第八章 钢铁分析

第八章钢铁分析§8.1概述§8.2钢铁试样的采集§8.3总碳的测定§8.4硫的测定§8.5磷的测定§8.6锰的测定§8.7硅的测定红河钢铁厂§8.1概述了解钢的生产过程，进一步理解五大元素在钢中的作用，证明测定的意义。钢铁是铁和碳的合金，其化学成分中大多数元素是铁，还含有碳、硫、磷、硅、锰等元素。

主要内容：焦炭还原铁矿石，生成粗制铁——生铁

石灰石CaCO3除SiO2钢C：0.05～1.7％S、P杂质≤0.05％Mn、Si很低§8.1概述§8.1概述一、钢铁的分类钢铁生铁：含碳量2.5-4%白口铁/炼钢生铁灰口铁/铸造生铁

钢：含碳量0.05-1.7%碳素钢合金钢铁合金1、生铁§8.1概述铁矿石和焦炭、石灰石按一定比例配合，经过高温煅烧、冶炼，则铁矿石被焦炭还原，生成粗制的铁，称生铁。铁矿石主要成分是氧化铁(Fe2O3)，还含有其他金属的硅酸盐或非金属杂质，经冶炼大部分杂质转化成炉渣，分离除去，有少量杂质C、Mn、Si、S、P等残存在生铁中。如果在生铁中加入其他辅助材料，进一步冶炼，则杂质被进一步氧化除去，同时控制含碳量降至一定限度，Si、Mn等元素含量很低，硫磷等杂质降至0.05%以下，则成为铁及碳的合金——碳素钢。2、钢碳素钢按含碳量分低碳钢：C＜0.25％，称纯铁或熟铁中碳钢：C0.25～0.60％高碳钢：C＞0.60%钢碳素钢C：0.05～1.7％合金钢§8.1概述特种钢：若适当提高钢中Si或Mn含量，或加入一定量的Ni，Cr，W，Mo，V，Ti等金属，成为特种钢（铁合金或合金钢）。Ni钢：有较强的强度及韧性，多用于承受冲击或强大压力的制件，含Ni36%的铸钢受热时几乎不膨胀，可制精密仪器。Cr钢：增强耐热耐腐蚀性，多用于制造滚珠轴承或工具，含Cr12.5–18%的铬钢或含铬0.6–1.75%、Ni1.25%的镍铬钢，又称不锈钢，可制高压锅等多种物品。W钢：具有极强的耐热性，受热至白热化仍不软化，常用于制造运转的机件或刀具。各种合金钢具有独特的性能而用于特殊用途。§8.1概述二、各元素在钢中的形态和作用主要是C、S、Si、Mn、P（一）碳钢铁中的C来源：原料中的焦炭

碳是钢铁的主要成分之一，它直接影响着钢铁的性能。碳是区别铁与钢，决定钢号、品级的主要标志。

碳的形态：§8.1概述碳决定钢的性能。碳在钢中可作为硬化剂和加强剂，正是由于碳的存在，才能用热处理的方法来调节和改善其机械性能。

对存在状态的影响

灰口生铁，游离的C多，软而韧→用于铸造

白口生铁，化合物C多，硬而脆→用于炼钢§8.1概述（二）硅

1、来源

由原料矿石引入或脱氧及特殊需要而有意加入。2、

形态主要以硅化物：FeSi、MnSi、FeMnSi存在在高硅钢中，一部分以SiC存在，也有时形成固熔体或硅酸盐。§8.1概述

3、性能

(1)增强钢的硬度、弹性及强度，提高抗氧化能力及耐酸性；(2)促使C以游离态存在，使钢具有流动性，易于铸造(3)

类型

a一般生铁或碳素钢Si含量<1%b电器用硅钢Si含量可达4%c特殊用途的硅铁、硅钢等合金，Si含量高达12–95%如：含Si12–14%的铁合金称硅铁；含Si12%，Mn20%的铁合金称硅镜铁，主要用作炼钢脱氧剂。§8.1概述

(三)锰

1、来源

少量由原料矿石中引入，主要是在冶炼钢铁过程中作为脱硫脱氧剂有意加入。

2、形态

钢铁中主要以MnS状态存在，如S含量较低，过量的锰可能组成MnC、MnSi、FeMnSi等，呈固熔体状态存在。

§8.1概述

3、性能

增强钢的硬度，减弱延展性。

4、类型

生铁Mn0.5%-6%碳素钢Mn0.3–0.8%锰钢Mn>0.8%高锰钢高达13%-14%含Mn12%-20%的铁合金为镜铁含Mn60%-80%的铁合金为锰铁

各种型号的高锰钢，具有良好的弹性及耐腐蚀性。用于制造弹簧、齿轮、转轴、铁路道岔等此两种主要用于炼钢做脱硫剂（四）硫

——有害成分

1来源：主要由焦炭或原料矿石引入

2形态：主要以MnS或FeS状态存在若：§8.1概述

3性能

使钢产生“热脆性”——有害成分

原因：为什么产生热脆性？FeS的熔点较低，最后凝固，夹杂于钢铁的晶格之间。当加热压制钢铁时，FeS熔融，钢铁的晶粒失去连接作用而脆裂。（五）磷——有害杂质1来源：由原料中引入，有时也为了特殊需要而有意加入2形态：以Fe2P或Fe3P状态存在3性能：磷化铁硬度较强，以至钢铁难于加工，并使钢铁产生“冷脆性”，也是有害杂质。但是P也有其作用：P↑→流动性↑→易铸造并可避免在轧钢时轧辊与压件粘合

因此在特殊情况下常有意加入一定量P达此目的。

§8.1概述4.类型

:

生铁P<0.3%碳素钢P<0.06%优质钢P<0.03%特殊用途：轧辊钢高达0.4–0.5%炼钢或铸钢用的磷铁15–20%之间以上归纳成如下表：CSiMnSP形态

固溶体碳化物Fe3C,Mn3C,Cr3C,WC,MoC.游离石墨碳主要硅化物：FeSi,MnSi高碳钢部分SiC有时以固熔体或硅酸盐

MnC,MnS,FeMnSi固熔体MnS,FeSFe2P,Fe3P来源焦炭原料矿石；脱氧或特殊需要而加入原料矿石；作脱硫脱氧剂焦炭或原料矿石引入原料引入；特殊需要加入各元素在钢中的形态和作用表硬度含量高含量低↑↑产生热脆性产生冷脆性↑↓延展性韧性熔点↓↑钢：S<0.05%生铁：<0.35%生铁P<0.3%碳素<0.06%优质<0.03%轧辊钢高达0.4–0.5%磷铁15–20%之间↓↑↓↑弹性强度抗氧化性↑↑↑↑流动性↑易于铸造（促使C以游离态）↑易于铸造防止轧辊、轧件间粘合抗酸碱性↑检测意义决定钢铁型号及用途主要指标直接影响钢铁性能控制一定量有害成分严格降至一定量C

Si

MnSP三、检测意义综上所述，C——确定钢铁型号及用途→主要指标

Si、Mn——直接影响钢铁性能(有益的)→控制一定量

S、P——有害成分→严格降至一定量因此，对于生铁和碳素钢：C、Si、Mn、S、P等五种元素的含量是冶金或机械工业化验室日常生产控制的重要指标。§8.1概述§8.2钢铁试样的采集

一、采集规则二、钢材分析试样的采集大断面钢材小断面钢材钢板取样

三、熔炼分析试样的采集§8.2钢铁试样的采集§8.3总碳的测定§8.3总碳的测定测定各种形态的碳属于相分析；在成分分析中，一般钢样只测定总碳量；生铁试样除测定总碳量外，常分别测定

游离碳和化合碳的含量。生铁C＞1.7%,钢含C0.2～1.7%。总碳量的测定方法基本原理：通常都是将试样置于高温氧气流中燃烧，使之转化为二氧化碳再用适当方法测定。气体容量法非水滴定法仪器分析法§8.3总碳的测定燃烧-气体容积法(气体容量法)是目前国内外广泛采用的标准方法。优点：成本低，有较高的准确度，测得结果是总碳量的绝对值。缺点是要求有较熟练的操作技巧，分析时间较长，对低碳试样测定误差较大。§8.3总碳的测定（一）

方法原理试样在1200～1300℃的高温O2气流中燃烧，钢铁中的碳被氧化生成CO2:C+O2=CO24Fe3C+13O2=

4CO2+6Fe2O3Mn3C+3O2=CO2+Mn3O3FeS+5O2=Fe3O4+3SO23MnS+5O2=Mn3O4+3SO2§8.3总碳的测定（一）

方法原理生成的CO2与过剩的O2经导管引入量气管，测定容积，然后通过装有KOH溶液的吸收器，吸收其中的CO2:CO2十2KOH=K2CO3十H2O剩余的O2再返回量气管中，根据吸收前后容积之差，得到CO2的容积，据此计算出试样中碳的质量分数。§8.3总碳的测定（二）主要试剂1.氢氧化钾吸收剂溶液(400g/L)；

2.除硫剂

活性二氧化锰(粒状)或钒酸银。2.1钒酸银；2.2活性氧化锰；

3.酸性氯化钠溶液（250g/L）；4.助熔剂

锡粒(或锡片)、铜、氧化铜、纯铁粉。5.高锰酸钾溶液（40g/L）；6.甲基橙指示剂（2g/L）。

§8.3总碳的测定图1气体容量法定碳装置l.氧气瓶，2.氧气表，3.缓冲瓶，4、5.洗气瓶，6.干燥塔，7.玻璃磨口塞,8.管式炉，9.燃烧管，10.除硫管,11.容量定碳仪(包括:冷凝管a、量气管b、水准瓶c、吸收瓶d、小旋塞e、三通旋塞f、），l2.球形干燥管，13.瓷舟,14.温度自动控制器.15.供氧旋塞（三）仪器（四）分析步骤

(1)准备工作将炉温升至1200～1350℃，(2)检查管路是否漏气，装置是否正常，(3)排出系统内的气体，空烧30min，(4)燃烧标准样品，使封闭液被CO2饱和，(5)测定样品称样,置于瓷舟中→助熔剂覆盖于试样上面→将瓷舟放入瓷管内→预热lmin，通氧→15s后打开阀门使CO2进入量气筒→约2min后燃烧完全，可停止加热→测定气体体积→用KOH吸收CO2→测定剩余气体体积。§8.3总碳的测定（五）

测定条件

1．试样的燃烧程度燃烧温度，助熔剂降低燃烧温度;通O2速度2．硫的干扰及消除

在高温O2气流中燃烧时，试样中硫也转化为SO2：

如果生成的SO2，在吸收前未能除去，同样被KOH溶液吸收，干扰碳的测定。常用MnO2、AgVO3除去混合气体中的SO2§8.3总碳的测定3.测定中应注意的问题

3.1助熔剂中含碳量一般不超过0.005%;3.2样品的放置要均匀地铺在瓷舟中;3.3定碳仪应装置在室温较正常的地方(距离高温炉约300～500mm)；3.4更换水准瓶所盛溶液、玻璃棉、除硫剂、氢氧化钾溶液后，均应作几次高碳试样，使二氧化碳饱和后，才可进行试样测定。3.5对测定含硫量较高的试样(大于0.2%)，应增加除硫剂量或增加一个除硫管。§8.3总碳的测定3.测定中应注意的问题

3.6吸收器、水准瓶内溶液及混合气体三者的温度应基本相同，否则将产生正负空白值。3.7如分析完高碳试样后，应通氧空烧一次，才可以接着做低碳试样分析。3.8当洗气瓶中硫酸体积显著增加及二氧化锰变白时，说明已失效，应及时更换。3.9观察试样是否完全燃烧，如燃烧不完全，需重新分析。3.10炉子升温应开始慢，逐步加速，以延长硅碳棒寿命。3.测定中应注意的问题3.11分析前，应先检查仪器各部分是否漏气。工作开始前及工作中，均应燃烧标准样品，判定工作过程中仪器的准确性。3.12吸收前后观察刻度的时间应一致。吸收后观察刻度时，量气管及水准瓶内液面与视线应处在同一水平线上。3.13吸收器中KOH溶液使用时间长后也应进行更换，一般在分析2000次后更换，否则吸收效率降低，使测定结果偏低。3.14测定中应记录温度与大气压力，以确定校正系数f。(六)分析结果计算

结果可按下式计算：m——钢铁试样的质量，g；V——CO2实测体积，mL；K——温度、压力校正系数；0.0005——16℃、101.3kPa条件下单位体积所含碳质量，g/mL；§8.3总碳的测定说明：(1)K——温度、压力校正系数,求法如下：

根据气态方程，有

：即：P，t——现场测得的气压、温度值；p——根据t值查表得到的饱和水蒸汽气压值，kPa；1.813——16℃、101.3kPa时饱和水蒸气气压值。说明：(2)0.0005——特殊状态下每毫升CO2气体的质量，g/mL；特殊状态下，每molCO2气体的质量为12g，即12g/mol;其体积为24000mL，即24000mL/mol则每毫升CO2气体的质量为：g/mL；§8.4硫的测定§8.4硫的测定

S——有害成分(热脆性)，含硫量应严格控制于一定范围硫的测定方法很多：高温燃烧法：碘量法、酸碱滴定法、光度法经典的硫酸钡重量法用于测定高硫试样；燃烧-滴定法具有简单、快速、准确及适应面广的特点，被广泛采用，它也是国内外的标准方法。

介绍燃烧-滴定法中的燃烧-碘酸钾容量法。(一)原理燃烧：4FeS+O2=2Fe2O3+4SO23MnS+5O2=Mn3O4+3SO2吸收：

SO2+H2O=H2SO3滴定：KIO3+5KI+6HCl=3I2

+6KCl+3H2O

H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI

关系式：IO3-～3I2～3SO32-～3S∴钢铁试样＋O21300℃左右SO2H2O吸收H2SO3[H+]KIO3-KI↓淀粉SO42－，蓝色出现(二)主要试剂及仪器1.碘酸钾标准溶液c(1/6KIO3)=0.01000mol/L、

0.001000mol/L、

0.0002500mol/L；2．淀粉吸收液(10g/L)；

3.助熔剂4.钢铁定硫仪§8.4硫的测定

（三）仪器装置供氧部分、燃烧部分、洗气部分于钢铁定碳仪相同；图为定硫仪的滴定部分装置1.球形管2.滴定管3.吸收杯§8.4硫的测定

(四)测定步骤(1)准备工作预热：将炉温升至1200～1350C，试漏；瓷舟处理：1000C灼烧1h，1300C通氧燃烧1－2min，取出冷却待用；瓷管处理：用废弃样品通氧多次灼烧，使系统对硫饱和；淀粉溶液准备：于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)，通氧，用KIO3标准溶液滴定至浅蓝色不褪（析出I2），关闭氧气。目的？(四)测定步骤

(2)试样的测定：称取适量试样，置于瓷舟中，加入适量助熔剂，将瓷舟推至高温处，预热0.5～1.5min，通氧，控制氧速为1500～2000mL/min，燃烧后的混合气体导入吸收杯中，使淀粉吸收液蓝色开始消褪，立即用KIO3标准溶液滴定并使液面保持蓝色；当吸收液褪色缓慢时，滴定速度也相应减馒，直至吸收液的色泽与原来的终点色泽相同，间歇通气后，色泽不变即为终点。计算：

c—KIO3标准溶液的浓度，mol/L；

V—滴定试样所消耗KIO3标液的体积，mL；

V0—滴定空白样所消耗KIO3标液的体积，mL；

G—试料的质量，g。(五)测定条件

助熔剂用量SO2的转化率SO2的回收率连续测定10个样品后，就应清除管内的氧化物

(二)燃烧—酸碱滴定法原理：采用双氧水溶液作为吸收剂吸收二氧化硫，生成的H2SO3被氧化为H2SO4，然后用NaOH标准滴定溶液滴定生成的H2SO4，即可求出SO2的质量分数。吸收：SO2+H2O=H2SO3H2SO3+H2O2=H2SO4+H2O滴定：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O本法克服了SO2在吸收器中逃逸的现象，对滴定速度没有要求，尤其适合于C-S的联合测定。该法终点敏锐，操作方便；燃烧过程中即使有SO3产生也能被滴定，不影响测定结果。§8.5磷的测定P——使钢铁具有冷脆性，但同时又可避免轧钢时轧辊与压件粘合，使其易于铸造。磷的测定方法：有重量法、滴定法、光度法。一般：使P→PO43-，再与钼酸铵反应生成磷钼酸，在此基础上可用重量法、酸碱滴定法、磷钼蓝光度法进行测定。部颁标准：磷钼蓝光度法

§8.5磷的测定

磷钼蓝光度法原理：试样分解，使P→PO43-，

磷钼杂多酸磷钼蓝,于660nm波长处测吸光度。测定的条件：酸度：0.8-1.1mol/LHNO3＜0.7mol/L时，过量的钼酸铵也被SnCl2还原；1.1-1.4mol/L时，只有部分磷钼黄被SnCl2还原；＞1.4mol/L时，磷钼蓝分解，无蓝色产生。硅的干扰：形成蓝色的硅钼蓝，干扰测定加钼酸铵后快速加入酒石酸还原剂，与多余的钼酸铵反应，阻止其与硅反应；基体Fe3＋的干扰：用NaF络合，消除；钼酸铵(黄色)SnCl2还原§8.6锰的测定锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，能降低由于钢中的硫所引起的热脆性，从而改善钢的热加工性能，提高钢的可锻性。增加锰的含量,可提高钢的强度和硬度。锰在钢中通常以固溶体及化合态形式存在。普通钢中含锰量为0.25％～8％，低合金锰钢中锰的含量为0.8％～1.5％，耐磨的高锰钢的锰量达14％。锰的化合物易溶于硫酸、稀硝酸，形成二价离子。在锰的化台物中，二价锰离子最稳定。这种离子在酸性条件下可能被氧化成七价锰，即高锰酸。用还原剂标准溶液滴定或根据高锰酸根颜色的深度与含量成正比来用分光光度法都可测定锰含量。

锰的分析方法：国家标准分析方法有：GB／T223.4—1988《钢铁及合金化学分析方法硝酸铵氧化容量法测定锰量》；GB／T223.58一1987《钢铁及合金化学分析方法亚砷酸钠一亚硝酸钠滴定法测定锰量》；GB／T223.63—1988《钢铁及合金化学分析方法高碘酸钢(钾)光度法测定锰量》；GB／T223.64-1988《钢铁及合金化学分析方法火焰原于吸收光谱法测定锰量》。工厂实用分析方法有：过硫酸铵法、分光光度法。

（一）过硫酸铵与银盐氧化一亚砷酸钠与亚硝酸钠滴定法1．方法要点

试样以硫、磷、硝混酸溶解，并以硝酸银为催化剂，用过硫酸铵将锰氧化为高锰酸。然后用亚砷酸钠-亚硝酸钠还原。

2．主要反应

氧化：2Mn(NO3)2+5(NH4)2S2O8+8H2O=2HMnO4+5(NH4)2SO4+4HNO3+5H2SO4滴定:2HMnO4+5Na3AsO3+4HNO3=5Na3AsO4+2Mn(NO3)2+2H2O2HMnO4+5NaNO2+4HNO3=5NaNO3+2Mn(NO3)2+2H2O3．试剂

(1)混酸甲(硫酸+磷酸+硝酸+水=100+125+250十525)。

(2)混酸乙(硝酸+磷酸+水=50+700+250)。

(3)王水(盐酸+硝酸=3+1)。

(4)高氯酸(浓)。

(5)硝酸银溶液(1.7％)。

(6)过硫酸铵溶液(25％)。

(7)氯化钠溶液(1％)。

(8)亚砷酸钠一亚硝酸钠标准溶液{c[1/2(Na3AsO3-NaNO3)]=0.05mol/L}称取1.25g三氧化二砷固体于250mL烧杯中，加入50mLNaOH溶液(1mol／L)，微热使其溶解，然后用硫酸溶液[c(1/2H2SO4)=1mol/L]中和至中性，加入2g碳酸氢钠，0.95g亚硝酸钠，待完全溶解后移入1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

4．分析步骤

(1)普通钢及低合金钢中锰的测定称取0.5000g试样于250mL锥形瓶中，加入30mL混酸甲，加热溶解，煮沸2～3min，以驱尽氮的氧化物。于溶液中加入80mL水，5mL硝酸银溶液，10mL过硫酸铵溶液，加热．煮沸30～40s，取下．静置1-2min。流水冷却至室温。

溶液中加入5mL氯化钠溶液，立即用亚砷酸钠－亚硝酸钠滴定至红色消失。

(2)高锰钢中锰的测定称取0.1000g试样于250mL锥形瓶中，加入10mL混酸乙，低温溶解，并驱尽氮氧化物。加入80mL水，10mL硝酸银溶液，40mL过硫酸铵溶液，加热，煮沸30-40s。取下，静置1min，流水冷却至室温；

加入5mL氯化钠溶液，摇匀．立即用亚砷酸钠一亚硝酸钠滴至红色消失。

(3)高铬钢中锰的测定称取0.5000g试样于250mL锥形瓶中．加入10mL王水，加热溶解．再加入10mL高氯酸，加热至冒高氯酸白烟，用浓盐酸使铬挥发尽，并驱尽Cl-至近干，取下，稍冷。

以下操作同(1)普通钢及低合金钢中锰的测定．5．计算

w(Mn)=V×f/m×100％"

式中w(Mn)——试样中锰的质量分数，％；

V——消耗亚砷酸钠一亚硝酸钠的体积，mL；

f——亚砷酸钠一亚硝酸钠标准溶液对锰的滴定度，g／mL；

m——称取的试样量，g。

6．附注

(1)分析生铁或钢中含有石墨碳时，加入25mL水将溶液稀释，并将石墨碳及硅酸沉淀滤去，用硝酸溶液(2％)洗涤数次。

(2)溶液煮沸时间不能太长，否则分析结果偏低。

(3)标准样品和试样溶液滴定速度要求一致。

(4)高铬钢等难溶试样，可先加浓盐酸初步溶解后，补加适量硝酸处理。

(5)赶Cl-时，要求冒高氯酸白烟时间达1min以上，以后继续操作至加硝酸银溶液时应无白色沉淀产生为宜；可适当补加硝酸及高氯酸冒烟除尽Cl-。

7．测定范围：锰含量≤10％

(二)分光光度法

1．方法要点

以酸溶解试样，用硝酸银作催化剂，过硫酸铵氧化锰成高锰酸，测定吸光度。

2．试剂

(1)王水(盐酸十硝酸=2+1)。

(2)高氯酸(浓)。

(3)混合酸1g硝酸银溶于500mL水中，加入25mL浓硫酸，30mL浓磷酸．30mL浓硝酸，用水稀释至1L。

(4)过硫酸铵溶液(15％)。

(5)EDTA溶液(5％)。

(6)高锰酸钾标准溶液[c(1/5KMnO4)=0.01mol/L]。

3．分析步骤

称取0.5000g试样于150mL锥形瓶中，加入15～20mL王水，加热溶解后加人5mL高氯酸，继续加热至冒白烟1min。冷却，加入少量水溶解盐类，并移人50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

吸取5mL试液于150mL锥形瓶中，加入20mL混合酸，加热近沸．加入5mL过硫酸铵溶液，煮沸1min。冷却后，移人50mL容量瓶中．用水稀释至刻度，摇匀。

空白液：取少量试液加入2滴EDTA溶液，至颜色褪尽。

在渡长530nm处，用2cm比色皿，用空白液调零，测定吸光度。

4．标准曲线的绘制

(1)标准样品的曲线称取相同或相近牌号，不同锰量的标准样品，同试样操作，绘制吸光度和锰量的标准曲线。

(2)标液的曲线吸取1，3，5，7，9mL高锰酸钾标准溶液于一组50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，同试样操作，绘制吸光度和锰量的标准曲线。

5．附注

(1)本法最适于高铬钢、镍铬不锈钢中锰的测定。

(2)碳钢或低合金钢可用以下方法：称取0.1000～0.5000g试样加20mL混酸溶解．加过硫酸铵5mL，并加热煮沸1min，冷却后以水稀释至50mL。以水作空白测其吸光度。

(3)生铁试样溶解后，需将石墨碳滤去，以后按(2)碳钢或低合金钢步骤进行。

6．测定范围

锰含量0.070％～1.00％。

§8.7硅的测定§8.7硅的测定

测定方法很多：重量法，滴定法，光度法等。重量法是最经典的测定方法，具有准确、适用范围广等特点。光度法具有简单、快速、准确等特点，是目前实际应用最广泛的方法。其中应用最多的是硅钼蓝光度法。以下介绍硅钼蓝光度法。一、方法原理试样用稀酸溶解后，使硅转化为可溶性硅酸:3FeSi+l6HNO3=3Fe(NO3)3+3H4SiO4+7NO+2H2OFeSi+H2SO4+4H2O=FeSO4+H4SiO4+3H2加入KMnO4氧化Fe2+，过量的KMnO4再用NaNO2还原；在弱酸性溶液中，加入钼酸，使其与H4SiO4反应生成氧化型的黄色硅钼杂多酸(硅钼黄)，在草酸的作用下，用硫酸亚铁铵将其还原为硅钼蓝。H4SiO4+12H2MoO4=H8[Si(Mo2O7)6]+10H2O

于波长810nm处测定硅钼蓝的吸光度。本法适用于铁、碳钢、低合金钢中0.030～l.00%酸溶硅含量的测定。

一、方法原理二、主要试剂与仪器

1.试剂

1．1纯铁（硅的含量小于0.002%）；

1．2钼酸铵溶液（50g/L）；

1．3草酸溶液(50g/L)1．4硫酸亚铁铵溶液(60g/L)；

1．5硅标准溶液(20g/mL)2．仪器

721等类型的光度计。三、分析步骤(1)称样：称取0.1g左右，置于150mL烧杯中；(2)分解试样：加入30mL硫酸(1+17)，低温缓慢加热（不要煮沸）至试样完全溶解（并不断补充蒸发失去的水分)。煮沸，滴加KMnO4溶液至析出二氧化锰水合物沉淀。再煮沸约lmin，滴加亚硝酸钠溶液至试液清亮，继续煮沸lmin～2min(如有沉淀或不溶残渣，趁热用中速滤纸过滤，用热水洗涤)。冷却至室温，将试验溶液移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。(3)测定：移取10.00mL上述试验溶液二份，分别置于50mL容量瓶中(一份作显色溶液用，一份作参比溶液用)。

显色溶液

小心加入5.0mL钼酸铵溶液，混匀。放置15min或沸水浴中加热30s，加入l0mL的草酸溶液，混匀。待沉淀溶解后30s内，加入5.0mL的硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，混匀。

参比溶液加入10.0mL草酸溶液、5.0mL钼酸铵溶液、5.0mL硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，混匀。三、分析步骤(4)将显色溶液移入lcm吸收皿中，以参比溶液为参比，于分光光度计波长810nm处测量溶液的吸光度值。对没有此波长范围的光度计，可于680nm处测量。

三、分析步骤工作曲线绘制移取数份已知硅含量的纯铁或低硅标样作底样。移取0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00mL硅标准溶液(20g/mL)，分别加入上述数份底样中，以下按分析步骤进行。用硅标准溶液中硅量和纯铁中硅量之和为横坐标，测得的吸光度值为纵坐标，绘制工作曲线。

硅的质量分数按下式计算：

式中

m1—从工作曲线上查得的硅量，g；

V1—移取试验溶液的体积，mL；

V—试验溶液的总体积，mL

m—称样量，g。

AA