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您是否需要檢查碳鋼中的硼?
硼所帶來的益處
向鋼中添加硼主要對其淬硬性有益,微量硼可顯著提高鋼的硬度。根據(jù)鋼的類型及碳含量,低至3ppm的硼就能產(chǎn)生影響。雖然也可向鋼中添加其他物質(zhì)以改變其特性,但在其他元素上使用硼可以在相對較低的回火溫度下提高鋼的特性,有助于降低能源成本。與具有相似硬度的鋼相比,硼的另一個好處是其可提供更好的可加工性。
這些特性意味著含硼碳鋼可用于滿足基礎(chǔ)鋼的大多數(shù)特性(如耐磨性),但淬硬性過低。在這種情況下,選用硼比選用其它合金的成本更低。硼鋼的主要用途之一為汽車行業(yè),尤其是在歐洲市場。安全桿、內(nèi)柱及儀表板均使用了含硼鋼。
硼所導(dǎo)致的問題
正如我們先前所言,微量硼會產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)硼含量增加或者當(dāng)鋼用于承重結(jié)構(gòu)時,就會出現(xiàn)問題。如果硼含量過多,硼會從鋼中分離出來并沉淀在晶界上,從而降低淬硬性、降低韌性并導(dǎo)致脆化。此外,其也可能導(dǎo)致焊接問題。由于硼的熔點較低,因此其會在冷卻時聚集在焊縫中心并導(dǎo)致偏析裂紋。
焊接問題、彈性降低和大型結(jié)構(gòu)的潛在變形可能導(dǎo)致橋梁、建筑物及鉆井平臺倒塌。因此,已制定法規(guī)明確規(guī)定特定類型鋼中硼的含量。例如,在歐盟,低合金結(jié)構(gòu)鋼的硼含量不得超過8ppm,而對于某些應(yīng)用,硼含量可降至5ppm。
由此可知,在某些情況下,硼是必需的,而在某些情況下,硼是不允許存在的。問題在于,不一定會在原鋼合格證書上公布硼的情況。如果硼鋼用于錯誤的應(yīng)用中,簡單的材料混合可能會產(chǎn)生可怕后果。如今復(fù)雜的供應(yīng)鏈更有可能促使硼終成為錯誤材料。
安全的解決方案是自己檢查所采購的碳鋼。
鋼中的硼含量分析
過去,一直較難分析硼。其含量很少,難以檢測,且必須依靠破壞性技術(shù)來打磨和溶解樣品。直讀光譜儀(OES)是一種相對簡單的技術(shù),它允許您直接測量鋼而無需做出大量準(zhǔn)備工作或使用刺激性強的化學(xué)物質(zhì)。需要做的準(zhǔn)備工作是在測量前確保樣品表面*平整。
日立分析儀器推出的FOUNDRY-MASTER Pro2是一款OES光譜儀,非常適合測量碳鋼中的硼。新型檢測器技術(shù)可為硼提供1ppm的檢出限,確保采購的鋼符合應(yīng)用所需的牌號。其還能夠測量低合金和超低碳鋼中的氮和其他痕量元素,其功能齊全,僅一臺儀器便可滿足各項檢測需求。