2023生铁多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）

生铁多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）PAGEPAGE11PAGEPAGE10生铁多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）范围本文件规定了生铁中碳、锰、硅、磷、硫、铬、镍、钼、钒、铜、钛、铝、硼、砷、铌、钨、钴、铅、锡、锑、铋、锌和锆元素含量的火花放电原子发射光谱分析方法。本方法适用于炼钢生铁、铸造生铁、球墨铸铁用生铁、含钒生铁、高纯生铁等白口化样品的分析。231。表1各元素测定范围元素测定范围/%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规范性引用文件（不包括勘误的内容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/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法方法原理（或强度比)与浓度的关系，通过校准曲线计算被测元素的含量。仪器火花放电原子发射光谱仪主要由以下单元组成。激发光源激发光源应是一个稳定的高能预火花激发光源。火花室氩气系统对电极4mm〜8mm30°〜120°的圆99%1mm分光计0.6nm/mm0.35m〜1.0m165.0nm〜425.03Pa(170nm99.999%)。测光系统取样和样品制备取样模具GB/T××××—202×取样应保证样品为白口化且均匀、无物理缺陷。取样模具取样前型腔保持干净，并保持150℃～220℃的模具温度，避免样品表面因热应力被拉裂。现场铁水取制样应按GB/T20066的规定执行。对于高碳高硅生铁，比如铸造生铁，取样模具的取样厚度为4～6mm，长度和宽度不小于32mm。制样从模具取出的样品，采用砂轮机、砂纸磨盘或砂带研磨机研磨，研磨材料有氧化铝、氧化锆和碳化0.30mm～0.71mm（50目～25目标准样品和分析样品应在同一条件下研磨，不得过热。注1：选择的研磨材料可能对相关痕量元素带来影响。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。系列标准样品、标准化样品和类型标准化样品系列标准样品5个以上的水平。分析元素的含量必须有准确定值，并附有较小的不确定度。标准化样品标准化样品校正的是仪器漂移引起的光强值的偏离，标准化样品的低点含量不应低于谱线的检出限，标准化样品的高点含量不应高于谱线的线性区。类型标准化样品仪器的准备仪器的存放光谱仪应按仪器厂家推荐的要求，放置在防震、洁净的实验室中，通常室内温度保持在15℃~3080%,5℃。电源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3Ω。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。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。光学系统聚光镜应定期清洗,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、分光原件及出射狭缝在光路的正确位置。测光系统停机后,重新开机,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。校准校准曲线法在所选定的工作条件下，激发系列有证标准样品，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。持久校准曲线法类型标准化校准类型标准化又称为控制样品法。首先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的分析结果与其标准值之间的差值，对分析样品的分析结果进行校准。注3：对于分析结果的类型标准化校准一般采用单点校准，在一定条件下可采用两点校准，具体内容可参见附录A。分析条件和分析步骤分析条件本标准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

GB/T××××—202×项目内容分析间隙3mm～6mm氩气流量冲洗：3L/min～15L/min测量：2.5L/min～10L/min静态：0L/min～1L/min冲洗时间0s～3s预燃时间5s～20s积分时间2s～20s放电形式预燃期间高能放电，积分期间低能放电表3推荐的内标线和分析线元素波长/nm可能的干扰元素Fe内标线)内标线)内标线)内标线)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分析步骤7.2～7.6的要求准备好仪器。分析工作前，先激发一块样品2次～5次，确认仪器处于最佳工作状态。校准曲线的绘制：在所选定的工作条件下，激发一系列标准样品，每个样品至少激发3次，以每个待测元素相对强度平均值和标准样品中该元素的浓度值绘制校准曲线。注3：标准化样品和验证样品与系列标准样品一起激发，激发次数不少于6次，以获得初始值及标准偏差。定期应用标准化样品对仪器进行校正，校正的间隔时间取决于仪器的稳定性。按9.2.22分析结果的计算根据分析线的相对强度(或绝对强度),从校准曲线上求出分析元素的含量。将独立的重复结果之差与表4中的重复限r进行比较，使用附录B中给出的程序执行和报出。待测元素的分析结果，应在校准曲线所用的一系列标准样品的含量范围内。精密度按照GB/T6379.2，对得到的结果进行统计处理。各元素的含量与试验结果的重复性限(r)、室内再现性限(RW)和再现性限(R)的函数关系式汇总于表4。表4 精密度元素水平范围，%重复性r/%室内再现性RW/%再现性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元素水平范围，%重复性r/%室内再现性RW/%再现性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重复性限（r）、室内再现性（Rw）、再现性限（R）按表4的方程求得。（r）5%为前提。在室内再现性条件下，获得的两次独立测量结果的绝对差值不大于室内再现性限（Rw），以大于室内再现性限（Rw）的情况不超过5%为前提。（R）5%为前提。试验报告a）实验室的名称和地址b）试验报告的签发日期c）本标准的标准号d）识别试样必要的细节e）分析结果结果的编号GB/T××××—202×附录A（资料性）类型标准化校准方法概述单点类型标准化校准方法乘法校准若不怀疑给定区间[0，…,M00（0和一个标准样品。假定做如下假定：a）该方法使用的标准样品和空白样的接受值不存在误差（不对该假定做检验）；b）校准函数在［0,…M]区间内呈线性（不对该假定做检验）；c）剩余标准差为常数（不对该假定做检验）。单点乘法校准实验实验条件：实验条件应与测量系统的正常操作条件相同。2校准函数的估计模型该模型类似于常数剩余方差基本方法，但没有截距。该模型如下：ykxk

（A.1）式中：x——标准样品的可接受值；yk——-对标准样品的第k次测量值以k=1,…，K）；——y与标准样品测量期望值间的偏离（假定这些偏离相互独立，且服从均值0和方差2的正k k态分布）；β和2——将要通过实验数据估计的两个参数。β和的估计ˆyx

（A.2）1K12 2ˆ ykyKk1K

...（A.3）1K中y ykKk1K数据作图将实验数据作图，见图A.1。校准实验中所用标准样品的测量值从图A.1校准实验中所用标准样品的测量值图A.1单点乘法校准实验的数据示意图以校准函数变换后续测量值未知量的p次测量得到p个测量值y01,y02,…,y0p。p个测量值的均值y0为：1py0 y0kpk1pp=1yyx*y0

（A.4）0 01

0 ˆ0xbybxbA.2.1.3中的单点校准方法并做以下调整：yb;b ykybxbk；c）的估计变为yy/xxb 的估计不变;P次（yy…y），其真值的估计为x*xyy/ˆ。01 02 0p 0 b 0 bGB/T××××—202×采用单点乘法校准在［0,…,M]区间内，越接近“0”点越可靠，由于假定条件和限制因素较多，更多情况需要对这些条件进行验证。在远离检出限［P,…,Q]区间内，往往采用加法校准。加法校准的假定条件更少一些，一般情况不需要可靠性验证。加法校准单点加法校准实验2校准函数的估计模型式中：x——

ykxk

……（A.5）yk——-对标准样品的第k次测量值以k=1,…，K）；——y与标准样品测量期望值间的偏离（假定这些偏离相互独立，且服从均值0和方差2的正k k态分布）；δ和2——将要通过实验数据估计的两个参数。δ和的估计参数估计公式如下：

ˆyx

……（A.6）1K12 2ˆ ykyKk1K

...（A.7）1K中y ykKk1K数据作图），以类型标准化样品（xy）为中心，总存在一个平行于校准曲线的区间［P,…,Q]（A.1），在此区间内的任意一点与校准曲线的距离均相等。将实验数据作图，见图A.2。图A.2单点加法校准实验的数据示意图A.2.2.4以校准函数变换后续测量值未知量的p次测量得到p个测量值y01,y02,…,y0p。p个测量值的均值y0为：1py0 y0kpk1pp=1yyx*y

（A.8）0 01 0 0表A.1.类标准样品的控制范围（%m/m）标定值修正方式控制范围<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夹逼技