1、6.1 概述 6.2 碳的測(cè)定 6.3 硫的測(cè)定 6.4 磷的測(cè)定 6.5 錳的測(cè)定6.6 硅的測(cè)定 6.7 其它測(cè)定法介紹 2022/8/11鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 概述 了解鋼的生產(chǎn)過(guò)程，從而進(jìn)一步理解五大元素在鋼中的作用，證明測(cè)定的意義 。 鋼鐵是鐵和碳的合金，其化學(xué)成分中大多數(shù)元素 是鐵，還含有碳、硅、錳、磷、硫等元素。 2022/8/12鋼鐵分析概述和測(cè)定方法鋼鐵的分類(lèi) 常見(jiàn)鋼鐵材料： 1 生鐵：鐵礦石、焦炭、石灰石高溫煅燒 （含碳量2.5%4%) 灰口鐵（碳以游離態(tài)存在）-鑄造生鐵 白口鐵（碳以化合態(tài)存在）-煉鋼生鐵 2 鋼：白口鐵進(jìn)一步冶煉，降低碳的含量（0.05%1.7%） 并

2、使其他元素含量達(dá)到規(guī)定要求。 碳素鋼（以鐵、碳為主） 合金鋼（加入其它金屬元素以改變性能）如不銹鋼（鎳鉻鋼），抗蝕性強(qiáng)，不易氧化 3 鐵合金：含有各種合金元素的特種生鐵 鋼鐵分析概述和測(cè)定方法焦炭還原鐵礦石 鐵礦石被焦炭還原生 石灰石CaCO3除SiO2 成粗制鐵成生鐵 2022/8/14鋼鐵分析概述和測(cè)定方法2022/8/15鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 鐵礦石主要含有硅酸鹽狀態(tài)存在的其他金屬或非金屬雜質(zhì)的氧化鐵，經(jīng)冶煉大部分雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成爐渣，分離除去，有少量雜質(zhì)C、Mn、Si、S、P等殘存在生鐵中。 如果將生鐵的其他輔助材料配合，進(jìn)一步冶煉，則雜質(zhì)被進(jìn)一步氧化除去，同時(shí)控制含碳量降至一定限度，硅錳

3、等元素含量很低，硫磷等雜質(zhì)降至0.05%以下，則成為鐵及碳的合金碳素鋼。2022/8/16鋼鐵分析概述和測(cè)定方法特種鋼：若適當(dāng)提高鋼中Si或Mn含量，或加入一定量的Ni，Cr，W，Mo，V，Ti等金屬，成為特種鋼（鐵合金或合金鋼）。2022/8/17鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 加Ni、Cr、W、Ti等又分別稱(chēng)為Ni鋼、Cr鋼、W鋼、Ti鋼。 加Ni增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度及韌性多用于承受沖擊或強(qiáng)大壓力的制件；含Ni 36%鑄鋼受熱時(shí)幾乎不膨脹可制精密儀器。 加Cr耐熱耐腐蝕性較強(qiáng)多用于制造多用于制造滾珠軸承或工具。含Cr 12.5 18%的鉻鋼或含鉻 0.6 1.75%、Ni 1.25%的鎳鉻鋼，又稱(chēng)不銹鋼，

4、可制高壓鍋。 2022/8/18鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 加W有極強(qiáng)的耐熱性，受熱至白熱化仍不軟化常制運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)件或刀具。 高速切削鋼：含W 1518% V 13% Cr 25%合金鋼 含Mo、V、Ti等合金鋼和鎢鋼性能相似。 各種合金鋼具有獨(dú)特的性能而用于特殊用途。 含有一定量V、Ti，而C又是以球狀存在的，稱(chēng)“球墨鑄鐵”。具有和某些合金鋼類(lèi)似的特殊性能，可代替合金鋼使用。 2022/8/19鋼鐵分析概述和測(cè)定方法二、鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法（根據(jù)GB/T221-2000） 鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)的表示，一般采用漢語(yǔ)拼音字母，化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法表示。 采用漢語(yǔ)拼音字母表示產(chǎn)品名稱(chēng)、用途、特性

5、和工藝方法時(shí)，一般從代表產(chǎn)品名稱(chēng)的漢字的漢語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字母。當(dāng)和另一產(chǎn)品所取字母重復(fù)時(shí)，選取第二個(gè)字母或第三個(gè)字母，或同時(shí)選取兩個(gè)漢字的第一個(gè)拼音字母。采用漢語(yǔ)拼音字母，原則上只取一個(gè)，一般不超過(guò)兩個(gè)。產(chǎn)品名稱(chēng)、用途、特性和工藝方法表示符號(hào)見(jiàn)表1。2022/8/110鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 現(xiàn)就普通質(zhì)量非合金鋼，普通質(zhì)量低合金鋼和普通質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)非合金鋼以及硅鋼、工具鋼等牌號(hào)表示方法分述如下：1、普通質(zhì)量非合金鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示方法 普通質(zhì)量非合金鋼牌號(hào)表示方法是參照ISO和其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，用屈服點(diǎn)數(shù)值或抗拉強(qiáng)度值作為牌號(hào)的主要表示方法。其優(yōu)點(diǎn)是從牌號(hào)中可以反映強(qiáng)度級(jí)別、質(zhì)量、特性和用途。比

6、較科學(xué)和方便。 2022/8/111鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 具體來(lái)說(shuō)，碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示方法由代表屈服點(diǎn)數(shù)值的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)四部分順序組成。例如： Q235AFQ215BQ255AQ275Q表示鋼材屈服點(diǎn)“屈”字漢語(yǔ)拼音首位字母；阿拉伯?dāng)?shù)字屈服點(diǎn)數(shù)值。單位為MPa(兆帕)ABCD分別為質(zhì)量等級(jí)。表示是否做沖擊功和在什么條件下做沖擊功。A級(jí)不做沖擊功性能試驗(yàn)，只做常規(guī)拉力和冷彎。B級(jí)在常溫(20)做沖擊試驗(yàn)，沖擊功為27J。C級(jí)在0做沖擊試驗(yàn)，沖擊功為27J。D級(jí)在20做沖擊試驗(yàn)，沖擊功為27J。A、B、C、D沖擊試樣為V型缺口縱向沖擊。2022/8/112鋼鐵分析

7、概述和測(cè)定方法FbZTZ表示脫氧方法。其中：F沸騰鋼“沸”字漢語(yǔ)拼音首位字母，是不脫氧鋼。b半鎮(zhèn)靜鋼“半”字漢語(yǔ)拼音首位字母，是不完全脫氧鋼。Z鎮(zhèn)靜鋼“鎮(zhèn)”字漢語(yǔ)拼音首位字母，是完全脫氧鋼。TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼“特鎮(zhèn)”兩字漢語(yǔ)拼音首位字母，是特殊脫氧鋼，如真空處理的鋼。在牌號(hào)組成的表示方法中，“Z”與“TZ”代號(hào)可以省略。2022/8/113鋼鐵分析概述和測(cè)定方法2、普通質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)非合金鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示方法 牌號(hào)是用阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量（以萬(wàn)分之幾計(jì)）。沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼在牌號(hào)后邊加符號(hào)“F和“b”，鎮(zhèn)靜鋼不標(biāo)符號(hào)。如08F，表示含碳量。平均含碳量；15F表示含碳量，平均含碳量等。較高錳含量

8、的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，在阿拉伯?dāng)?shù)字后標(biāo)出錳元素符號(hào)，如15Mn，碳含量為，錳含量1.00%。而65Mn和70Mn，如含錳量，就不屬于非合金優(yōu)質(zhì)鋼，而應(yīng)為低合金優(yōu)質(zhì)鋼。2022/8/114鋼鐵分析概述和測(cè)定方法3、普通質(zhì)量低合金鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示方法 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表鋼的屈服點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音的字母(Q)，屈服點(diǎn)的數(shù)值(阿拉伯?dāng)?shù)字)和質(zhì)量等級(jí)符號(hào)(A，B，C，D，E)三個(gè)部分按順序排列而成。例如Q345A，其中：Q鋼材屈服點(diǎn)的“屈”字漢語(yǔ)拼音的首位字母；345屈服點(diǎn)的數(shù)值，單位MPa； A、B、C、D、E分別為質(zhì)量等級(jí)符號(hào)，且A、B、C、D級(jí)沖擊試驗(yàn)條件與普通質(zhì)量非合金鋼相同，沖擊功較

9、普通質(zhì)量非合金鋼高，規(guī)定沖擊功34J；而E級(jí)為在40做沖擊試驗(yàn)，沖擊功為27J。 該低合金高強(qiáng)度鋼，除了含普通質(zhì)量非合金鋼的五種常規(guī)元素外，還可根據(jù)性能要求，加入V、Nb、Ti、Cr、Ni、A1等細(xì)化晶粒的元素。2022/8/115鋼鐵分析概述和測(cè)定方法4、專(zhuān)門(mén)用途的優(yōu)質(zhì)非合金鋼和優(yōu)質(zhì)低合金鋼牌號(hào)的表示方法 鋼材的牌號(hào)采用阿拉伯?dāng)?shù)字，化學(xué)元素符號(hào)和代表產(chǎn)品用途的符號(hào)表示。其中阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾。元素符號(hào)表示添加的合金元素含量，一般以百分之幾表示。當(dāng)其平均含量小于時(shí)，在牌號(hào)中只標(biāo)元素符號(hào)而不標(biāo)明含量。用途的符號(hào)是指該鋼種使用用途的漢語(yǔ)拼音首字母。如20g(鍋爐板 )、14MnNb

10、q(橋梁用鋼板 )、16MnR(壓力容器用鋼板 )。2022/8/116鋼鐵分析概述和測(cè)定方法5、碳素工具鋼牌號(hào)表示方法 鋼號(hào)冠以“T”代表碳素工具鋼，含碳量以千分之幾表示，如T9，錳含量較高者在鋼號(hào)后標(biāo)出“Mn”。如T8Mn。高級(jí)碳素優(yōu)質(zhì)工具鋼，在牌號(hào)尾部加符號(hào)A，如T12A等。2022/8/117鋼鐵分析概述和測(cè)定方法6、合金工具鋼牌號(hào)表示方法 平均含碳量大于時(shí)不標(biāo)出含C量，小于以千分之幾表示，對(duì)鉻量較低的鋼，其含鉻量以千分之幾表示并在含量前加“0”字以示區(qū)別，如平均含鉻量為06的低鉻工具鋼，鋼號(hào)應(yīng)表示為Cr06。高速工具鋼鋼號(hào)一般不標(biāo)出碳含量，只標(biāo)出合金元素平均含量百分之幾。2022/8

11、/118鋼鐵分析概述和測(cè)定方法7、滾珠軸承鋼牌號(hào)表示方法 含碳量在鋼號(hào)中不予標(biāo)出。鉻含量以千分之幾表示，并冠以“G”表示滾珠軸承鋼，平均含鉻量為的軸承鋼、鋼號(hào)表示為“GCrl5”。8、不銹耐酸鋼，耐熱鋼牌號(hào)表示方法 一般用一位數(shù)字表示平均含碳量，以千分之幾計(jì)。平均含碳量小于1的用“0”表示，含碳量小于的用“00”表示。鋼中主要合金元素以百分之幾表示，其他微量元素也應(yīng)標(biāo)出。2022/8/119鋼鐵分析概述和測(cè)定方法三、各元素在鋼中的形態(tài)和作用主要講述C 、S 、Si 、Mn 、P（一）碳1 鋼鐵中的C來(lái)源： 碳是鋼鐵的主要成分之一，它直接影響著鋼鐵的性能。碳是區(qū)別鐵與鋼，決定鋼號(hào)、品級(jí)的主要標(biāo)志

12、。 形態(tài)：兩種2022/8/120鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 碳是對(duì)鋼性能起決定作用的元素。碳在鋼中可作為硬化劑和加強(qiáng)劑，正是由于碳的存在，才能用熱處理的方法來(lái)調(diào)節(jié)和改善其機(jī)械性能。 對(duì)存在狀態(tài)的影響 灰口生鐵，石墨C多，軟而韌 白口生鐵，化合物C多，硬而脆 碳素鋼據(jù)C 含量分三類(lèi)，低、中、高碳素鋼2022/8/121鋼鐵分析概述和測(cè)定方法（二）硅 1、來(lái)源 由原料礦石引入或脫氧及特殊需要而有意加入 2、形態(tài)主要以硅化物：FeSi 、MnSi 、FeMnSi 存在在高硅鋼中，一部分以SiC存在，也有時(shí)形成固熔體或硅酸鹽。2022/8/122鋼鐵分析概述和測(cè)定方法（二）硅 3、性能 (1)增強(qiáng)鋼的硬

13、度、彈性及強(qiáng)度，提高抗氧化能力及耐酸性 (2)促使C以游離態(tài)石墨狀態(tài)，使鋼高于流動(dòng)性，易于鑄造 2022/8/123鋼鐵分析概述和測(cè)定方法3、性能 (3)、類(lèi)型 a 一般生鐵或碳素鋼Si含量0.8% 碳素鋼 Mn 0.3 0.8% 高錳鋼高達(dá)13% - 14%2022/8/126鋼鐵分析概述和測(cè)定方法如含錳0.8% - 14%為各種型號(hào)的高錳鋼，具有良好的彈性及耐腐蝕性。用于制造彈簧、齒輪、轉(zhuǎn)軸、鐵路道岔等。含Mn 12% - 20%的鐵合金為鏡鐵含Mn 60% - 80%的鐵合金為錳鐵 上兩種主要用于煉鋼做脫硫劑2022/8/127鋼鐵分析概述和測(cè)定方法（四）硫 1 來(lái)源 主要由焦炭或原料礦

14、石引入鋼鐵 2 形態(tài) 主要以MnS或FeS狀態(tài)存在 若：2022/8/128鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 3 性能 使鋼產(chǎn)生“熱脆性”有害成分 原因：為什么產(chǎn)生熱脆性？ FeS的熔點(diǎn)較低，最后凝固，夾雜于鋼鐵的晶格之間。當(dāng)加熱壓制鋼鐵時(shí)，F(xiàn)eS熔融，鋼鐵的晶粒失去連接作用而脆裂。 2022/8/129鋼鐵分析概述和測(cè)定方法（五）磷 1 來(lái)源 ：由原料中引入，有時(shí)也為了特殊需要而有意加入 2 形態(tài)：以Fe2P或Fe3P狀態(tài)存在 3 性能：磷化鐵硬度較強(qiáng)，以至鋼鐵難于加工，并使鋼鐵產(chǎn)生“冷脆性”也是有害雜質(zhì)作用(事物都有其另一面) P 流動(dòng)性 易鑄造 并可避免在軋鋼時(shí)軋輥與壓件粘合 在特殊情況下常有意加

15、入一定量P達(dá)此目的。 2022/8/130鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 4. 類(lèi)型 : 生鐵 P0.3% 一般碳素鋼0.06% 優(yōu)質(zhì)鋼0.03% 特殊用途：軋輥鋼高達(dá) 0.4 0.5% 煉鋼或鑄鋼用的磷鐵 15 20%之間. 以上歸納成如下表：2022/8/131鋼鐵分析概述和測(cè)定方法CSiMnSP形態(tài) 固溶體碳化物Fe3C, Mn3C, Cr3C, WC, MoC.游離石墨碳主要硅化物：FeSi,MnSi高碳鋼部分SiC有時(shí)固熔體或硅酸鹽 MnC, MnS,FeMnSi 固熔體MnS ,FeSFe2P , Fe3P來(lái)源焦炭原料礦石；脫氧或特殊需要加入原料礦石；作脫硫脫氧劑焦炭或原料礦石引入原料引入

16、；特殊需要加入各元素在鋼中的形態(tài)和作用表2022/8/132鋼鐵分析概述和測(cè)定方法硬度高低產(chǎn)生熱脆性產(chǎn)生冷脆性延展性韌性熔點(diǎn)鋼中S0.05%生鐵0.35%生鐵P0.3% 一般碳素鋼0.06% 優(yōu)質(zhì)鋼0.03%軋輥鋼高達(dá) 0.4 0.5%磷鐵 15 20%之間彈性強(qiáng)度抗氧化性流動(dòng)性易于鑄造（促使C以游離態(tài)）易于鑄造防止軋輥軋件間粘合抗酸堿性檢測(cè)意義決定鋼鐵型號(hào)及用途主要指標(biāo)直接影響鋼鐵性能控制一定量有害成分嚴(yán)格降至一定量2022/8/133鋼鐵分析概述和測(cè)定方法三 、 檢測(cè)意義 綜上所述，C是確定鋼鐵型號(hào)及用途主要指標(biāo) Si、Mn直接影響鋼鐵性能(有益的)控制一定量S、P有害成分 嚴(yán)格降至一定量

17、 因此，對(duì)于生鐵和碳素鋼：C、Si、Mn、S、P等五種元素的含量是冶金或機(jī)械工業(yè)化驗(yàn)室日常生產(chǎn)控制的重要指標(biāo).2022/8/134鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 碳的測(cè)定 鋼鐵中碳的作用：區(qū)別鐵和鋼的標(biāo)志，一般隨著碳含量的增加，鋼鐵的硬度和強(qiáng)度增加，韌性和塑性降低。 碳的存在形式：不易與酸作用的游離碳（如鐵碳固溶體，無(wú)定形碳、石墨碳等）和易與酸作用的化合碳（如金屬碳化物MC，M代表金屬元素）。 碳的測(cè)定：成分分析中一般要求測(cè)定總碳量，個(gè)別情況需要測(cè)定游離碳或者化合碳含量。測(cè)定各種形態(tài)的碳屬于相分析；在成分分析中，一般鋼樣只測(cè)定總碳量。生鐵試樣除測(cè)定總碳量外，常分別測(cè)定游離碳和化合碳的含量。2022/8

18、/135鋼鐵分析概述和測(cè)定方法總碳量的測(cè)定方法 方法有很多，但通常都是將試樣置于高溫氧氣流中燃燒，使之轉(zhuǎn)化為二氧化碳再用適當(dāng)方法測(cè)定。 歸納起來(lái)可分為三大類(lèi)： 物理法、 化學(xué)法 物理化學(xué)法2022/8/136鋼鐵分析概述和測(cè)定方法燃燒-氣體容積法(氣體容量法) 燃燒-氣體容積法是目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)方法。本法成本低，有較高的準(zhǔn)確度，測(cè)得結(jié)果是總碳量的絕對(duì)值。其缺點(diǎn)是要求有較熟練的操作技巧，分析時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)低碳試樣測(cè)定誤差較大。2022/8/137鋼鐵分析概述和測(cè)定方法（一）方法原理 試樣在12001300的高溫O2氣流中燃燒，鋼鐵中的碳被氧化生成CO2: C + O2 = CO2 4Fe3

19、C + 13O2 = 4CO2 + 6Fe2O3 Mn3C +3O2 = CO2 + Mn3O 3FeS +5O2 = Fe3O4 +3SO2 3MnS + 5O2= Mn3O4 + 3SO22022/8/138鋼鐵分析概述和測(cè)定方法（一） 方法原理 生成的CO2與過(guò)剩的O2經(jīng)導(dǎo)管引入量氣管，測(cè)定容積，然后通過(guò)裝有KOH溶液的吸收器，吸收其中的CO2 CO2十2KOH = K2CO3十H2O 剩余的O2再返回量氣管中，根據(jù)吸收前后容積之差，得到CO2的容積，據(jù)此計(jì)算出試樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2022/8/139鋼鐵分析概述和測(cè)定方法（二）主要試劑 1.氫氧化鉀吸收劑溶液(400g/L)； 2.除硫

20、劑 活性二氧化錳(粒狀)或釩酸銀。 2.1 釩酸銀； 2.2 活性氧化錳； 3. 酸性氯化鈉溶液（250g/L）； 4.助熔劑 錫粒(或錫片)、銅、氧化銅、純鐵粉。 5.高錳酸鉀溶液（40g/L）； 6.甲基橙指示劑（2g/L）。 2022/8/140鋼鐵分析概述和測(cè)定方法圖1 氣體容量法定碳裝置l.氧氣瓶，2.氧氣表，3.緩沖瓶，4、5.洗氣瓶，6.干燥塔，7.玻璃磨口塞,8.管式爐，9.燃燒管，10.除硫管,11.容量定碳儀(包括: 冷凝管a 、量氣管b、水準(zhǔn)瓶c、吸收瓶d、小旋塞e、三通旋塞f、），l2.球形干燥管，13.瓷舟,14.溫度自動(dòng)控制器. 15. 供氧旋塞（三）儀器2022/

21、8/141鋼鐵分析概述和測(cè)定方法（四）分析步驟 將爐溫升至12001350，檢查管路及活塞是否漏氣，裝置是否正常，燃燒標(biāo)準(zhǔn)樣品，檢查儀器及操作。 稱(chēng)取適量試樣置于瓷舟中，將適量助熔劑覆蓋于試樣上面，打開(kāi)玻璃磨口塞，將瓷舟放入瓷管內(nèi)，用長(zhǎng)鉤推至高溫處，立即塞緊磨口塞。預(yù)熱lmin，按照定碳儀操作規(guī)程操作，測(cè)定其讀數(shù)(體積或含量)。打開(kāi)磨口塞，用長(zhǎng)鉤將瓷舟拉出，即可進(jìn)行下一試樣分析。2022/8/142鋼鐵分析概述和測(cè)定方法(五)測(cè)定條件 1試樣的燃燒程度 燃燒溫度 ;助熔劑降低燃燒溫度;通O2速度 2硫的干擾及消除 在高溫O2氣流中燃燒時(shí)，試樣中硫也轉(zhuǎn)化為SO2： 如果生成的SO2，在吸收前未能

22、除去，同樣被KOH溶液吸收，干擾碳的測(cè)定。常用MnO2、AgVO3除去混合氣體中的SO22022/8/143鋼鐵分析概述和測(cè)定方法3.測(cè)定中應(yīng)注意的問(wèn)題 3.2 助熔劑中含碳量一般不超過(guò)0.005% ; 3.3 樣品的放置要均勻地鋪在燃燒舟中; 3.4 定碳儀應(yīng)裝置在室溫較正常的地方(距離高溫爐約300500mm) 2022/8/144鋼鐵分析概述和測(cè)定方法3.5 更換水準(zhǔn)瓶所盛溶液、玻璃棉、除硫劑、氫氧化鉀溶液后，均應(yīng)作幾次高碳試樣，使二氧化碳飽和后，才可進(jìn)行試樣測(cè)定。3.6 對(duì)測(cè)定含硫量較高的試樣(大于0.2%)，應(yīng)增加除硫劑量或增加一個(gè)除硫管。3.7 吸收器、水準(zhǔn)瓶?jī)?nèi)溶液以及混合氣體三者

23、的溫度應(yīng)基本相同，否則將產(chǎn)生正負(fù)空白值。3.8 如分析完高碳試樣后，應(yīng)空通一次，才可以接著做低碳試樣分析。3.9 當(dāng)洗氣瓶中硫酸體積顯著增加及二氧化錳變白時(shí)，說(shuō)明已失效，應(yīng)及時(shí)更換。3.10 觀察試樣是否完全燃燒，如燃燒不完全，需重新分析。2022/8/145鋼鐵分析概述和測(cè)定方法3.11 爐子升溫應(yīng)開(kāi)始慢，逐步加速，以延長(zhǎng)硅碳棒壽命。3.12 分析前，應(yīng)先檢查儀器各部分是否漏氣。工作開(kāi)始前及工作中，均應(yīng)燃燒標(biāo)準(zhǔn)樣品，判定工作過(guò)程中儀器的準(zhǔn)確性。3.13 吸收前后觀察刻度的時(shí)間應(yīng)一致。吸收后觀察刻度時(shí)，量氣管及水準(zhǔn)瓶?jī)?nèi)液面與視線(xiàn)應(yīng)處在同一水平線(xiàn)上。3.14 吸收器中氫氧化鉀溶液使用久后也應(yīng)進(jìn)行

24、更換，一般在分析2000次后更換，否則吸收效率降低，使測(cè)定結(jié)果偏低。3.15 測(cè)定中應(yīng)記錄溫度與大氣壓力，以確定補(bǔ)正系數(shù)f。如附錄八所示。 2022/8/146鋼鐵分析概述和測(cè)定方法分析結(jié)果計(jì)算 當(dāng)固定稱(chēng)樣量如、或時(shí)的含碳量，其結(jié)果可按下式計(jì)算： f 溫度、壓力補(bǔ)正系數(shù)2022/8/147鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 硫的測(cè)定 硫的測(cè)定方法很多。經(jīng)典的硫酸鋇重量法用于測(cè)定高硫試樣。燃燒滴定法具有簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確及適應(yīng)面廣的特點(diǎn)，被廣泛采用，它也是國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)方法。 介紹燃燒滴定法中的燃燒碘酸鉀容量法 2022/8/148鋼鐵分析概述和測(cè)定方法(一) 原 理 將鋼鐵試樣于12501350的高溫下通氧燃

25、燒，使硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，將生成的二氧化硫用淀粉溶液吸收，用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺藍(lán)色為終點(diǎn): 燃燒：4FeS + O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 3MnS +5O2 = Mn3O4 + 3SO2 吸收： SO2 + H2O= H2SO3滴定： KIO3 +5KI +6HCl = 3I2 +6KCl + 3H2O H2SO3 + I2 + H2O = H2SO4 + 2HI 2022/8/149鋼鐵分析概述和測(cè)定方法(二)主要試劑及儀器 1碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液 c(1/6K103、0.0002500mol/L； 2淀粉吸收液(10g/L)； 3.助熔劑2022/8/150鋼鐵分析概述和測(cè)

26、定方法（三）儀器裝置定硫儀的滴定部分裝置 1.球形管 2.吸收杯 3.滴定管2022/8/151鋼鐵分析概述和測(cè)定方法(四)測(cè)定步驟 將爐溫升至12001350C，檢查裝置是否正常，于定硫吸收杯中加入淀粉吸收液（硫小于0.01%用低硫吸收杯，加20mL吸收液；硫大于0.01%用高硫吸收杯，加60mL吸收液），以6001500mL/min的流速通氧，用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至淺藍(lán)色不褪，作為終點(diǎn)色澤，關(guān)閉氧氣。2022/8/152鋼鐵分析概述和測(cè)定方法(四)測(cè)定步驟 稱(chēng)取適量試樣，置于瓷舟中，加入適量助熔劑，將瓷舟推至高溫處，預(yù)熱，通氧，控制氧速為15002000mL/min，燃燒后的混合氣體導(dǎo)

27、入吸收杯中，使淀粉吸收液藍(lán)色開(kāi)始消褪，立即用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定并使液面保持藍(lán)色，當(dāng)吸收液褪色緩慢時(shí)，滴定速度也相應(yīng)減饅，直至吸收液的色澤與原來(lái)的終點(diǎn)色澤相同，間歇通氣后，色澤不變即為終點(diǎn)。 2022/8/153鋼鐵分析概述和測(cè)定方法計(jì)算T 碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)硫的滴定度，g/mL； V 滴定試樣所消耗碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL； V0滴定空白時(shí)所消耗碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積，mL； m 試料的質(zhì)量，g。2022/8/154鋼鐵分析概述和測(cè)定方法(五)測(cè)定條件 助熔劑用量SO2的轉(zhuǎn)化率SO2的回收率連續(xù)測(cè)定10個(gè)樣品后，就應(yīng)清除管內(nèi)的氧化物 2022/8/155鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 燃燒酸堿滴定法

28、 本法采用雙氧水溶液作為吸收劑吸收二氧化硫，生成的H2SO3被氧化為H2SO4，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定生成的H2SO4，即可求出SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 吸收： SO2 + H2O = H2SO3 H2SO3 + H2O2 = H2SO4+H2O 滴定： 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O 本法克服了SO2在吸收器中逃逸的現(xiàn)象，對(duì)滴定速度沒(méi)有要求，尤其適合于碳硫的聯(lián)合測(cè)定。該法終點(diǎn)敏銳，操作方便；燃燒過(guò)程中即使有SO3產(chǎn)生也能被滴定，不影響測(cè)定結(jié)果。2022/8/156鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 鋼鐵中磷的測(cè)定方法有重量法、滴定法、光度法。一般是使磷轉(zhuǎn)化為磷酸，在與鉬酸銨

29、反應(yīng)生成磷鉬酸，在此基礎(chǔ)上可用重量法、酸堿滴定法、磷鉬藍(lán)光度法進(jìn)行測(cè)定。 磷的測(cè)定 2022/8/157鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 錳的測(cè)定 鋼鐵中錳含量的分析通常采用滴定法和光度法。前者可用硝酸銀(酸性條件)定量將錳氧化成三價(jià)，用硫酸亞鐵錢(qián)標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。還可以用過(guò)硫酸銨將錳氧化成七價(jià)，以亞砷酸鈉-亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。后者常用高碘酸鉀將錳氧化成七價(jià)后，進(jìn)行光度測(cè)定。2022/8/158鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 硅的測(cè)定 目前鋼鐵中硅的測(cè)定方法很多，主要有重量法，滴定法，光度法等。重量法是最經(jīng)典的測(cè)定方法，具有準(zhǔn)確、適用范圍廣等特點(diǎn) 。光度法具有簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，是目前實(shí)際應(yīng)用最廣泛的

30、方法。其中應(yīng)用最多的是硅鉬藍(lán)光度法。 介紹還原型硅鉬酸鹽光度法測(cè)定 2022/8/159鋼鐵分析概述和測(cè)定方法一、方法原理 試樣用稀酸溶解后，使硅轉(zhuǎn)化為可溶性硅酸: 3FeSi+l6HNO3 = 3Fe(NO3)3+3H4SiO4+7NO+2H2O FeSi+H2SO4+4H2O = FeSO4+H4SiO4+3H2 加高錳酸鉀氧化碳化物，再加亞硝酸鈉還原過(guò)量的高錳酸鉀，在弱酸性溶液中，加入鉬酸，使其與H4SiO4反應(yīng)生成氧化型的黃色硅鉬雜多酸(硅鉬黃)，在草酸的作用下，用硫酸亞鐵銨將其還原為硅鉬藍(lán):2022/8/160鋼鐵分析概述和測(cè)定方法H4SiO4 + 12H2MoO4 = H8Si(M

31、o2O7)6+10H2O 于波長(zhǎng)810nm處測(cè)定硅鉬藍(lán)的吸光度。本法適用于鐵、碳鋼、低合金鋼中l(wèi).00%酸溶硅含量的測(cè)定。 2022/8/161鋼鐵分析概述和測(cè)定方法二、主要試劑與儀器 1 試劑 1.1 純鐵（硅的含量小于0.002%）； 1.2 鉬酸銨溶液（50g/L）； 1.3 草酸溶液(50g/L) 1.4 硫酸亞鐵銨溶液(60g/L)； 1.5 硅標(biāo)準(zhǔn)溶液(20g/mL) 2儀器 721等類(lèi)型的光度計(jì)。2022/8/162鋼鐵分析概述和測(cè)定方法三、分析步驟 稱(chēng)取試樣左右，置于150mL燒杯中。加入30mL硫酸(1+17)，低溫緩慢加熱（不要煮沸）至試樣完全溶解（并不斷補(bǔ)充蒸發(fā)失去的水分

32、）。煮沸，滴加高錳酸鉀溶液（40g/L)至析出二氧化錳水合物沉淀。再煮沸約lmin，滴加亞硝酸鈉溶液(100g/L)至試驗(yàn)溶液清亮，繼續(xù)煮沸l(wèi)min2min(如有沉淀或不溶殘?jiān)?，趁熱用中速濾紙過(guò)濾，用熱水洗滌)。冷卻至室溫，將試驗(yàn)溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。2022/8/163鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 移取上述試驗(yàn)溶液二份，分別置于50mL容量瓶中(一份作顯色溶液用，一份作參比溶液用) 顯色溶液 小心加入鉬酸銨溶液，混勻。放置15min或沸水浴中加熱30s，加入l0mL的草酸溶液，混勻。待沉淀溶解后30s內(nèi)，加入的硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，混勻。 參比溶液 加入草酸溶

33、液、鉬酸銨溶液、硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，混勻。2022/8/164鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 將顯色溶液移入lcm吸收皿中，以參比溶液為參比，于分光光度計(jì)波長(zhǎng)810nm處測(cè)量溶液的吸光度值。對(duì)沒(méi)有此波長(zhǎng)范圍的光度計(jì)，可于680nm處測(cè)量。 思考一下測(cè)定波長(zhǎng)的問(wèn)題顯色溶液與參比溶液和通常情況下所選擇的情況有什么區(qū)別？2022/8/165鋼鐵分析概述和測(cè)定方法工作曲線(xiàn)繪制 移取數(shù)份與已知其硅含量的純鐵或低硅標(biāo)樣作低樣。移取0、硅標(biāo)準(zhǔn)溶液(20g/mL)，分別置于上述數(shù)份低樣中，以下按分析步驟進(jìn)行。用硅標(biāo)準(zhǔn)溶液中硅量和純鐵中硅量之和為橫坐標(biāo)，測(cè)得的吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線(xiàn)。 2022/8/

34、166鋼鐵分析概述和測(cè)定方法硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算： 式中 m1從工作曲線(xiàn)上查得的硅量，g； V1移取試驗(yàn)溶液的體積，mL； V試驗(yàn)溶液的總體積，mL m稱(chēng)樣量，g。2022/8/167鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 Am (g)m1 gA試液工 作 曲 線(xiàn)(g/50mL)2022/8/168鋼鐵分析概述和測(cè)定方法四、測(cè)定條件酸度和鉬酸銨濃度 溫度和時(shí)間 試劑的加入順序 還原條件及光學(xué)性質(zhì) 干擾及消除 操作注意事項(xiàng) 掌握2022/8/169鋼鐵分析概述和測(cè)定方法原理：2022/8/170鋼鐵分析概述和測(cè)定方法測(cè)定方法的類(lèi)型 根據(jù)含量的不同選擇適當(dāng)?shù)姆椒?常量法 SiO2重量法 K2SiF6容量法 微量

35、法 硅鉬藍(lán)分光光度法2 條件(1)創(chuàng)造條件生成型硅鉬雜多酸（硅鉬黃）硅鉬黃有兩種形態(tài) ：1原理2022/8/171鋼鐵分析概述和測(cè)定方法1 硅鉬雜多酸（ 硅鉬黃） 在較低酸度即較多4.8 的室溫中生成很穩(wěn)定,還原為藍(lán)綠色2 硅鉬雜多酸在較高酸度即較低1.8 （水泥化學(xué)分析）中生成，還原為藍(lán)色（ 硅鉬黃）2022/8/172鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 硅鉬黃 硅鉬黃pH3.84.8 較高 范圍寬l.01.8 較低 窄顏色 max藍(lán)綠色 635，750 nm藍(lán)色 810nm(硅鉬藍(lán))1.85104 靈敏度較低2.00104 靈敏度較高穩(wěn)定性較穩(wěn)定不穩(wěn)定被還原為硅鉬藍(lán) 不易易注：型不穩(wěn)定較易還原成 型，

36、其轉(zhuǎn)變速度隨溫度升高，酸度降低（pH升高）及離子強(qiáng)度的增大而加快。730nm波長(zhǎng)處二者硅鉬藍(lán)吸光度相等，在72型分光光度計(jì)上，采用650700nm波長(zhǎng)范圍測(cè)定。 2022/8/173鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 實(shí)際應(yīng)用是創(chuàng)造條件得型硅鉬黃的原因？ 雖然型不穩(wěn)定，生成的酸度有比較嚴(yán)格 但是： 1 因?yàn)樗谳^高酸度下形成，此時(shí)鐵等許多金屬離子不易水解，共存離子干擾少 2 型硅鉬黃比型硅鉬黃易被還原成硅鉬藍(lán) 3 型硅鉬黃的還原產(chǎn)物硅鉬藍(lán)的靈敏度高于 型還原產(chǎn)物的靈敏度 盡量減少型型轉(zhuǎn)化的措施 控制型的配合時(shí)間及配合溫度 2022/8/174鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 (2)溫度影響硅鉬黃的反應(yīng)速度 20 10min 30 2min 100 30s水浴加熱30s， 注意 我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)常溫下放15min。 但加熱生成硅鉬黃后，必須及時(shí)冷卻，并進(jìn)行下步的還原處理，否則在高溫下，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，甚至硅鉬黃也可能分解，可能有硅鉬黃形成 冷卻辦法流水冷卻2022/8/175鋼鐵分析概述和測(cè)定方法(3)測(cè)硅消除P, As的干擾 酸度是生成硅鉬黃或硅鉬藍(lán)及排除P, As雜質(zhì)干擾的重要條件 硅鉬黃的在低酸度生成， 然后提高酸度至消除P, As干擾 2022/8/176鋼鐵分析概述和測(cè)定方法 除P, As雜多酸由誰(shuí)擔(dān)任？ 可加入有機(jī)酸：草酸，酒石酸，檸檬酸消除干擾其中以H2C2O4效果最快 H2C2O4除了提