼：合金元素總含量 5～ 10％ 高合金鋼：合金含量總元素大于 10％ 低合金結(jié)構(gòu)鋼：含有少量合金元素（多數(shù)情 況下，總量不超過 3％）的低合金高強度鋼合金元素： Ni、 Cr、 Mo、 V、 Ti、 Co、 Be、 N① 按化學(xué)成分分類第 75頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類② 按用途分類 碳素結(jié)構(gòu)鋼 普通碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu) 建筑及工程用，機械制造用 合金結(jié)構(gòu)鋼 滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、 彈簧鋼、軸承鋼 碳素工具鋼工具鋼 刀具鋼 低合金刀具鋼，高速鋼 刀具、 合金工具鋼 量具鋼 量具、 模具鋼 模具特殊鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼 （耐酸、低溫、耐熱、電工、超高強鋼）第 76頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類普通鋼：這類鋼含雜質(zhì)元素較多，一般含磷不大于 ％，含 S 不大于 ％ 普通鋼按標(biāo)準(zhǔn)又分為三類 甲類鋼：保機械性能和 P、 S、 N Cu含量的鋼 乙類鋼：?；瘜W(xué)成分 C、 Si、 Mn、 P、 S和殘 Cu含量的鋼 特類鋼：即保機械性能化學(xué)成分，又保 Cr、 Ni、 Cu、 N2含 量的鋼結(jié)構(gòu)鋼：一般含 P、 S均 ≤%工具鋼 : 一般含 P≤％，含 S≤%高級優(yōu)質(zhì)鋼 一般含 P、 S量均被限制在 ％以下。 ③ 按質(zhì)量分三類優(yōu)質(zhì)鋼 第 77頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類 ④ 按冶煉方法分類： 按爐別分：平爐鋼（堿性、酸性），轉(zhuǎn)爐鋼（低吹、側(cè)吹、頂吹），電爐鋼（電弧、電渣、感應(yīng)、真空感應(yīng)） ? 按脫氧程度分：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼五元素在鋼鐵中存在的形式及它們對鋼鐵性能的影響。 以下 5元素的講解均從?形式 ?來源 ?含量 ?性能 幾方面表述第 78頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類 碳： 鋼中以 Fe3C、 Mn3C 等化合狀態(tài)存在， 稱作化合碳 鐵中以無定形碳、退火碳、結(jié)晶性碳、石墨碳等固熔體狀態(tài) 存在， 稱游離碳 。 碳是對鋼性能起決定作用的元素，含 C量增加，強度、硬度、耐磨性增加。塑性（延伸率、斷面收縮率）、韌性降低。當(dāng)鋼中含有形成穩(wěn)定碳化物的元素：鈮、 Ti、 V、 Mo、 W 等時，其屈服強度的提高更為顯著。第 79頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類硅 ： ① 存在形式：以固熔體及 FeSi、 MnSi、 FeMnSi等形式存在；有少部分則以硅酸鹽形態(tài)存在 ，形成鋼中非金屬夾雜物。如： 2FeO?SiO 2MnO?SiO Al2O3?SiO2. ② 來源：一般由礦石引入，也有特殊目的在冶煉時特意加入。 煉鋼生鐵 ～ ％ Si ③ 含量 鑄造生鐵 3％ 鋼中小于 1％ 硅鋼 4％（磁性材料） 、 第 80頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類 ④ 性能：是鋼中常見有益元素之一。 a. 硅和氧的親和僅次于 Al、 Ti，而強于 Mn、 Cr、 V。煉鋼時被用作還原劑、脫氧劑。 b. 增加鋼的強度、彈性、耐熱、耐酸性及電阻系數(shù) . c. 硅是硅鋼的主要成分 ， 能降低鐵損 ， 增加磁感強度 。缺點 :增加鋼的過熱和脫碳敏感性 ， 使鋼中石墨化的傾向增大 。 ⑤ 用于 ： 結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、不銹鋼、耐熱鋼、硅鋼、電阻第 81頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類錳 : ① 存在形式 ： 主要以 MnS， 也以 MnSi、 MnC、 FeMnSi及固熔體狀態(tài)存在 。 ② 來源 ： 同 Si ③ 含量 ： 鋼 ： ~% ， % 時為錳鋼 . 生鐵 ： ~2% 高錳鐵 ： 大于 13% 第 82頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)別 、分 類④ 性能 ： a. 良好的脫氧 劑 . b. 阻止 FeS的形成二形成 MnS， 消除或減弱 ”熱 脆性 ”，改善 鋼的 熱 加工性 . c. 高 錳鋼 具有 較 高的硬度和 強 度 . d. 合金元素 ， 含量高 時 有使 鋼 晶粒粗化的 傾 向 ， 并增加 鋼 的回火敏感性 。第 83頁 /共 184頁167。 鋼 、 鐵 基本知 識 、 區(qū)