钢铁化学成分分析中允许偏差的研究

路丽丽 刘亚敏 王浩

摘要：钢材在我国的各行各业中的应用非常广泛，这就对于钢材的质量提出了更高的要求，我国针对钢材化学成分的分析以及允许偏差制定了相应的规范标准。我国在进行钢材化学成分分析的时候会分为两种情况，一是熔炼分析，二是成品分析，而且这两种分析方法之间有着一定的差值，如果熔炼分析的值在允许范围内的时候，成品分析值就有可能会过大，这种现象就会对其误差值制定一个允许偏差，这就是我们所说的钢材化学成分分析中的允许偏差。

关键词：钢铁化学成分;分析;允许偏差

1钢材化学分析中的允许偏差

钢材中的化学成分分析有：熔炼成分检测和化学成品检測。在钢水浇注过程中采用球拍试样，通过风动送样系统到实验室，实验室接到试样，对样品进行制备，满足检测后进行检测分析，分析结果表示同一炉或同一个钢包中钢水的平均化学成分，叫做熔炼成分检测。通过在加工完成以后的成品钢材上取样进行检测，叫做成品检测。由于钢水在结晶过程中会产生偏析或元素的不均匀分布，所以，成品检测的值有时与熔炼检测的值不一致，就出现了成品化学分析的允许偏差。GB/T6992015《优质碳素结构钢》中规定的钢的化学成分就是针对熔炼成分检测而言。新标准中熔炼检测被成品检测所替代，熔炼检测试样不正确导致分析结果不可靠和在未取得熔炼检测试样的时候，可以使用成品化学分析，但是要求成品检测分析的结果要符合熔炼成分规定。

2国外标准的一些相关情况

国外标准规定的情况作简要说明：

（1）美标：在钢类或品种标准的综合标准中将成品成分偏差纳入，或在各标准中分别规定。

（2）德标：分别在各标准中规定成品成分允许偏差，未统一。

（3）前苏联标：在各标准中分别做出规定，不按元素的不同含量分类，没有统一性。

（4）日标：JISG0321是日本专用的标准，共有四个成品成分允许偏差表，不锈耐热钢的成分偏差是根据成分元素含量范围分档规定其大小;中低合金钢成分偏差是根据除了元素含量范围分档规定以外，还增加了按钢材截面积大小分档的规定，截面愈大，要求愈宽;碳素钢则两种情况都存在。偏差值的规定有四种：①根据化学元素的含量范围进行分类规定;②按化学元素的含量范围分类，增加钢材的截面大小分类规定;③按钢材的重量、大小分类做出规定;④不管元素含量和钢材截面大小怎么样，一个元素规定一个偏差。第一和第二种两种情况比较科学。

3钢材化学成分分析允许偏差应用分析

我们根据大量的实践经验进行总结，下面就对钢材化学成分分析的允许偏差进行分析，具体包括以下几个方面。

3.1允许偏差规定变化

随着生产技术水平的不断提高，钢材化学成分分析的允许偏差值也随之发生了变化，相关的规定也会根据外界环境的变化以及生产实际需求的变化做出修订。新标准规定对允许偏差值进行了不同程度的修改。主要体现在元素化学成分分档与允许偏差值发生变化，其中非合金钢与低合金钢中C、P、Ti等元素允许偏差规定有了变化，而对合金钢中允许偏差的规定变化比较大，其中对C、Mn、Si、Ni、Cr等元素允许偏差都存在较大的变化。而对于不锈钢与耐热钢等允许偏差规定变化比较小，只对少数元素规定发生了变化。从整体上来看，无论是针对哪种钢材的允许偏差值进行改变，修改后允许偏差值都要小于修改前数。

3.2成品分析取样原则

对钢铁成品的取样需要按照相关的标准，主要遵循代表性取样原则。通常来讲，在选取样品时，应该查看所选取的样品是否是同一个熔炉内的，如果不是需要按照相应的号码进行标记。取样位置尽量选择在钢材的横截面位置，如果没有横截面，那么需要对钢材外表面的垂直中心位置进行取样，对于大型的钢材则需要选择钢坯轴心的位置。通过合理的取样过程就能够避免因为不同位置的化学元素对检测结果的影响，减少了取样检测的误差。此外，由于取样的时候可能会对操作人员的安全造成威胁，所以必须做好个人的防护工作，同时也应该保证设备以及检测仪器的安全。我国相关的检测标准已经对操作人员的安全问题进行了详细的规定，生产单位需要给人员提供相应的检测服装，避免在取样以及检测的过程中给人员造成身体上的损害，根据实际情况选择是否采取呼吸方面的防护措施。总之，检测的整个过程都应该严格地按照国家规定进行。

此外，在做完化学成分分析之后，可能会引起质量上的纠纷问题，为了公平起见，就需要仲裁试验。检测部门应该提供化学成分分析结果的相关依据，并且整个检测的过程都需要由参与检测的双方共同来完成，在制作的过程中使用到的检测器具必须经过双方检查确认之后才能使用，而且对于检测的试样需要一起封存，每一步骤的检测结果都需要双方认可之后才能进行下一步计算，同时一起把检测试样封存起来。检测完成之后，把试样以及检测设备都交给第三方负责人来保存。这些都体现出了新标准中仲裁公平性原则。

3.3准确使用化学成分允许偏差表

在新出台的规定中已经提出了钢材化学成分检测分析的允许偏差，在具体检测的过程中应该尽量保证测试结果的误差值在这个范围内。在使用的时候需要注意以下几方面。第一，针对同一种类钢材的化学成分分析的允许值只能参考同一个表，不能多个表混合参考。第二，尽量保证钢材化学成分分析所得的值接近允许偏差值范围的上限，这样能够减少误差值给试验造成的不良影响。例如某一优质碳素钢成品分析碳含量检测值为0.52%，显示检验结果为合格，应确定此项化学成分在优质碳素钢中规定的最小范围，经验证后得出碳含量单位为0.42～0.50%，证明此钢材含碳量已经超出最大范围，判断结果不能成立。但是在查找对应允许偏差表后，得到规定化学成分范围≤0.50%优质碳素钢上偏差为0.01%，则此材料碳含量0.52%>0.50%+0.01%，不符合标准。但是在实际检验过程中，存在部分检验人员，在检测出碳含量为0.52%后，就以此数值来查表，而0.52%>0.50%，按照此数值对应的允许偏差为0.02%，最终得出此钢材碳含量为0.52%=0.50%+0.02%符合标准要求结论，影响材料检验结果的准确性。

结束语

在对钢材化学成分进行具体分析的时候，有熔炼分析和成品分析两种方法，但是这两种方法的分析值会出现偏差，比如当熔炼分析值在允许范围内的时候，成品分析值就会偏大，这就造成了在进行钢材化学成分分析时的允许偏差出现。在进行钢材化学成分的实际检测过程中，应针对钢材实验的实际情况对其中的允许偏差进行有效的分析，而且相关人员还应在进行钢材化学成分分析的过程中，严格按照相关的规定和规范进行操作，这样才能保证对钢材化学成分分析中允许偏差的精准性和科学性。通

参考文献

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