直读光谱法测钢中氮的影响因素
袁萍（Lily Yuan）
（通标标准技术服务有限公司四川分公司金属材料实验室）
摘要：本文简要阐述了使用直读光谱测钢中氮含量，就要从气、电、样品的制备、测量条件、标准样品的选用等各方面全面保证氮含量测试的准确性。
1、前言
钢中适量的氮主要的作用为：固溶强化及时效沉淀强化，形成稳定奥氏体组织，与钢表面层中的铬、铝等合金元素化合形成氮化物，增加钢表面层的硬度、强度、耐磨性等，而过量的氮在低碳钢中会导致时效和蓝脆等现象。因此，测量钢中的氮也有一定的需求。
钢中氮含量的测定，传统的方法有蒸氮的方法，该方法测试过程复杂，时间长；还可采用氧氮仪进行测量，该方法快速准确，但由于标准样品贵而致其分析成本高，同时取样时还得单独制取氮试样，测试前还需进行必要的前处理。现在很多直读光谱仪都可以直接进行氮含量的测定，此方法不需要单独制取氮的试样，同钢中其它元素同时测定，快速准确。
采用直读光谱法测氮，为了使测试结果准确，仍需要考虑一些影响因素。影响氮含量测量结果准确性的因素有外部因素及内部因素。
2、氮含量测试的影响因素
2.1 外部影响因素
气体影响：在测试氮含量过程中，首先保证气路畅通；氩气中的氩气含量达到要求，氩气纯度＞99.995%。氩气中微量的氮、水含量都会影响测试结果，因此要使用氩气净化机，有条件的可使用有除氮功能的氩气净化机，以保证氩气纯度。在氩气纯度达到99.999%，使用普通的氩气净化机也可达到测试要求。火花室内的氩气的压力和流量保持恒定。
电源的影响：保证仪器电压的稳定，可使用稳压电源。
样品的制备：选用60~80目的砂纸，保证测试面上无油，无杂质，无缺陷，平整，粗糙度足够。
2.2 测试过程中的影响因素
在测试过程中，增加气路的冲洗时间，预燃的时间。使用Spectro MAXx 直读光谱仪，测氮元素时，氩气冲洗时间2s，预燃2次，时间分别为15s，5s。为了稳定测试过程，可人为地增加氩气冲洗时间。
为保证测试结果的稳定性，初次测试时，多激发几次试样，在氮元素含量稳定后再进行后续操作。SpectroMAXx 直读光谱仪在激发时选用第五次激发的谱线，积分4次，氮元素测量选用的是N（149.263）谱线，第二光室。仪器厂家在建立校准曲线时还充分考虑了氮的干扰元素的影响，氮的干扰元素主要是Si和Ti，曲线的相关系数为0.998146。
标准样品的选择：测量未知样品时，先激发试样，再选择含量接近的试样作为控制样品，对校准曲线修正，并使用多个标准样品验证后再进行未知试样的测定。
3、结论
使用直读光谱测钢中氮含量，为了保证测试结果的准确性，就要从气、电、样品的制备、测量条件、标准样品的选用等各方面入手。
参考文献：
冶金工业部钢铁研究院，合金钢手册，中国工业出版社，1971：191
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