1 钢铁概论 1
1.1钢的基本知识 1
1.1.1基本概念 1
1.1.2金属和合金的结构及结构缺陷 1
1.1.3铁碳相图 3
1.2钢的基本性能及其表征 6
1.2.1物理性能 6
1.2.2力学性能 7
1.2.3化学性能 7
1.2.4工艺性能 8
1.3合金元素在钢中的作用 8
1.3.1碳在钢中的作用 8
1.3.2硅在钢中的作用 9
1.3.3锰在钢中的作用 9
1.3.4硫在钢中的作用 9
1.3.5磷在钢中的作用 10
1.3.6氧在钢中的作用 10
1.3.7氢在钢中的作用 10
1.3.8氮在钢中的作用 11
1.3.9镍在钢中的作用 11
1.3.10铬在钢中的作用 12
1.3.11铝在钢中的作用 12
1.3.12钨在钢中的作用 12
1.3.13钼在钢中的作用 13
1.3.14钒在钢中的作用 13
1.3.15钛在钢中的作用 13
1.3.16铌和钽在钢中的作用 14
1.3.17砷在钢中的作用 14
1.3.18锆在钢中的作用 14
1.3.19铜在钢中的作用 15
1.3.20钴在钢中的作用 15
1.3.21硼在钢中的作用 15
1.3.22锡在钢中的作用 15
1.3.23锑在钢中的作用 16
1.3.24铅在钢中的作用 16
1.3.25锌在钢中的作用 16
1.3.26稀土元素在钢中的作用 16
1.4钢的主要热处理工艺 16
1.5废钢铁的回收与利用 17
1.5.1严格按照国家环控标准检验和放行 18
1.5.2严格执行国家有关政策和法规 18
1.5.3进口废钢铁中夹杂危险废物的检验鉴定 18
参考文献 18
2 样品处理与分离富集技术 20
2.1样品处理 20
2.1.1湿法消解 20
2.1.2熔融技术 22
2.1.3微波消解 23
2.2分离技术 25
2.2.1沉淀分离法 25
2.2.2萃取分离法 30
2.2.3离子交换分离 32
2.2.4其他重要的分离方法 37
参考文献 38
3 仪器分析 39
3.1原子吸收光谱仪 39
3.1.1概述 39
3.1.2仪器工作原理 40
3.1.3仪器结构 41
3.1.4原子吸收光谱仪的类型 44
3.1.5应用 44
3.2电感耦合等离子体原子发射光谱仪 45
3.2.1概述 45
3.2.2仪器工作原理 46
3.2.3仪器结构 47
3.2.4应用 50
3.3光电直读光谱仪 51
3.3.1光电直读光谱仪的发展 51
3.3.2发射光谱分析的理论基础 51
3.3.3仪器组成 52
3.3.4应用 54
3.4高频红外碳硫分析仪 55
3.4.1概述 55
3.4.2仪器组件及其原理 55
3.4.3应用 57
3.5氧氮联测仪 57
3.5.1概述 57
3.5.2仪器组件及原理 58
3.5.3应用 60
3.6 X射线荧光光谱仪 60
3.6.1概述 60
3.6.2工作原理 61
3.6.3仪器结构 62
3.6.4应用 65
3.7电感耦合等离子体质谱仪 66
3.7.1概述 66
3.7.2仪器原理 66
3.7.3仪器主要性能 71
3.7.4应用 71
3.8放射性检测 71
3.8.1放射性的来源 71
3.8.2废旧钢铁金属中放射性的检测 72
3.8.3便携式辐射测量仪表简介 75
3.8.4铀的分光光度法分析及分离 76
参考文献 78
4 钢铁材料元素分析 80
4.1碳、硫含量的测定 80
4.1.1高频感应炉燃烧红外吸收法测定碳、硫含量 80
4.1.2非化合碳含量的测定 82
4.2硅含量的测定 84
4.2.1硅钼蓝光度法测定酸溶性硅和全硅含量 84
4.2.2高氯酸脱水重量法测定硅含量 87
4.3磷含量的测定 89
4.3.1氟化钠-氯化亚锡磷钼蓝光度法测定磷含量 89
4.3.2铋磷钼蓝光度法测定磷含量 91
4.4锰含量的测定 93
4.4.1过硫酸铵氧化光度法测定锰含量 93
4.4.2高氯酸氧化亚铁滴定法测定锰含量 94
4.5铬含量的测定 95
4.5.1过硫酸铵银盐氧化-亚铁滴定法测定铬含量 95
4.5.2碳酸钠分离-二苯碳酰二肼光度法测定铬含量 99
4.6镍含量的测定 101
4.6.1丁二酮肟直接光度法测定镍含量 101
4.6.2 EDTA直接滴定法测定镍含量 102
4.7铜含量的测定 103
4.7.1双环己酮草酰二腙光度法测定铜含量 103
4.7.2硫代硫酸钠沉淀分离碘量法测定铜含量 105
4.8钒含量的测定 108
4.8.1过硫酸铵氧化-亚铁滴定法测定钒（和铬）含量 108
4.8.2 3，5-二溴-PADAP过氧化氢光度法测定钒含量 109
4.9钼含量的测定 111
4.9.1硫氰酸盐氯化亚锡还原光度法测定钼含量 111
4.9.2α-安息香肟重量法测定钼含量 112
4.10钛含量的测定 116
4.10.1二安替比林甲烷分光光度法 116
4.10.2 MIBK萃取分离-邻硝基苯基荧光酮光度法测定钛含量 119
4.11铝含量的测定 120
4.11.1锌-EDTA掩蔽铬天青S光度法测定铝含量 120
4.11.2铬天青S光度法测定酸不溶铝含量 122
4.12钨含量的测定——硫氰酸盐光度法 124
4.12.1方法提要 124
4.12.2试剂 124
4.12.3分析步骤 124
4.12.4注释 125
4.13钴含量的测定——5-Cl-PADAB光度法 126
4.13.1方法提要 126
4.13.2试剂 126
4.13.3分析步骤 126
4.13.4注释 127
4.14铌含量的测定——氯磺酚S光度法 128
4.14.1方法提要 128
4.14.2试剂 129
4.14.3分析步骤 129
4.14.4注释 130
4.15锆含量的测定——对-溴苦杏仁酸沉淀分离-偶氮胂Ⅲ光度法 130
4.15.1方法提要 130
4.15.2试剂 130
4.15.3分析步骤 131
4.15.4注释 132
4.16稀土总量的测定——偶氮氯膦mA光度法 132
4.16.1方法提要 132
4.16.2试剂 133
4.16.3分析步骤 133
4.16.4注释 133
4.17砷含量的测定——次磷酸钠还原-碘量法 134
4.17.1方法提要 134
4.17.2试剂 134
4.17.3分析步骤 134
4.17.4分析结果的计算 136
4.18镁含量的测定——铜试剂分离-二甲苯胺蓝Ⅱ光度法 136
4.18.1方法提要 136
4.18.2试剂 136
4.18.3分析步骤 137
4.18.4注释 137
4.19锡含量的测定——苯基荧光酮-CTMAB光度法 138
4.19.1方法提要 138
4.19.2试剂 138
4.19.3分析步骤 138
4.20硼含量的测定——姜黄素直接光度法 139
4.20.1方法提要 139
4.20.2试剂 140
4.20.3分析步骤 140
4.20.4注释 141
4.21锑含量的测定——载体沉淀-钼蓝光度法 142
4.21.1方法提要 142
4.21.2试剂 142
4.21.3分析步骤 142
4.22氮含量的测定——脉冲加热惰性气体熔融热导法 144
4.22.1方法提要 144
4.22.2试剂 144
4.22.3仪器和材料 144
4.22.4分析步骤 145
4.23氧和氢的测定 146
4.23.1脉冲加热惰性气体熔融红外吸收法测定氧含量 146
4.23.2脉冲加热惰性气体熔融热导法（或红外法）测定氢含量 148
4.24铟和铊含量的测定——电感耦合等离子体质谱法 150
4.24.1方法提要 150
4.24.2试剂 150
4.24.3仪器与设备 151
4.24.4分析步骤 151
4.24.5结果计算 151
4.25铋和砷含量的测定——氢化物发生-原子荧光光谱法 152
4.25.1方法提要 152
4.25.2试剂 152
4.25.3仪器 152
4.25.4分析步骤 152
4.26硒含量的测定——氢化物发生-原子荧光光谱法 154
4.26.1方法提要 154
4.26.2试剂 154
4.26.3仪器 154
4.26.4分析步骤 154
4.26.5结果计算 155
4.27银含量的测定——石墨炉原子吸收光谱法 156
4.27.1方法提要 156
4.27.2试剂 156
4.27.3仪器与设备 156
4.27.4分析步骤 156
4.27.5结果计算 158
4.28原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、火花放电原子发射光谱法、ICP-AES法、X荧光光谱法等分析方法 158
4.28.1原子吸收光谱法测定锰、镍、铜、钴含量 158
4.28.2火焰原子吸收光谱法测定钒量 160
4.28.3氢化物发生-原子荧光光谱法测定锑含量 161
4.28.4火花放电原子发射光谱法测定碳素钢、低合金钢、铸铁及不锈钢中多元素含量 163
4.28.5电感耦合等离子体发射光谱法测定低合金钢中多元素含量 168
4.28.6电感耦合等离子体原子发射光谱法测定生铸铁中多元素含量 172
4.28.7电感耦合等离子体原子发射光谱法测定不锈钢中多元素含量 173
4.28.8 X射线荧光光谱法测定钢铁中多元素含量 175
4.28.9钢铁及合金总铝和总硼含量的测定——微波消解-电感耦合等离子体质谱法 178
4.28.10辉光放电原子发射光谱法测定低合金钢中多元素的含量 180
参考文献 183
5 分析进展 185
5.1我国钢铁分析近况 185
5.1.1钢铁化学分析方法概述 186
5.1.2评论 190
5.2国外钢铁分析近况 190
5.2.1 20年来国外发表的钢铁分析文献综述 190
5.2.2钢铁分析方法标准 190
5.2.3原子光谱分析法 191
5.2.4分子光谱分析法 196
5.2.5电化学分析法 198
5.2.6中子活化法 200
5.2.7质谱分析法 200
5.2.8色谱分析法 201
5.2.9评论 201
参考文献 201
6 钢材质量的一般要求 215
6.1钢材的力学性能要求 215
6.1.1强度和塑性 215
6.1.2硬度的要求 217
6.1.3冲击韧性的要求 217
6.2钢材的工艺性能要求 218
6.2.1冷态成型性 218
6.2.2焊接性 220
6.2.3铸造性 221
6.2.4可锻性 221
6.2.5切削加工性 222
6.2.6热处理工艺性 223
6.3钢材的组织表征要求 225
6.3.1低倍组织 225
6.3.2微观组织 231
参考文献 236
7 钢材力学性能试验 237
7.1拉伸试验 237
7.1.1拉伸试验原理及拉伸力学性能的测定 237
7.1.2拉伸试验试样要求 243
7.2压缩试验 246
7.2.1压缩试验的工程应用及特点 246
7.2.2压缩试验时的力学分析 247
7.2.3压缩试样 248
7.2.4试验设备 248
7.2.5试验条件 248
7.2.6性能测定 249
7.2.7试验结果处理 252
7.2.8试验报告 252
7.3硬度试验 253
7.3.1布氏硬度试验 253
7.3.2洛氏硬度试验 258
7.3.3维氏硬度试验 264
7.4冲击试验 269
7.4.1夏比摆锤冲击试验原理 269
7.4.2夏比冲击试样与试验设备 270
7.4.3常温冲击试验 273
7.4.4低温冲击试验 275
参考文献 276
8 钢材工艺性能试验 277
8.1金属弯曲试验 277
8.1.1试样 278
8.1.2试验设备 280
8.1.3试验程序 281
8.1.4试验报告 282
8.2反复弯曲试验 282
8.2.1试样 282
8.2.2试验设备 282
8.2.3试验程序 284
8.2.4试验报告 285
8.3金属杯突试验 285
8.3.1试样 285
8.3.2试验设备 285
8.3.3试验程序 286
8.3.4试验报告 287
8.4金属顶锻试验 287
8.4.1试样 287
8.4.2试验设备 287
8.4.3试验程序 287
8.4.4试验报告 288
8.5管材工艺试验 288
8.5.1金属管弯曲试验 288
8.5.2金属管压扁试验 289
8.5.3金属管扩口试验 290
8.5.4金属管卷边试验 291
参考文献 293
9 金相检验 294
9.1低倍组织检验 294
9.1.1样品的制备 294
9.1.2酸蚀试验 295
9.2非金属夹杂物检验 299
9.2.1非金属夹杂物的形成 299
9.2.2样品的截取和制备 299
9.2.3非金属夹杂物显微测定及评定 300
9.2.4非金属夹杂物检验中应注意的问题 302
9.3晶粒度检验 304
9.3.1标准的使用范围及使用概述 304
9.3.2试样的选取及制备（晶粒显示） 305
9.3.3晶粒度的测定方法 307
9.3.4晶粒度测定过程中应注意的技术问题 310
9.4显微组织 311
参考文献 312
10 分析结果测量不确定度及评定 313
10.1测量的基本术语及其概念 313
10.1.1测量结果 313
10.1.2测量准确度 313
10.1.3接受参照值 314
10.1.4精密度 314
10.1.5重复性 314
10.1.6重复性限 314
10.1.7再现性 314
10.1.8再现性限 315
10.1.9测量误差 315
10.1.10允许差 315
10.1.11修正值 315
10.1.12溯源性 315
10.1.13有证标准物质/标准样品 316
10.1.14校准与检定 316
10.2测量不确定度 316
10.2.1测量不确定度的定义 316
10.2.2测量误差与测量不确定度 317
10.2.3分析测试中常见的不确定度因素 318
10.3不确定度的名称和定义 319
10.4测量不确定度评定的基本程序 320
10.4.1测量方法概述 320
10.4.2建立数学模型 320
10.4.3测量不确定度来源的识别 320
10.4.4标准不确定度的评定 321
10.5测量不确定度评定应用实例 328
10.5.1钼蓝光度法测定钼铁中磷量的不确定度评定 328
10.5.2维氏硬度测量不确定度评定 333
参考文献 335