莱氏体钢共晶碳化物不均匀度金相检验新方法
金相检验操作指导书
金相检验操作指导书
一、范围：
本指书规范了全公司金相检验工作
二、职责和权限：
负责进厂原材料的低倍检验及各种黑色金属及有色金属材料的金相检验及生产过程中成品及半成品的金相检验
三、工作流程：
1、金相检验任务主要来源于工艺要求及生产过程中工件出现问题时需做的金相检验。
由各单位质检员按要求填写理化检验委托单，主要内容包括试样名称、产品型号、图号、检验执行标准、检验项目等。
2、理化室根据理化检验委托单编制理化检验序列号，并进行登记。
3、理化室根据检验项目要求按标准进行检验。
4、理化室根据检验结果开据金相检验报告单并注明检验结论，审核后加盖检验印章一式三份，一份存档备查，另两份转给委托单位质检员。
四、执行标准：
1、金相检验报告
2、金相记录。
金相二级试题及答案
金相检验二级人员考核复习题一.是非题1 明场照明时应用环形光栏，暗场照明时应用圆形光栏。
（）2 自然光通过尼科尔棱镜或人造偏振片后，就可获得偏振光。
（）3 正相衬也称明衬，负相衬也称暗衬。
（）4 在正交偏振光下观察透明球状夹杂物时，可看到黑十字和等色环。
（）5 低碳钢淬火后组织一定是位错马氏体。
（）6 马氏体是硬而脆的组织。
（）7 钢中马氏体是一种含碳的过饱和固溶体。
（）8 钢的含碳量越高，马氏体转变温度也越高。
（）9 钢的奥氏体晶粒度级别越低，板条马氏体的领域越小或片状马氏体越细。
（）10 贝氏体是由铁素体和碳化物所组成的非层片状混合物组织。
（）11 上贝氏体和下贝氏体的浮突特征是相同的。
（）12 上贝氏体是一种强韧化比下贝氏体更好的组织。
（）13 贝氏体相变过程中，既有碳的扩散，又有铁和合金元素的扩散。
（）14 钢中的贝氏体组织只能在等温冷却时形成。
（）15 淬火碳钢在200～300℃时回火，其残余奥氏体可能转变为回火屈氏体或上贝氏体。
（）16 淬火钢在回火过程中机械性能变化的总趋势是回火温度升高，硬度、强度下降，塑性、韧性提高。
（）17 二次硬化的根本原因是由于残余奥氏体在回火时产生二次淬火。
（）18 θ-Fe3C是亚稳相，ε-Fe3C是稳定相。
（）19 回火稳定是由于合金元素改变碳化物形成温度，并且高温回火时形成的特殊碳化物延迟α相的回复和再结晶，因而使硬度、强度仍保持很高水平。
（）20 评定球铁的球化程度，石墨的面积率愈接近1时，该石墨愈接近球状。
（）21 可锻铸铁中的团絮状石墨是从液体中直接析出而得到的。
（）22 获得可锻铸铁的必要条件是铸造成白口件，而后进行石墨化退火。
（）23 球化不良的特征是除少量的球状石墨外，尚有少量的厚片状石墨存在。
（）24 通常球铁的磷共晶含量应控制在2%以下。
（）25 耐磨铸铁的渗碳体含量应控制在5%以下。
（）26 冷作模具钢要求具有高的强度、高的硬度和耐磨性、以及足够的韧性，是因为它工作时要受高的压力、剧烈的摩擦力和高的冲击力。
Cr12MoV的原材料检验
Cr12MoV 原材料检验对进厂原材料、锻造毛坯，应检查共晶碳化物的不均匀度。
对退火毛坯有时还检查网状二次碳化物和球化质量。
锻造毛坯一般还要进行球化退火处理。
球化退火组织是共晶碳化物＋点状及细粒状珠光体，硬度为207～255HB 。
一、共晶碳化物不均匀度的检查在钢材上截取10～12mm 厚度的横向试片，沿直径切开，淬火－回火后在纵向切面上制样抛磨，采用硝酸酒精溶液浸蚀，放大100倍下在1／4直径处检查纵向碳化物的不均匀程度。
根据GB/T 1299－2000《合金工具钢技术条件》规定并按GB/T 14979－94《钢的共晶碳化物不均匀度评定法》标准第四级别图评定碳化物不均匀度的级别。
其合格级别应符合下表规定：●一般交货按第Ⅱ组级别验收，根据双方协议也可按第Ⅰ组供应。
扁钢共晶碳化物不均匀度合格级别，按供需双方协议钢材表面经轧制后碳化物分布比较均匀，钢材中心部位轧制变形量小，碳化物分布最不均匀，取1／4直径处观察，可以获得比较中肯的结论。
取淬火－回火试样检查，是因为只有最终热处理后的共晶碳化物才对工件服役情况有影响。
标准中合格级别订得较松，往往不能保证使用质量。
合理的锻造以后，碳化物不均匀度一般可以改善1～2级，有时仍不能保证工件使用质量。
共晶碳化物的大小，对工模具使用寿命有着严重影响。
JB/T 7713－95《高碳高合金钢制冷作模具显微组织检验》中，对钢中大块共晶碳化物的块度制定了严格的评定方法。
标准根据碳化物颗粒大小、数量多少、分为5级，在放大500倍下选取碳化物最严重处进行检查，各级别的碳化物最大尺寸见下表：大块碳化物最大尺寸通常模具钢的碳化物级别不得大于3级。
二、二次碳化物网状的检查高碳高铬莱氏体钢一般不经常形成二次碳化物网络。
因为钢材中共晶碳化物较多，过饱和奥氏体冷却时析出的的碳可就近依附在共晶碳化物上析出。
当碳化物块度较大，或比较集中堆集时，二次碳化物就可能在共晶碳化物稀疏或没有共晶碳化物的区域形成。
Cr12MoV的原材料检验
Cr12MoV原材料检验对进厂原材料、锻造毛坯，应检查共晶碳化物的不均匀度。
对退火毛坯有时还检查网状二次碳化物和球化质量。
锻造毛坯一般还要进行球化退火处理。
球化退火组织是共晶碳化物＋点状及细粒状珠光体，硬度为207～255HB。
一、共晶碳化物不均匀度的检查在钢材上截取10～12mm厚度的横向试片，沿直径切开，淬火－回火后在纵向切面上制样抛磨，采用硝酸酒精溶液浸蚀，放大100倍下在1／4直径处检查纵向碳化物的不均匀程度。
根据GB/T 1299－2000《合金工具钢技术条件》规定并按GB/T 14979－94《钢的共晶碳化物不均匀度评定法》标准第四级别图评定碳化物不均匀度的级别。
其合格级别应符合下表规定：●一般交货按第Ⅱ组级别验收，根据双方协议也可按第Ⅰ组供应。
扁钢共晶碳化物不均匀度合格级别，按供需双方协议钢材表面经轧制后碳化物分布比较均匀，钢材中心部位轧制变形量小，碳化物分布最不均匀，取1／4直径处观察，可以获得比较中肯的结论。
取淬火－回火试样检查，是因为只有最终热处理后的共晶碳化物才对工件服役情况有影响。
标准中合格级别订得较松，往往不能保证使用质量。
合理的锻造以后，碳化物不均匀度一般可以改善1～2级，有时仍不能保证工件使用质量。
共晶碳化物的大小，对工模具使用寿命有着严重影响。
JB/T 7713－95《高碳高合金钢制冷作模具显微组织检验》中，对钢中大块共晶碳化物的块度制定了严格的评定方法。
标准根据碳化物颗粒大小、数量多少、分为5级，在放大500倍下选取碳化物最严重处进行检查，各级别的碳化物最大尺寸见下表：大块碳化物最大尺寸通常模具钢的碳化物级别不得大于3级。
二、二次碳化物网状的检查高碳高铬莱氏体钢一般不经常形成二次碳化物网络。
因为钢材中共晶碳化物较多，过饱和奥氏体冷却时析出的的碳可就近依附在共晶碳化物上析出。
当碳化物块度较大，或比较集中堆集时，二次碳化物就可能在共晶碳化物稀疏或没有共晶碳化物的区域形成。
改善Cr12钢不均匀性碳化物分布的热处理工艺研究_邹安全
450 1835 2010 13. 0 16. 0 56. 0 58. 0
500 1790 1935 7. 0 11. 0 54. 5 57. 0
注 :A 组为普通退火 , B 组为等温球化退火。
由表 3 可见 , 400 ℃回 火与 200 ～ 320 ℃回火 工艺比较 , σbb 基本相当 , H RC 稍有降低 , 但冲击 韧性成倍提高 。
为改善 Cr12 钢中的碳化物不均匀性 , 人们对 C r12 钢浇铸工艺参数的优化和热加工工艺参数 的优化作了大量的试验研究 。 本试验在严格控制 C r12 钢锻造工艺的基础上 , 对 Cr12 钢锻件进行 特定温度球化退火 , 获得了如图 2 所示的明显效 果 , 经特定温度等温球化退火的 Cr12 钢显微组织 为均匀分布的球状珠光体基体和在基体上均匀分 布的颗粒合金碳化物及大量弥散分布的细颗粒合 金碳化物 。这种高度弥散分布的细颗粒合金碳化 物为淬火加热的成核核心 , 在淬火加热过程中两 段特定温度充分预热 , 可进一步使经特定温度等 温球化退火获得高度弥散分布的小颗粒合金碳化 物更加细化和均匀 , 大大改善了 Cr12 钢中碳化 物的形态与分布 。两段特定温度预热的第二级预 热还可以使相变在较 低温度下发生 以减小热应 力 , 同时也缩短了高温加热时间以减小模具在淬 火时的变形[ 3] 。
0 引言
Cr12 钢是一种应用广泛的冷作模具钢 , 具有高 硬度 、高强度 、高耐磨性和淬火变形小等优点 , 属高 碳高铬类莱氏体钢 。由于 Cr12 钢铸态时存在鱼骨 状共晶碳化物 , 这种状态随着钢锭凝固速度的减慢 和锭型尺寸的增大而加剧 , 虽然在锻轧过程中共晶 碳化物被破碎 , 但钢中还是存在碳化物分布不均匀 或纤维方向性的现象 , 导致钢材的各向异性 。由于 Cr12 钢韧性较差 , 易脆裂 , 严重影响 Cr12 钢制模具 的使用寿命 , 因此改善 Cr12 钢中碳化物的分布是提 高模具质量的重要途径 。 本文通过对 Cr12 钢热处 理工艺的试验研究以改善 Cr12 钢的碳化物形态与 分布 , 达到提高 Cr12 钢冷作模具使用寿命的目的 。
金相制样的几点技巧和常见问题的解决方法
金相制样的几点技巧和常见问题的解决方法【摘要】金相制样是金相分析中的一项重要步骤，通过金相制样可以观察和分析材料的显微组织结构，为材料性能提供重要参考依据。
在金相制样过程中，需要掌握一些技巧，如样品切割时保持平整、充分脱脂和抛光等。
常见问题包括样品准备不当、显微组织不清晰、试样不符合要求以及制样过程中的安全问题，这些问题可以通过正确的操作和技巧来解决。
金相制样的重要性再次强调，强调技巧和解决方法的综合运用对于获取准确的金相分析结果至关重要。
通过不断的实践和总结经验，不断提高金相制样的水平，可以更好地服务于材料分析工作。
【关键词】金相制样、技巧、常见问题、样品准备、显微组织、金相试样、安全问题、重要性、结论、综合运用1. 引言1.1 什么是金相制样金相制样是金相学中的一项重要实验技术，主要用于观察材料的微观组织结构和性能。
金相制样的过程包括样品的切割、粗磨、细磨、抛光和腐蚀等步骤，最终制备出透明、平整、无砂眼和气孔的金相试样。
通过金相制样，可以清晰地观察材料的组织结构、晶粒大小、晶界、孔隙等细微特征，为进一步的金相分析和材料性能测试提供依据。
金相制样不仅对材料学研究具有重要的意义，也在金属材料制造、质量控制和故障分析等领域有着广泛的应用。
在金相制样过程中，样品的准备和处理是至关重要的，任何一步操作失误都可能导致试样的质量不符合要求。
高质量的金相制样技术和经验，对于确保测试结果的准确性和可靠性都是至关重要的。
通过正确使用金相制样的技巧和方法，可以有效地避免常见问题的发生，提高样品的质量和制备效率。
1.2 金相制样的重要性金相制样是金相显微镜观察和分析金属材料显微组织结构的重要手段。
通过金相制样，可以制备出能够显示材料内部组织结构的金相试样，为进一步的金相显微镜观察提供必要条件。
金相制样的重要性主要体现在以下几个方面：2. 分析材料的组织和性能：金相试样的制备直接影响到最终的金相显微镜观察结果。
只有制备出高质量的金相试样，才能准确地分析材料的组织结构、晶粒大小、相分布等信息，为材料性能的评价提供依据。
碳化物不均匀性的形成原因及消除方法
碳化物不均匀性的形成原因及消除方法高碳钢及高碳合金钢中的碳化物常常表现出不均匀性，这种不均匀性主要表现为碳化物液析、碳化物带状和碳化物网状。
1 碳化物液析碳化物液析是液相中碳及合金元素富集而产生的亚稳工晶莱氏体。
热加工时，碳化物液析被破碎成不规则的碎块，沿压延方向呈链状或条状分布，如图1所示。
图1 轴承钢中的碳化物液析 100X碳化物液析是由于熔炼时钢液过热、浇注温度偏高、钢锭冷却太慢，以及铬元素降低碳在奥氏体中的最大固溶度的综合结果。
一般认为碳化物液析属于三角晶系碳化物，硬度极高，它的存在会使轴承零件在热处理过程中产生淬火裂纹；在使用过程中因表皮碳化物的剥落而降低耐磨性，处于内部的液析碳化物会导致疲劳裂纹的产生而降低疲劳寿命。
2 碳化物带状碳化物带状是钢液在凝固过程中形成的结晶偏析（晶间偏析），造成碳高低浓度不同的偏析带。
轧制延伸后，在冷却过程中从高浓度区域析出大量过剩的二次碳化物，从而形成黑白（高低碳）相间的碳化物条带组织，如图2所示。
图2 W18Cr4V钢中的带状碳化物 100X在钢锭或铸坯的最后凝固区富集着大量的合金元素即硫、磷等杂质，是非金属夹杂物和碳化物最为聚集的区域。
冷却过程中碳化物析出的总量和分布状态，主要取决于原始偏析程度。
随着碳化物带状偏析的加剧，热处理的裂纹敏感性增强，高低碳带之间的显微硬度差增大，影响接触疲劳寿命。
带状碳化物可根据GB/T 1299《合金工具钢》评定。
3 碳化物网状碳化物网状是在过共析钢中沿奥氏体晶粒边界析出的呈网络状分布的过剩二次碳化物，它与钢的化学成分和偏析程度有关，和碳化物液析、碳化物带状不均匀性一样是影响零件使用寿命的因素。
碳化物网状可根据GB/T 1298《碳素工具钢》评定。
图3 钢中的网状二次碳化物 400X图3所示为T12钢完全退火的显微组织，图中深色片层状是珠光体，其周围的白色网状是二次渗碳体。
综上所述，高碳钢和高碳高合金钢中的碳化物不均匀性，实质上是钢液在冷却过程中宏观和微观偏析的结果，三者之中以碳化物液析最为有害。
共晶碳化物不均匀度国标1299
共晶碳化物不均匀度国标12991. 共晶碳化物不均匀度的定义和重要性共晶碳化物不均匀度是指在钢铁材料中，共晶碳化物的尺寸和分布不均匀的情况。
共晶碳化物是指在铁素体矩阵中形成的碳化物，其形状多为棒状或带状。
在钢铁材料中，共晶碳化物不均匀度对材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等都有重要影响。
国标1299是对共晶碳化物不均匀度进行评定的标准，通过对材料中的共晶碳化物进行测量和分析，可以得出共晶碳化物不均匀度的评定结果，对材料的质量进行准确的评定。
2. 共晶碳化物不均匀度的影响共晶碳化物不均匀度会对材料的性能产生重要影响。
共晶碳化物的尺寸和分布不均匀会影响材料的强度和韧性。
当共晶碳化物尺寸过大或分布不均匀时，会导致材料的屈服强度和韧性下降，从而影响材料的使用寿命和安全性。
共晶碳化物不均匀度还会影响材料的耐磨性能和耐腐蚀性能。
共晶碳化物的分布不均匀会导致材料表面的硬度和耐磨性出现不一致的情况，从而影响材料在实际使用中的耐磨性能。
共晶碳化物不均匀度还可能导致材料的腐蚀性能不稳定，降低材料的使用寿命。
3. 对国标1299的解读和应用国标1299对共晶碳化物不均匀度的评定方法包括金相显微镜观察和显微硬度测试。
通过金相显微镜观察材料的金相组织，得到共晶碳化物的尺寸和分布情况。
通过显微硬度测试对共晶碳化物进行硬度测试，得到材料中共晶碳化物的硬度分布情况。
通过这些评定方法，可以全面、准确地评定材料中共晶碳化物的不均匀度，为材料的质量提供可靠的评定依据。
4. 个人观点和总结在实际生产中，共晶碳化物不均匀度是一个重要的质量指标，对材料的性能和使用寿命都有重要影响。
在生产中需要严格按照国标1299对共晶碳化物不均匀度进行评定，及时发现和解决共晶碳化物不均匀度不合格的问题。
也需要加强对共晶碳化物不均匀度的研究，积极寻求改善和优化的方法，提高材料的质量和性能。
共晶碳化物不均匀度国标1299是针对材料中共晶碳化物不均匀度进行评定的重要标准，对材料的质量和应用具有重要意义，需要在实际生产中得到充分的重视和应用。
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然 而 ， 氏 体 钢 共 晶 碳 化 物 不 均 匀 度 的 金 莱
相 检 验 通 常 是 在 淬 回火 状 态 下 进 行 ， 样 就 要 这 消 耗 大 量 的 电力 和 时 间 ， 使 试 样 脱 Ｃ 氧 化 比 并 较严重 ， 备 试 样 也 比较 困难 ， 时 、 力 、 制 费 费 费 物 ， 此 ， 从 检 验 莱 氏 体 钢 共 晶 碳 化 物 不 均 匀 为 我 度 的 基 本 原 理 出发 ， 过 实 验 研 究 ， 找 新 的 浸 通 寻 蚀 剂 ， 功 发 现 直 接 在 交 货 状 态— — 退 火 态 下 成 检 验 莱 氏体 钢 共 晶碳 化 物 不 均 匀 度 的 方 法 。
联 系人 ： 之伟 刘 工程 师
蚀 是一个 电化学 腐蚀过 程 ， 由于 各 相 电 化 学 行 为 的 差异 而 产 生 的 选 择 性 腐 蚀 是 清 晰 显 示 各 相
显 微 组织 的 前 提 。 众 所 周 知 ， 定 性 高 的试 样 稳
电 话 ： ０ １ ）６ １ ６ （ ８ ６ ３ ４ １９
前 述 方 法进 行 评 级 ， 评 级结 果 记 录 于表 ２ 将 。 ３ 结 果 讨 论 ３ １ 金 相 试 剂 的选 择 ： 相 合 金 金 相 试 样 的 浸 ． 多
２ 试 验 条 件 ， 法 及 内容 方
２ １ 试 验 用 材 料 ． 选取 我 厂 正 常 生 产 的 Ｃ ｌ Ｍｏ Ｖ１ ｒ２ ｌ 。 ２ ２ 试 样 状 态 及 热 处 理 ． 除特 殊 说 明 外 ， 有 试 样 均 为退 火 态 ， 火 所 淬 试 样 系指 ８ Ｏ ２ ℃预 热 ，０ ０ 加 热 保 温 １ ｍｉ １ １℃ ０ ｎ～ ２ ｍｉ 冷 ，０ ｏ ０ ｎ空 ２ ０Ｃ回火 。
一
维普资讯
２０ ０ ２年第 １ 期
《 特钢技术 》
・６ ・ ｌ
莱 氏 体 钢 共 晶 碳 化 物 不 均 匀 度 金 相 检 验 新 方 法
刘之 伟
川 投长 钢股 份有 限 公 司第 四钢 厂技 质科
摘
要
在检 验 莱 氏体钢共 晶磷 化 物 不均 匀度 时， 经过 淬 回 火处 理 ， 退 火 状 态 下 可对 其 直接 加 以 浸蚀 进 不 在
检 项 目之 一 。
考虑 到 寻 找 合 适 的 金 相 浸 蚀 剂 ， 们 选 择 我
了 ５种 浸 蚀 剂 对 退 火 态 的 Ｃ ｌ Ｍｏ Ｖｌ进 行 深 ｒ２ ｌ
腐 蚀 ， 蚀 剂 配 方 ， 蚀 时 间 及 效 果 见 表 ｌ 由 浸 浸 ，
表 ｌ可 以看 出 ， 有 Ｈ Ｏ 采 Ｎ 溶 液 可 以 清 晰 地 显
中 具 有 比一 般 中 低 合 金 更 高 的 稳 定 性 ， 了 提 为
共 晶 碳 化 物 不 清 晰 ， 蔽 不 好 隐 碳化物较清晰． 细小碳 化物隐蔽不好 共晶碳 化 物 清晰 、 细 小碳化 物 隐 蔽 良 好、 村度 好
２Hale Waihona Puke １ ０％ ＨＮ０３一Ｃ２ ＯＨ Ｈ￣ １ ０ｍｌ ＨＣｌ ３ ＨＮ０３ 一 ｍｌ １ ０ Ｃ２ ＯＨ ０ ｍＩ Ｈ５
共 晶碳 化 物 退火 浸蚀
行 检验 ， 通过 机理 分 析与 实验证 明此方 法切 实可行 。
关 键 词 莱 氏 体
言
２ ＿ 之 组 合
物
各 种 形 态 的 菜 氏 体 共 晶碳 化 物 ， 钢 中 的 在 分 布是 极 不 均 匀 的 ， 过 锻 轧 等 压 加 工 后 ， 氏 经 莱 体 组 织 受 到 一 定 程 度 的 破 坏 ， 使 共 晶 碳 化 物 致 呈 明 显 堆 集 的 带 状 或 鱼 骨 状 ， 种 不 均 匀 分 布 这 对 莱 氏体 钢 的 工 艺性 能 和 使 用 性 能 有 极 大 的 影 响 ， 此 用 以表 示 钢 中 “ 化 物 不 均 匀 度 ” 直 因 碳 一 是 考 核 莱 氏 体 钢 的 冶 金 质 量 的 重 要 指 标 ， 必 是
示 。Ｃ ｌ Ｍｏ Ｖｌ的 退 火 状 态 下 共 晶 碳 化 物 的 ｒ２ ｌ
不 均 匀 分 布 状 况 ， 钢 中 的 细 小 的 二 次 碳 化 物 而 和 共 析 碳 化 物 因 电学 腐 蚀 而 被 隐 蔽 。 Ｈ ＮＯ ～ Ｈ２ 溶 液 优 于 ＨＮ ３ Ｃ Ｈ５ Ｈ 溶 液 ， 然 对 于 ０ Ｏ一 ２ Ｏ 当 不 同 的钢 种 ， 蚀 时 间 的长 短 是 需 要 注 意 的 ， 浸 由 于 莱 氏体 钢 种 类 繁 多 ， 此 不 一 一 叙 述 ， 验 时 在 检
２４ 检 验 试 场 的 选 取 ．
’
试 样 未 经 淬 回火 前 ， 制 成 金 相 样 品 ， 圆 先 在
试 样 直 径 或 方 试 样 对 角 线 １ ４处 ， 验 纵 向 的 ／ 检
共 晶 碳 化 物 不 均 性 ， 行 评 级 后 ， 作 过 碳 化 物 进 将 不 均 匀 度 检 验 的 交 货 态 进 行 淬 回 火 处 理 ， 按 并
四 川 江 油 （２ ７ ５ Ｉ １ｌＩ 长 钢 股 份 有 限 公 司 第 四 钢 厂 ６ １ １ ） ￣ １Ｊ 投 １ Ｉ
维普资讯
・
６ ・ ２
《 特钢技术》
２０ 年第 １ ０２ 期
需 要 采 用 浸 蚀 能 力 强 即 电 化 学 电位 高 的浸 蚀 剂
表 １ 浸 蚀剂 的 选择
编 号
１
才 能 显 示 出 组 织 ， 稳 定 性 低 的 试 样 则 需 选 用 而
效 果
材 料 配 方
４％ ＨＮ０３一Ｃ２ ＯＨ Ｈ￣
状态
２ｒ ｉ ａｎ
电 位低 的 浸 蚀 剂 ； 般 而 言 ， 氏体 钢 的 稳 定 性 一 莱 较高 ， 用 浸 蚀 剂 ２—４ Ｈ Ｏ３ Ｃ Ｈ５ Ｈ 溶 液 常 ％ Ｎ 一 ２ Ｏ