钢铁（Ron and Steel）是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及少量的其他元素所组成的合金，它是工程技术中最重要、也是最主要的，用量最大的金属材料。

1. 分类方法及类别

钢铁几种常见的类别，如图1所示：

图1 钢铁分类方法

总的来说，钢材分类方法有很多，我国钢号表示方法的分类主要是生铁、碳素结构钢、低合金结构钢、优质碳素结构钢、易切削钢、合金结构钢、弹簧钢、工具钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、焊接用钢、冷轧电工钢、电磁纯铁、原料纯铁、高电阻电热合金及有关专用钢。

2. 检测设备及方法

2.1 SEM（扫描电子显微镜）-EDS（X射线能谱仪）

快速且便捷的定性半定量元素分析方法，不需要进行溶解等前处理，由于配有扫描电镜，一般适合进行微区分析，因此对于样品整体的检测结果准确性不够。可检测元素周期表中碳（C）到铀（U）之间的元素，此方法主要用于表面分析、微区分析及一些简单的材料筛选等。

图2 元素周期表

2.2 X射线荧光光谱仪（XRF）

X射线荧光光谱仪（XRF）是一种非破坏性的分析技术，同上述的SEM-EDS，都为定性半定量分析。通过测量材料中被激发的X射线来确定样品的成分。从元素周期表序号来说，XRF主要可以检测锂（Li）到铀（U）之间的元素，分析速度快、对多种材料的适用性高，但灵敏度较低，主要用于表面分析、微区分析及一些简单的材料筛选等。

图3 X射线荧光光谱仪（XRF）

2.3 电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）+碳硫分析仪和/或氧氮氢分析仪

ICP是一种高灵敏度的分析技术，是将试样以硝酸-盐酸溶解并稀释至一定的容积后，将试样溶液喷入等离子体焰中，并以此做光源，在等离子体光谱仪相应元素波长处，测量其光强度，从标准曲线上确定其含量。

图4 电感耦合等离子体发射光谱仪

碳硫分析仪：检测碳是在氧气流中燃烧将碳转化成一氧化碳和/或二氧化碳，利用氧气流中二氧化碳和一氧化碳的红外吸收光谱进行测量。而硫是在在氧气流中燃烧将硫转化成二氧化硫，利用氧气流中二氧化硫的红外吸收光谱进行测量。

图4 碳硫分析仪

氧氮氢分析仪：检测氧通常通过气体的燃烧反应来测定氧气含量，根据燃烧前后氧气浓度的变化计算出氧含量。而氮和氢是通过化学反应转化为其他物质，在检测这些转化物的浓度变化来确定其含量。

图5 氧氮氢分析仪

ICP检测范围类似于上述XRF，可检测元素周期表中锂（Li）到铀（U）之间的元素。可多元素同时检测，准确性高，检出限低，分析速度快，选择性好，试样消耗少，但需要通过前处理将样品消解成溶液的形式才能进样测试，是元素分析常用的分析技术。

2.4 固定式金属分析光谱仪（火花直读）

固定式金属分析光谱仪是将制备好的块状样品作为一个电极，用光源发生器使样品与对电极之间激发发光，并将该光束引入分光计，通过色散元件将光束色散后，对选定的内标线和分析线的强度进行测量。根据标准样品制作的校准曲线，求出分析样品中待测元素的含量。

此方法可检测元素周期表中序号大于钠（Na）的元素，只需要取样一小部分（约1~10mg），不会对整体样品造成破坏，准确性、灵敏度高，多元素同时检测，分析速度快，也是常用的元素分析技术。

图6 固定式金属分析光谱仪（火花直读）

3. 客户检测结果示例

图7 钢铁304牌号结果示例

相关标准：

[1] EPA 6010C-2007 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）

[2] SN/T 2718-2010 不锈钢化学成分测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

[3] GB/T 20125-2006 低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

[4] JIS G1258-2-2007 铁及钢—ICP发光光谱分析方法

[5] GB/T 20123-2006 钢铁 总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规方法）

[6] GB/T 14265-2017 金属材料中氢、氧、氮、碳和硫分析方法通则

[7] GB/T 11170-2008 不锈钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法（常规法）

[8] GB/T 4336-2016 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法（常规法）

[9] GB/T 14203-1993 钢铁及合金光电发射光谱分析方法通则

[10] GB/T 211-2008 钢铁产品牌号表示方法