金属材料五大元素成分是什么怎么分析检测

金属材料中的五大元素一般指钢材中的五大元素包括：碳，硫，磷，锰，硅。也有八大元素包括：碳，硫，磷，锰，硅，铁，氮，氧。

五大元素或八大元素在钢材中的作用：

1，碳-钢铁中Zui基本的成分。它是主要区分钢或铁的主要依据，含碳量大于1.7%是铁，低于1.7%的称为钢，在生产过程中，碳影响着铸件的机械力学性能。在铸造中碳会促进石墨化，减小白口倾向，即减少渗碳体、珠光体、三元磷共晶，增加铁素体，降低硬度改善加工性能；碳促进镁吸收率的提高；改善球化，以达到预期效果；碳能改善流动性，增加凝固时的体积膨胀；碳提高吸振性，减摩性，导热性。但碳含量过高引起石墨漂浮，恶化力学性能，过低又易产生缩孔松缩等缺陷。对不同质量要求的铸件，合理选配碳含量一般是提高铸件质量的一种途径，例如：灰铁含碳量大多在2.6%～3.6%，球墨铸铁在3.5%～3.9%。碳对中锰球墨铸铁的力学性能影响不明显，一般碳量高于3.9%时易出现石墨漂浮，影响铸铁质量，碳低于3.0%时，不利于石墨化故一般控制碳量在3.0%～3.8%为宜。

2，硫-钢铁中的一种杂质，属有害元素。在铸造中，硫元素与Mn、Mg等其他元素亲和力强，产生稳定的碳化物，阻碍石墨化，消耗铁液中的球化元素，形成MgS、MnS等残渣，由于硫的消耗作用使有效的残留球化元素含量过低则降低球化，还促进形成夹渣，皮下气孔等缺陷。由于硫降低球化率，加快球化衰退以及形成夹渣等使力学性能下降或不稳定。硫元素应除去，应该含量低。在普通灰铁中，硫含量一般在0.02%～0.15%，在球墨铸铁中S≤0.02%，有时可视情况而定。

3，磷-钢铁中有害元素，被作为杂质对待。磷往往是影响铸件力学性能，尤其使韧性和致密性降低，是造成铸件开裂的主要原因。因为磷在铸件中溶解度很低。如P<0.05%时，固溶于铁，对球墨铸件力学性能没有明显的不良影响。在铸铁中磷是一个容易偏析的元素，当铸件中磷含量达到0.05%时，已有可能形成磷共晶，对大多数铸件来说，磷共晶会增加铸件脆性，严重恶化了力学性能。例如：在球墨铸铁中，磷量由0.04%～0.05%提高到0.2%，抗拉强度由800Mpa～850Mpa，降低到650Mpa～700Mpa，伸长率由3.5%～4%下降到1.5%～2.0%。磷应限制含量zuihao在0.04%以下。磷能提高硬度，改善耐磨性，在某些耐磨铸铁中，要加入磷，其目的是利用磷共晶的耐磨性。

4，锰-是钢铁重要元素之一，适量的锰，有助于生成纹理结构，增加坚固性和强度及耐磨性。锰和硫一样都是稳定的化合物，是阻碍石墨化的元素，当与硫共存时，锰与硫的亲和力较大，会结合成MnS等化合物，在适当温度时，不仅无阻碍石墨化作用，还能中和硫，起着除硫作用。锰达到一定量时，能使铸件强度高、硬度高、密度高、耐磨等优点，此时硅量也相应提高。锰易在共晶团边界产生偏析，铸态下易生成碳化物，增加锰量，会恶化力学性能。锰的含量一般应低。锰能稳定奥氏体，促使形成奥氏体基体时，可成为弱磁性球墨铸铁，具有良好抗磨性。锰固溶于奥氏体中，与铁形成置换式固溶体，并且，由于锰比铁对碳具有更强的亲和力，它组织碳从固溶体中扩散和析出，起到了稳定和扩大奥氏体区的作用。

5，硅-是钢铁中的有益元素，它和碳元素一样，能促进石墨化，以孕育剂的方式添加的硅作用更明显。对于铸态球墨铸件，增加含硅量有双重作用，一方面它使渗碳体、珠光体、三元磷共晶减少，铁素体增加，降低强度和硬度，改善铸件塑性；另一方面硅固溶强化铁素体，使屈服点和硬度提高；硅改善铸造流动性，增大凝固时体积膨胀；硅能改善耐热、耐蚀性。增加硅量，特别是孕育硅量，能够显著的控制碳化物的数量，硅是抑制中锰球墨铸铁白口倾向的强力元素。硅在一定范围内，有利于强度和韧性的提高，但使抗磨性能有所降低。故要取合适的量。一般情况下，灰铸件硅含量在1.2%～3.0%，球墨铸件中硅在2.0%～3.0%。

6，铁-是钢材中的基体元素也是主要元素，钢是铁与其余元素的合金。

7，氮-能使钢材强化，但显著降低钢材塑性、韧性、可焊性和冷弯性能，增加时效倾向和冷脆性。一般要求含量小于0.008%。

8，氧-有害元素。引起热脆。一般要求含量小于0.05%

钢材实际上是一种以碳、硅、锰、硫、磷等元素为基础十分复杂的化学过程。其中碳、硅是Zui基本的成分，锰含量一般较低时影响不大，硫、磷常被看做是杂质，常加以限制。其中每一个元素对铸铁的品质、凝固结晶、组织和性能均有一定的影响和作用。这就要求铸造者在铸造过程中应对五大元素进行合理配比，它是提高铸件质量的一条途径。

钢材中元素检测方法：

1，碳硫两个元素Zui经济实惠的检测方式就是碳硫分析仪或高频红外碳硫分析仪。

2，氧氮这两个元素可以用氧氮分析仪检测。

3，钢材中五大元素一般用化学法或全谱火花直读光谱仪来分析，由于直读光谱仪在金属冶炼，铸造等领域分析速度快，数据jingque，稳定性好大多数工厂实验室都用直读光谱仪做金属材料成分分析，不仅能分析钢材中的五大元素，能分析除五大元素外的其他合金元素如：铬，镍，铜，硼等等