バナジウム窒素合金は、マイクロアロイド鋼の製造に使用される新しいタイプの合金材料であり、フェロバナジウムの代替として生産コストを効果的に削減できます。鋼に窒化バナジウムを添加すると、強度、靭性、延性、耐熱疲労性などの総合的な機械的特性が向上するとともに、良好な溶接性も得られます。したがって、窒素含有量の正確な測定は、生産現場でのバナジウム窒素合金の適用において非常に重要です。
1 サンプルの準備
サンプルの採取および調製は、「鉄合金化学分析用サンプルの採取および調製方法」（イギリス/T 4010-2015）に従って行います。サンプルの粒径は0.125 んん（120メッシュ）未満とします。
必要な質量のサンプルを計量し、ニッケルカプセルまたは錫カプセルに入れます。サンプルのこぼれを防ぐため、カプセルの開口部を細いペンチでしっかりと閉じます。次に、カプセルを平らな状態に保ちながら、カプセルの底に向かって軽く押し、空気を抜きます。カプセルの密閉端を細いペンチで少し内側に折り込み、カプセルの底までできるだけ折り目を増やします。これは、カプセルの容積を減らし、機器のサンプルポートへのスムーズな装填を可能にし、詰まりを防ぐためです。
2 試験機器および試薬
試験装置: ペニー-X2 ONH 酸素‐窒素‐水素分析装置、電子天秤 (感度 0.0001 g)、グラファイトるつぼ、ニッケルカプセル、スズカプセル、ニッケルバスケット、スズ顆粒。
試験試薬: 二酸化炭素₂吸収剤、無水過塩素酸マグネシウム、酸化銅、銅線、石英ウール、シリコングリース。
3 測定原理
パルス加熱不活性ガス融解熱伝導法は、鋼および鉄中の窒素を全範囲にわたって測定するのに適しています。EMGA-830酸素・窒素・水素分析装置は、鋼、鉄、合金サンプル中のO、N、H含有量を迅速に測定し、個別に測定することなく同時に結果を出力します。
サンプル中の酸素と窒素は、不活性ガス保護下で高温溶融により抽出されます。パルス電極炉の上部電極と下部電極間に低電圧・高電流を印加することで、グラファイトるつぼ内のサンプルを加熱します。サンプル中の酸素はグラファイトるつぼ内の炭素と反応してCOを生成します。酸素濃度に応じて、非分散型赤外線検出器（NDIR）によってCOまたはCO₂（COは高温の酸化銅酸化剤によってCO₂に酸化されます）として検出されます。サンプル中の窒素は、熱伝導率検出器（TCD）によって検出されます。
検出されたガスは、その濃度に対応する信号に変換されます。最終的な測定結果は、信号の整流、フィルタリング、増幅、積分計算によって得られます。
