您是否需要检查碳钢中(zhōng)的硼？

   日期：2019-10-22

硼是一种具(jù)有(yǒu)巨大影响的轻量元素。作(zuò)為(wèi)人體(tǐ)必需的矿物(wù)质(zhì)，硼被添加至许多(duō)材料中(zhōng)以改变其特性。在这篇文(wén)章中(zhōng)，我们研究了碳钢中(zhōng)硼所产(chǎn)生的影响，硼的存在可(kě)能(néng)是把双刃剑。

硼所带来的益处

向钢中(zhōng)添加硼主要对其淬硬性有(yǒu)益，微量硼可(kě)提高钢的硬度。根据钢的类型及碳含量，低至3ppm的硼就能(néng)产(chǎn)生影响。虽然也可(kě)向钢中(zhōng)添加其他(tā)物(wù)质(zhì)以改变其特性，但在其他(tā)元素上使用(yòng)硼可(kě)以在相对较低的回火温度下提高钢的特性，有(yǒu)助于降低能(néng)源成本。与具(jù)有(yǒu)相似硬度的钢相比，硼的另一个好处是其可(kě)提供更好的可(kě)加工(gōng)性。

这些特性意味着含硼碳钢可(kě)用(yòng)于满足基础钢的大多(duō)数特性（如耐磨性），但淬硬性过低。在这种情况下，选用(yòng)硼比选用(yòng)其它合金的成本更低。硼钢的主要用(yòng)途之一為(wèi)汽車(chē)行业，尤其是在欧洲市场。安(ān)全杆、内柱及仪表板均使用(yòng)了含硼钢。

硼所导致的问题

正如我们先前所言，微量硼会产(chǎn)生影响。当硼含量增加或者当钢用(yòng)于承重结构时，就会出现问题。如果硼含量过多(duō)，硼会从钢中(zhōng)分(fēn)离出来并沉淀在晶界上，从而降低淬硬性、降低韧性并导致脆化。此外，其也可(kě)能(néng)导致焊接问题。由于硼的熔点较低，因此其会在冷却时聚集在焊缝中(zhōng)心并导致偏析裂纹。

焊接问题、弹性降低和大型结构的潜在变形可(kě)能(néng)导致桥梁、建筑物(wù)及钻井平台倒塌。因此，已制定法规明确规定特定类型钢中(zhōng)硼的含量。例如，在欧盟，低合金结构钢的硼含量不得超过8ppm，而对于某些应用(yòng)，硼含量可(kě)降至5ppm。

由此可(kě)知，在某些情况下，硼是必需的，而在某些情况下，硼是不允许存在的。问题在于，不一定会在原钢合格证书上公(gōng)布硼的情况。如果硼钢用(yòng)于错误的应用(yòng)中(zhōng)，简单的材料混合可(kě)能(néng)会产(chǎn)生可(kě)怕后果。如今复杂的供应链更有(yǒu)可(kě)能(néng)促使硼成為(wèi)错误材料。

极安(ān)全的解决方案是自己检查所采購(gòu)的碳钢。

钢中(zhōng)的硼含量分(fēn)析

过去，一直较难分(fēn)析硼。其含量很(hěn)少，难以检测，且必须依靠破坏性技(jì )术来打磨和溶解样品。直读光谱仪（OES）是一种相对简单的技(jì )术，它允许您直接测量钢而无需做出大量准备工(gōng)作(zuò)或使用(yòng)刺激性强的化學(xué)物(wù)质(zhì)。需要做的准备工(gōng)作(zuò)是在测量前确保样品表面完全平整。

日立分(fēn)析仪器推出的FOUNDRY-MASTER Pro2是一款OES光谱仪，非常适合测量碳钢中(zhōng)的硼。新(xīn)型检测器技(jì )术可(kě)為(wèi)硼提供1ppm的检出限，确保采購(gòu)的钢符合应用(yòng)所需的牌号。其还能(néng)够测量低合金和比较低碳钢中(zhōng)的氮和其他(tā)痕量元素，其功能(néng)齐全，只有(yǒu)一台仪器便可(kě)满足各项检测需求。