GB_T 43899-2024 生铁 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法).docx

ICS77.100CCSH11OB中华人民共和国国家标准GB/T438992024生铁多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）PigironDeterminationofmulti-elementcontents一SparkdischargeatomicemissionSpectrometricmethod(Routinemethod)2024-04-25发布2024-11-01实施国家市场监督管理总局给本国家标准化管理委员会发布本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国生铁及铁合金标准化技术委员会(SAeTrC318)归口。本文件起草单位：石家庄创谱科技有限公司、河北科技工程职业技术大学、福建三钢闽光股份有限公司、青岛德泓谨信科技有限公司、天津市特种设备监督检验技术研究院、河北河钢材料技术研究院有限公司、河北创谱金属材料试验发展有限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司、天津津一仪器仪表有限公司、冶金工业信息标准研究院。本文件主要起草人：张增坤、刘鹏、齐增生、李磊、黄云华、牛卫飞、苏正飞、伍玉根、姜斌、孙晓飞、齐兵、刘洁、李志杰、黄小宇、刘金凤、卢春生、文雌婷。生铁多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）警告一使用本文件的人员应有正规实驶室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围本文件规定了采用火花放电原子发射光谱法测定白口化生铁中碳、硅、钵、磷、硫、辂、银、铝、钢、铜、钛、铝、硼、神、银、鸨、钻、铅、锡、锹钮、锌和错共23种元素含量的方法。本文件适用于生铁化学成分的常规分析，各元素的测定范围见表1。表1各元索的测定范围元素测定范围（质量分数）/%C2.。4.5Si0.24.5Mn0.052.5P0.0151.3S0.005-0.25Cr0.01-2.8Ni0.014.5Mo0.011.0V0.011.5Cu0.012.0Ti0.005-0.5Al0.011.0B0.001-0.4As0.005-0.1Nb0.005-0.1W0.010.9Co0.010.3Pb0.0037.04Sn0.006-0.4Sb0.005-0.35Bi0.002-0.03Zn0.001-0.05Zr0.005-0.0452规范性引用文件卜.列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注Fl期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6379.1测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第1部分：总则与定义GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法GB/T6379.6测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第6部分：准确度值的实际应用GB/T14203火花放电原子发射光谱分析法通则GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法GB/T22554基于标准样品的线性校准YB/T4144建立和控制原子发射光谱化学分析曲线规则YB/T4997光谱化学分析中的校验和质量控制图的使用规则3术语和定义GB/T6379.1和GB/T14203界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1seriescertifiedreferencematerials用于日常分析中绘制校准曲线的一组有证标准样品。其元素含量呈合理的梯度分布，并覆盖被分析材料中元素含量的分析范围。同一元素含量绘制校准曲线构成良好线性关系的有效点不少于4点。3.2标准化样品standardizationsample校正光谱仪状态变化造成光强值偏离初始值的标准样品。每个元素含量一般由高低两点组成，分别位于校准曲线的上部和下部附近。3.3类型标准化样品typestandardizationsample与被分析材料相同类型的有证标准样品。用于校准元素含量真值与校准曲线测定值之间的偏倚。类型标准化样品一般为单点校准，特殊情况可采用两点校准。3.4验证样品validationsample验证一次校准或校正后测量程序的可靠性，也可用于测量程序长期稳定性的监控。验证样品可以是被分析材料的类型标准化样品，也可以是被分析材料关注元素含量范围内均匀性良好的自制样品。1.2 Jg三将制备好的生铁块状样品在火花光源的作用下与对电极之间发生放电，在高温和惰性气氛中产生等离子体。被测元素的原子被激发时，电子在原子内不同能级间跃迁，当由高能级向低能级跃迁时产生特征谱线，测量选定的分析元素和内标元素特征谱线的光谱强度。根据样品中被测元素谱线强度（或强度比）与含量的关系，通过校准曲线计算被测元素的含量。5仪器与设备5.1 激发光源激发光源应是一个稳定的高能预火花激发光源。5.2 火花宣火花室是为使用氧气而专门设计的，火花室直接装在分光计上，有一个氮气冲洗火花架，以放置平面样品和棒状对电极。火花室的氨气气路应能置换分析间隙和聚光镜（或石英窗）之间光路中的空气，并为分析间隙提供氧气气氛。5.3 叙气系统氧气系统主要包括氨气容器、两级压力调节器、气体流量计和能够按照分析条件自动改变氨气流量的时序控制部分。氨气的纯度及流量对生铁样品分析测量值有很大的影响，应保证氧气的纯度不小于99.999%,否则应使用敏气净化装置或液态氮，且火花室内氨气的压力和流量应保持恒定。5.4 对电极不同型号的设备使用不同的对电极。一般使用直径为4mm8mm,长30mm150mm,顶端加工成90°或120°的圆锥型铝棒或银棒，其纯度应大于99册也可使用直径为Imm的平头锯针电极。每个实验室根据具体情况确定更换对电极的时间。一般分光计的一级光谱线色散的倒数应小于06nmmm,焦距为0.35m1.0m,波长范围为165.0nm410.Onm,分光计的真空度应在3Pa以下工作，或充高纯惰性气体（该气体不吸收波长小于170nm谱线，且纯度不低于99.999%）。5.6海光系统测光系统应包括接收信号的光电转换检测器、能存储每一个输出电信号的积分电容器、直接或间接记录积分器上电压或频率的测量单元和为所需要的时序而提供的必要的开关电路装置6取样和制样6.1取样取样应保证试样完全白口化且均匀、无物理缺陷。取样模具取样前型腔保持干净，并保持15（C220C的模具温度，避免样品表面因热应力被拉裂,现场铁水取制样和面包铁取制样应按GB/T20066的规定执行。对于高碳高硅生铁（比如铸造生铁等），取样模具的取样厚度为6mm8mm,长度和宽度应在25mm50mm之间。6.2制样从模具取出的试样，采用砂轮机、砂纸磨盘、砂带研磨机研磨或其他制样设备（如铳床等）加工。研磨材料有氧化铝、氧化错和碳化硅等，研磨材料的粒度直径应选用0.25mm0.50mm（60目35目）。制出的样品应保证平整、洁净且纹路清晰一致。标准样品和分析样品应在同一条件下研磨，不得过热。由于生铁白口化样品硬度高，制样时建议采用两次研磨方式，先用粒度较大的研磨材料进行粗磨以除去表面氧化皮和夹杂物，再用粒度较小的研磨材料精磨以达到分析测试要求。注：选择的研磨材料可能对相关痕量元素带来影响。7仪器的准备7.1 仪器的存放光谱仪应按仪器厂家推荐的要求，放置在防震、无尘的实验室中，通常室内温度保持在1530,相对湿度应小于80%。在同一个标准化周期内，室内温度变化不超过5。7.2为保证仪器的稳定性，电源电压变化应小于±10%,频率变化小于±2%,保证交流电源为正弦波。根据仪器使用要求，配备专用地线，地线对地电阻不超过3Q。7.3 激发光源为使激发光源电器部分工作稳定，开始工作前应使其有适当的通电时间。用电压调节器或稳压器设备将供电电压调整到仪器所要求的数值。7.4 对电极对电极需定期清理、更换并用极距规调整分析间隙的距离，使其保持正常工作状态。7.5 光学系统聚光镜或石英隔离窗应定期清洗，以降低表面污染造成的光强的降低。定期描迹来校正入射狭缝位置，从而保证入射狭缝、分光元件及出射狭缝在光路的相对正确位置。7.6 雁畿停机后，重新开机，一般应保证足够的通电时间，使测光系统工作稳定。通过制作预燃曲线选择分析元素的适当预燃时间。积分时间是以分析精度为基础进行实验确定的。8校准8.1 校准曲线法在所选定的工作条件下，激发系列标准样品，每个样品至少激发3次，绘制分析元素的谱线光强（或光强比）与含量（或含量比）的关系曲线作为校准曲线。使用该校准曲线，测量样品中的元素含量。推荐每条曲线系列标准样品的数量不低于回归测量系数个数的两倍。如果成分范围超过一个数量级或者几个系列标准样品成分接近，推荐使用更多的系列标准样品，尽可能在每个数量级之间至少等梯度加入3个系列标准样品。8.2 持久曲线法绘制校准曲线是一项复杂的技术工作，使用标准样品多、技术含量高、耗费时间长。为尽量少绘制校准曲线，火花放电原子发射光谱法采用了持久曲线法。当由于光谱仪器状态和环境的变化导致谱线强度值发生漂移时，可通过标准化样品对谱线强度值的漂移进行标准化校正，使修正后的元素强度值恢复到最初建立校准曲线时的强度值。光谱仪的标准化校正，通常只有当已知由于维护原因（是指清洗光学元件、安装新组件之类的情况）造成分析系统改变时，或者当验证样品表明必要时才执行。根据YB/T4144的规定，一次标准化完成后，需要用验证样品进行两次以上的验证。8.3 类型标准化法如果分析样品与绘制校准曲线的标准样品存在冶炼工艺过程和组织结构的差异，可能使分析样品结果与真实含量之间出现偏倚。为避免这种差异造成的影响，可使用与分析样品的化学成分、冶金过程、组织结构相同或相近的有证标准样品作为类型标准化样品，校准分析样品的分析结果。利用标准样品绘制的校准曲线，在相同的工作条件下，同时测定类型标准化样品与分析样品，然后利用类型标准化样品标准值与其分析结果之间的比值或差值，对分析样品的分析结果进行校准评估。根据光谱仪软件的类型标准化程序进行操作，也可进行人工计算。具体内容可参见GB/T22554的规定。9分析条件和分析步骤9.1 分析条件本文件推荐的分析条件见表2,分析线与内标线列入表3中。表2分析条件项目内容分析间隙31111-611m氧气流量冲洗：31.min151./min测量：2.51./min-101./min静态：01.minl1./min冲洗时间Os3s预燃时间5s20积分时间2s20放电形式预燃期间高能放电，积分期间低能放电«3推荐的内标线和分析线元素波长nm可能的干扰元素Fe187.7（内标线）271.4（内标线）273.0（内标线）287.2（内标线）C165.81193.09CrAkMo、Co、Cr.W、Mn.NiSi181.69212.41251.61288.16Ti、V、MoC、NbTisV、Mo,MnMo、Cr.W.Al