氧氮氢（ONH）测试介绍
主要用于测定黑色金属、有色金属、超导材料、半导体材料、稀土材料、陶瓷材料等中氧、氮、氢元素的含量。当金属材料中氧、氮、氢元素较高时会削弱其热或冷加工性能、延展性、韧性、疲劳强度、机械加工性能、材料功能等等，造成多孔性脆化、氢脆等问题。因此企业在材料研发、应用过程中高度关注金属材料中氧、氮、氢元素含量，是材料研究、质量控制不可或缺的分析工具。
氧氮氢（ONH）在金属材料中危害
氧的危害： 氧和氢一样，都会对钢的机械性能产生不良影响。不仅是氧的浓度，而且含氧的夹杂物的多少、类型及其分布等也有很重要的影响。这类夹杂物是指金属氧化物、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物。炼钢需要脱氧，因为凝固期间，溶液中氧和碳反应会生成一氧化碳，可以造成气泡。另外，冷却时氧可以作为FeO、MnO以及其他氧化夹杂物从溶液中析出，从而削弱其热加工或冷加工性，以及延展性、韧性、疲劳强度和钢的机械加工性能。氧与氮和碳还能引起老化或者硬度在室温下自发的增加。对于铸铁，当铸块正凝固时，氧化物与碳可以发生反应，因此造成产品的孔隙和产品的脆化。
氮的危害： 氮不能一概而论的归结为有害气体元素，因为有些特种钢是有目的的加入氮。 所有的钢均含有氮，其存在量取决于钢的生产方法，合金元素的种类、数量及其加入方式，钢的浇铸方法，以及是否有目的的加入氮。有些牌号的不锈钢，适当增加N的含量，可以减少Cr的使用量，Cr相对很贵，此方法可以有效降低成本。
氢的危害： 当钢中氢含量大于2ppm时，氢在所谓“鳞片剥落”现象中起重要作用。在滚轧和锻造后的冷却过程中出现内裂和断裂现象时，这种剥落现象一般更加明显，而且在大的断面或者高碳钢中更经常发现这种现象。由于内应力的存在，这种缺陷会造成发动机使用过程中大转子发生崩裂。铸铁中氢大于2ppm时，容易出现孔隙或一般的多孔性，这种氢造成的多孔性将造成铁的脆化。“氢脆”主要出现在马氏体钢中，在铁氧体钢中不十分突出，而在奥氏体钢中实际上尚不清楚。另外，氢脆一般与硬度和含碳量一起增加。钢铁中氧氮氢的存在形式。
氧的存在形式： 氧是以化合态和游离态共存的，一般游离态很少，主要是以Fe2O3 、Fe3O4、FeO以及金属氧化物夹杂、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物的形式存在，仪器测试总氧含量，一般用T[O]表示。
氮的存在形式： 钢中一部分氮是呈金属氮化物或者碳氮化物的形态；如今特种合金钢中所加入的大多数元素，在适当条件下能形成氮化物。这些元素包括锰、铝、硼、铬、钒、钼、钛、钨、铌、钽、锆、硅和稀土等。考虑到许多氮化物形成元素具有几种简单的或者复杂的氮化物，此时钢中可能会形成多达70多种氮化物。另一部分的氮是以氮原子的形式固溶在钢中。极少数情况下，氮以分子形式夹杂于气泡中或者吸附在钢的表面。
氢的存在形式： 钢中氢是以氢原子的形式存在的，在高温时，两个氢原子很容易就形成一个氢分子。氢原子很活泼，自然放置状态就会形成氢分子缓慢释放。
氧氮氢（ONH）在金属材料中来源
氧的来源： 氧在各种炼钢炉冶炼终点时都以一定量存在钢水中，氧是生产过程中供给的，因为炼钢过程中首先是氧化过程,脱[P]、脱[S]、脱[Si]、脱[C]都需要向铁水供氧。但随着炼钢过程的进行，尽管工艺千变万化，可是炼钢炉内熔池中钢液的[C]、[O]的关系却有共同的规律性。即随着[C]的逐步降低，[O]却在逐步增高，[C]和[O]有着相互对应的平衡关系。
氮的来源： 氮气在炉气中的分压力很高，大气中氮的分压力大体保持在7.8×104Pa，因此钢中的氮主要是钢水裸露过程中吸入并溶解的。电炉炼钢，包括二次精炼的电弧加热，加速了气体的解离，故[N]含量偏高；平炉冶炼时间长增加了氮含量；转炉复吹控制不当，氮氩切换不及时也会增加氮的含量；铁合金、废钢铁和渣料中的氮也会随炉料带入钢水。
氢的来源： 氢气在炉气中的分压力很低，大气中氢的分压力为0.053Pa。因此钢中的氢主要由炉气中的水蒸汽的分压力来决定的。氢进入钢液的主要途径是：通过废钢表面的铁锈（xFeO·yFe3O4 ·2H2O）；铁合金中的氢气；增碳剂、脱氧剂、覆盖剂、保温剂、遭渣剂（Ca(OH)2）、沥青和焦油中的水份；未烤干的钢包、中间包、中注管；钢锭模的喷涂料；结晶器渗水以及大气中的水份与钢水或炉渣作用而进入钢中。
氧的测定： 生产现场基本上都在使用红外测氧仪测定氧含量。样品由进样器掉进
光谱纯石墨坩埚中，样品在高温坩埚中熔化，样品中的氧与热坩埚表面的碳起反应，
绝大部分生成一氧化碳，极微量生成二氧化碳。由气泵将气体送入催化剂炉子，CO转
换为CO2，然后通过红外池检测CO2，经过电脑处理换算成氧的含量。
氮和氢的测定： 氮和氢均以分子形态被提取，一般都用热导池检测。有个别仪器，氢的检测是先把氢转换成水蒸汽，用红外检测池检测水蒸汽的浓度，达到检测氢的目的。
氧氮氢（ONH）相关测试标准
ASTM E1019-2018钢、铁、镍和钴合金中碳、硫、氮、氧含量测定的标准试验方法
GB/T 223.82-2018钢铁 氢含量的测定 惰性气体熔融-热导或红外法
GB/T 20124-2006钢铁 氮含量的测定 惰性气体熔融热导法(常规方法)
GB/T 20975.30-2019铝及铝合金化学分析方法 第30部分：氢含量的测定 加热提取热导法
GB/T 5121.8-2024铜及铜合金化学分析方法 第8部分：氧、氮、氢含量的测定
YS/T 539.13-2009镍基合金粉化学分析方法 第13部分：氧量的测定 脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法
GB/T 4698.7-2011海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 氧量、氮量的测定
GB/T 4698.15-2011海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 氢量的测定
GB/T 4702.17-2016金属铬 氧、氮、氢含量的测定 惰性气体熔融红外吸收法和热导法
GB/T 15076.14-2008钽铌化学分析方法 氧量的测定
YS/T 281.20-2011钴化学分析方法 第20部分：氧量的测定 脉冲-红外吸收法
GB/T 4324.25-2012钨化学分析方法 第25部分：氧量的测定 脉冲加热惰气熔融-红外吸收法
YB/T 4908.4-2021钒铝合金 氢含量的测定 惰性气体熔融红外吸收法或热导法
YS/T 540.7-2018钒化学分析方法 第7部分：氧量的测定 惰气熔融红外吸收法
YS/T 1525-2022镍铂合金化学分析方法 氧和氮含量测定 脉冲-红外吸收法和热导检测法
YS/T 1563.7-2022钼铼合金化学分析方法 第7部分：氢含量的测定 惰性气体熔融-红外吸收法和热导法
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