2023生鐵多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）

生鐵多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）PAGEPAGE11PAGEPAGE10生鐵多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）范圍本文件規(guī)定了生鐵中碳、錳、硅、磷、硫、鉻、鎳、鉬、釩、銅、鈦、鋁、硼、砷、鈮、鎢、鈷、鉛、錫、銻、鉍、鋅和鋯元素含量的火花放電原子發(fā)射光譜分析方法。本方法適用于煉鋼生鐵、鑄造生鐵、球墨鑄鐵用生鐵、含釩生鐵、高純生鐵等白口化樣品的分析。231。表1各元素測定范圍元素測定范圍/%C2.0～4.50Si0.10～4.30Mn0.05～2.50P0.01～1.30S0.005～0.25Cr0.02～2.80Ni0.006～4.50Mo0.001～1.00V0.01～1.20Cu0.01～2.20Ti0.01～0.50Al0.002～1.20B0.001～0.40As0.002～0.100Nb0.003～0.100W0.01～0.90Co0.01～0.30Pb0.002～0.050Sn0.003～0.45Sb0.01～0.40Bi0.002～0.030Zn0.001～0.050Zr0.001～0.030規(guī)范性引用文件（不包括勘誤的內(nèi)容GB/T6379.1測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第1部分：總則與定義GB/T6379.2測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法GB/T20066鋼和鐵化學(xué)成分測定用試樣的取樣和制樣方法方法原理（或強(qiáng)度比)與濃度的關(guān)系，通過校準(zhǔn)曲線計(jì)算被測元素的含量。儀器火花放電原子發(fā)射光譜儀主要由以下單元組成。激發(fā)光源激發(fā)光源應(yīng)是一個穩(wěn)定的高能預(yù)火花激發(fā)光源。火花室氬氣系統(tǒng)對電極4mm?8mm30°?120°的圓99%1mm分光計(jì)0.6nm/mm0.35m?1.0m165.0nm?425.03Pa(170nm99.999%)。測光系統(tǒng)取樣和樣品制備取樣模具GB/T××××—202×取樣應(yīng)保證樣品為白口化且均勻、無物理缺陷。取樣模具取樣前型腔保持干凈，并保持150℃～220℃的模具溫度，避免樣品表面因熱應(yīng)力被拉裂?，F(xiàn)場鐵水取制樣應(yīng)按GB/T20066的規(guī)定執(zhí)行。對于高碳高硅生鐵，比如鑄造生鐵，取樣模具的取樣厚度為4～6mm，長度和寬度不小于32mm。制樣從模具取出的樣品，采用砂輪機(jī)、砂紙磨盤或砂帶研磨機(jī)研磨，研磨材料有氧化鋁、氧化鋯和碳化0.30mm～0.71mm（50目～25目標(biāo)準(zhǔn)樣品和分析樣品應(yīng)在同一條件下研磨，不得過熱。注1：選擇的研磨材料可能對相關(guān)痕量元素帶來影響?；ず蛫A雜物，再用粒度較小的研磨材料精磨以達(dá)到分析測試要求。系列標(biāo)準(zhǔn)樣品、標(biāo)準(zhǔn)化樣品和類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品系列標(biāo)準(zhǔn)樣品5個以上的水平。分析元素的含量必須有準(zhǔn)確定值，并附有較小的不確定度。標(biāo)準(zhǔn)化樣品標(biāo)準(zhǔn)化樣品校正的是儀器漂移引起的光強(qiáng)值的偏離，標(biāo)準(zhǔn)化樣品的低點(diǎn)含量不應(yīng)低于譜線的檢出限，標(biāo)準(zhǔn)化樣品的高點(diǎn)含量不應(yīng)高于譜線的線性區(qū)。類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品儀器的準(zhǔn)備儀器的存放光譜儀應(yīng)按儀器廠家推薦的要求，放置在防震、潔凈的實(shí)驗(yàn)室中，通常室內(nèi)溫度保持在15℃~3080%,5℃。電源為保證儀器的穩(wěn)定性,電源電壓變化應(yīng)小于±10%,頻率變化小于±2%,保證交流電源為正弦波。根據(jù)儀器使用要求,配備專用地線，地線對地電阻不超過3Ω。激發(fā)光源為使激發(fā)光源電器部分工作穩(wěn)定,開始工作前應(yīng)使其有適當(dāng)?shù)耐姇r間。用電壓調(diào)節(jié)器或穩(wěn)壓器設(shè)備將供電電壓調(diào)整到儀器所要求的數(shù)值。對電極對電極需定期清理、更換并用極距規(guī)調(diào)整分析間隙的距離,使其保持正常工作狀態(tài)。光學(xué)系統(tǒng)聚光鏡應(yīng)定期清洗,以降低表面污染造成的光強(qiáng)的降低。定期描跡來校正入射狹縫位置，從而保證入射狹縫、分光原件及出射狹縫在光路的正確位置。測光系統(tǒng)停機(jī)后,重新開機(jī),應(yīng)保證足夠的通電時間,使測光系統(tǒng)工作穩(wěn)定。通過制作預(yù)燃曲線選擇分析元素的適當(dāng)預(yù)燃時間。積分時間是以分析精度為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定的。校準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線法在所選定的工作條件下，激發(fā)系列有證標(biāo)準(zhǔn)樣品，每個樣品至少激發(fā)3次，繪制分析元素的譜線光強(qiáng)(或光強(qiáng)比)與含量(或含量比)的關(guān)系曲線作為校準(zhǔn)曲線。使用該校準(zhǔn)曲線，測量樣品中的元素含量。持久校準(zhǔn)曲線法類型標(biāo)準(zhǔn)化校準(zhǔn)類型標(biāo)準(zhǔn)化又稱為控制樣品法。首先利用標(biāo)準(zhǔn)樣品繪制的校準(zhǔn)曲線，在相同的工作條件下，同時測定類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品與分析樣品，然后利用類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品的分析結(jié)果與其標(biāo)準(zhǔn)值之間的差值，對分析樣品的分析結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。注3：對于分析結(jié)果的類型標(biāo)準(zhǔn)化校準(zhǔn)一般采用單點(diǎn)校準(zhǔn)，在一定條件下可采用兩點(diǎn)校準(zhǔn)，具體內(nèi)容可參見附錄A。分析條件和分析步驟分析條件本標(biāo)準(zhǔn)推薦的分析條件見表2,分析線與內(nèi)標(biāo)線列入表3中。表2分析條件

GB/T××××—202×項(xiàng)目內(nèi)容分析間隙3mm～6mm氬氣流量沖洗：3L/min～15L/min測量：2.5L/min～10L/min靜態(tài)：0L/min～1L/min沖洗時間0s～3s預(yù)燃時間5s～20s積分時間2s～20s放電形式預(yù)燃期間高能放電，積分期間低能放電表3推薦的內(nèi)標(biāo)線和分析線元素波長/nm可能的干擾元素Fe內(nèi)標(biāo)線)內(nèi)標(biāo)線)內(nèi)標(biāo)線)內(nèi)標(biāo)線)C165.81193.09CrAl、Mo、Co、Cr、W、Mn、Ni181.69Ti、V、MoSi212.41251.61C、NbTi、V、Mo、Mn288.16Mo、Cr、W、Al192.12Mn263.80293.30Cr、Si、MoP177.49178.28Cu、MnNiNi、CrAlS180.73Si、Ni、Mn、CrCr206.54267.71Mo、V286.25Si、Ni298.91V、Mo、NiNi218.49Cr、Mn227.70231.60Cr、Mn、Si、MoMo202.03Mn203.84277.53Mn、Ni281.61Mn、V、Si386.41Mn、VV214.09290.88310.22311.07311.67Al、Mn、Cr、TiCr、Mn、NbCu211.20Si、MnCr、Ni、WNb、Si、NiMo212.30224.26327.39337.20Ti190.86324.19334.90337.28Al186.27Si、Cr、V、Mo、NiNi、V、MoCrMnSi、Cr、V、Mo199.05308.21394.40396.15B182.59SMo、Mn、Ni182.64As197.26Cr、W189.04228.81234.98Nb210.94Cu、Ni、VTi、Cr、V、Ni、SiTi、V、Ni、Cr224.20313.10319.50W202.99TiAl、Ni、V、CrTi、Mn209.86220.44400.87Co228.62Cr、Mo、Fe、Nb、Al、WCr、Fe、W、NbFeCr、Fe258.03258.11345.45Pb405.7283.3Sn189.99Cr、Al、Mn317.51326.23Sb206.80217.58259.81Bi306.7GB/T××××—202×206.19Zn213.90334.50179.00Zr339.19343.82Cr、Cu、Mo、Ti、Ni349.62Ni分析步驟7.2～7.6的要求準(zhǔn)備好儀器。分析工作前，先激發(fā)一塊樣品2次～5次，確認(rèn)儀器處于最佳工作狀態(tài)。校準(zhǔn)曲線的繪制：在所選定的工作條件下，激發(fā)一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品，每個樣品至少激發(fā)3次，以每個待測元素相對強(qiáng)度平均值和標(biāo)準(zhǔn)樣品中該元素的濃度值繪制校準(zhǔn)曲線。注3：標(biāo)準(zhǔn)化樣品和驗(yàn)證樣品與系列標(biāo)準(zhǔn)樣品一起激發(fā)，激發(fā)次數(shù)不少于6次，以獲得初始值及標(biāo)準(zhǔn)偏差。定期應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化樣品對儀器進(jìn)行校正，校正的間隔時間取決于儀器的穩(wěn)定性。按9.2.22分析結(jié)果的計(jì)算根據(jù)分析線的相對強(qiáng)度(或絕對強(qiáng)度),從校準(zhǔn)曲線上求出分析元素的含量。將獨(dú)立的重復(fù)結(jié)果之差與表4中的重復(fù)限r(nóng)進(jìn)行比較，使用附錄B中給出的程序執(zhí)行和報出。待測元素的分析結(jié)果，應(yīng)在校準(zhǔn)曲線所用的一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品的含量范圍內(nèi)。精密度按照GB/T6379.2，對得到的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。各元素的含量與試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性限(r)、室內(nèi)再現(xiàn)性限(RW)和再現(xiàn)性限(R)的函數(shù)關(guān)系式匯總于表4。表4 精密度元素水平范圍，%重復(fù)性r/%室內(nèi)再現(xiàn)性RW/%再現(xiàn)性R/%C2.10～4.50lgr=1.1266lgm-1.7005lgRw=0.7799lgm-1.3809lgR=0.4672lgm-0.9518Si0.10～4.30lgr=0.9686lgm-1.5764lgRw=0.9733lgm-1.4924lgR=0.685lgm-0.9788Mn0.05～2.50r=0.012m+0.0034Rw=0.0226m+0.0067R=0.0926m-0.0016P0.015～1.30r=0.0711m-0.0047Rw=0.097m-0.0045lgR=0.9041lgm-0.5709S0.005～0.25r=0.1113m+0.0007lgRw=0.9497lgm-0.9446R=0.1942m+0.0017Cr0.010～2.80r=0.017m-0.0037Rw=0.0214m-0.0016R=0.0698m+0.0016Ni0.005～4.50r=0.0152m+0.0012Rw=0.0239m+0.0026R=0.0652m+0.0125Mo0.001～1.00r=0.0242m+0.0007Rw=0.0322m+0.0025R=0.0365m+0.0101V0.01～1.20lgr=0.8663lgm-1.7317lgRw=0.891lgm-1.2891lgR=0.5626lgm-1.227Cu0.01～2.20r=0.0176m+0.0010Rw=0.0313m+0.0026R=0.1641m-0.0021Ti0.010～0.50lgr=1.3106lgm-9767Rw=0.1112m-0.0037R=0.1127m+0.0058Al0.002～1.20lgr=0.7728lgm-1.4993lgRw=0.7252lgm-1.542lgR=0.7684lgm-0.6367B0.001～0.40r=0.0382m-0.0003Rw=0.0486m-0.0001R=0.5336m-0.0108As0.002～0.100r=0.0509m+0.0001Rw=0.0628m+0.0001R=0.1644m+0.0010Nb0.003～0.100r=0.0259m+0.0006Rw=0.0265m+0.0013R=0.0872m+0.0036元素水平范圍，%重復(fù)性r/%室內(nèi)再現(xiàn)性RW/%再現(xiàn)性R/%W0.01～0.90r=0.0006+0.0223mRw=0.0005+0.0248mR=0.0099+0.0667mCo0.01～0.30r=0.0080m+0.0002Rw=0.0423m-0.0005R=0.0839m+0.0036Pb0.002～0.050r=0.1327m+0.0004Rw=0.1211m+0.0007R=0.1711m+0.0051Sn0.003～0.45r=0.0395m+0.0006Rw=0.083m-0.0012R=0.1742m-0.0009Sb0.01～0.40r=0.0207m+0.0069Rw=0.0473m+0.0035R=0.1918m+0.0078Bi0.002～0.030r=0.1216m+0.0003Rw=0.1374m+0.0004R=0.5132m+0.0010Zn0.001～0.050lgr=1.278lgm-0.3309lgRw=1.2072lgm-0.4844R=0.7865m-0.0052Zr0.001～0.030r=0.0287m+0.0003Rw=0.0221m+0.0008R=0.1376m+0.0009重復(fù)性限（r）、室內(nèi)再現(xiàn)性（Rw）、再現(xiàn)性限（R）按表4的方程求得。（r）5%為前提。在室內(nèi)再現(xiàn)性條件下，獲得的兩次獨(dú)立測量結(jié)果的絕對差值不大于室內(nèi)再現(xiàn)性限（Rw），以大于室內(nèi)再現(xiàn)性限（Rw）的情況不超過5%為前提。（R）5%為前提。試驗(yàn)報告a）實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址b）試驗(yàn)報告的簽發(fā)日期c）本標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)號d）識別試樣必要的細(xì)節(jié)e）分析結(jié)果結(jié)果的編號GB/T××××—202×附錄A（資料性）類型標(biāo)準(zhǔn)化校準(zhǔn)方法概述單點(diǎn)類型標(biāo)準(zhǔn)化校準(zhǔn)方法乘法校準(zhǔn)若不懷疑給定區(qū)間[0，…,M00（0和一個標(biāo)準(zhǔn)樣品。假定做如下假定：a）該方法使用的標(biāo)準(zhǔn)樣品和空白樣的接受值不存在誤差（不對該假定做檢驗(yàn)）；b）校準(zhǔn)函數(shù)在［0,…M]區(qū)間內(nèi)呈線性（不對該假定做檢驗(yàn)）；c）剩余標(biāo)準(zhǔn)差為常數(shù)（不對該假定做檢驗(yàn)）。單點(diǎn)乘法校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件：實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)與測量系統(tǒng)的正常操作條件相同。2校準(zhǔn)函數(shù)的估計(jì)模型該模型類似于常數(shù)剩余方差基本方法，但沒有截距。該模型如下：ykxk

（A.1）式中：x——標(biāo)準(zhǔn)樣品的可接受值；yk——-對標(biāo)準(zhǔn)樣品的第k次測量值以k=1,…，K）；——y與標(biāo)準(zhǔn)樣品測量期望值間的偏離（假定這些偏離相互獨(dú)立，且服從均值0和方差2的正k k態(tài)分布）；β和2——將要通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估計(jì)的兩個參數(shù)。β和的估計(jì)?yx

（A.2）1K12 2? ykyKk1K

...（A.3）1K中y ykKk1K數(shù)據(jù)作圖將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖，見圖A.1。校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中所用標(biāo)準(zhǔn)樣品的測量值從圖A.1校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中所用標(biāo)準(zhǔn)樣品的測量值圖A.1單點(diǎn)乘法校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)示意圖以校準(zhǔn)函數(shù)變換后續(xù)測量值未知量的p次測量得到p個測量值y01,y02,…,y0p。p個測量值的均值y0為：1py0 y0kpk1pp=1yyx*y0

（A.4）0 01

0 ?0xbybxbA.2.1.3中的單點(diǎn)校準(zhǔn)方法并做以下調(diào)整：yb;b ykybxbk；c）的估計(jì)變?yōu)閥y/xxb 的估計(jì)不變;P次（yy…y），其真值的估計(jì)為x*xyy/?。01 02 0p 0 b 0 bGB/T××××—202×采用單點(diǎn)乘法校準(zhǔn)在［0,…,M]區(qū)間內(nèi)，越接近“0”點(diǎn)越可靠，由于假定條件和限制因素較多，更多情況需要對這些條件進(jìn)行驗(yàn)證。在遠(yuǎn)離檢出限［P,…,Q]區(qū)間內(nèi)，往往采用加法校準(zhǔn)。加法校準(zhǔn)的假定條件更少一些，一般情況不需要可靠性驗(yàn)證。加法校準(zhǔn)單點(diǎn)加法校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)2校準(zhǔn)函數(shù)的估計(jì)模型式中：x——

ykxk

……（A.5）yk——-對標(biāo)準(zhǔn)樣品的第k次測量值以k=1,…，K）；——y與標(biāo)準(zhǔn)樣品測量期望值間的偏離（假定這些偏離相互獨(dú)立，且服從均值0和方差2的正k k態(tài)分布）；δ和2——將要通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估計(jì)的兩個參數(shù)。δ和的估計(jì)參數(shù)估計(jì)公式如下：

?yx

……（A.6）1K12 2? ykyKk1K

...（A.7）1K中y ykKk1K數(shù)據(jù)作圖），以類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品（xy）為中心，總存在一個平行于校準(zhǔn)曲線的區(qū)間［P,…,Q]（A.1），在此區(qū)間內(nèi)的任意一點(diǎn)與校準(zhǔn)曲線的距離均相等。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖，見圖A.2。圖A.2單點(diǎn)加法校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)示意圖A.2.2.4以校準(zhǔn)函數(shù)變換后續(xù)測量值未知量的p次測量得到p個測量值y01,y02,…,y0p。p個測量值的均值y0為：1py0 y0kpk1pp=1yyx*y

（A.8）0 01 0 0表A.1.類標(biāo)準(zhǔn)樣品的控制范圍（%m/m）標(biāo)定值修正方式控制范圍<0.0001-<0.005乘法100%≤0.005-<0.01乘法70%≤0.01-<0.1加法±0.01≤0.1-<0.5加法±0.1≤0.5-<1.0加法±0.15≤1.0-<3.0加法±0.20≤3.0-<5.0加法±0.30≤5.0-<10.0加法±0.50≤10.0-<20.0加法±1.0≤20.0-<50.0加法±3.0夾逼技