(高清版)GBT 223.90-2021 钢铁及合金　硅含量的测定　电感耦合等离子体原子发射光谱法

GB/T223.90—2021钢铁及合金硅含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法Iron,steelandalloy—Determinationofsiliconcontent—Inductivelycoupled(ISO/TR17055:2002,Steel—Determinationofsiliconcontent—Inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometricmethod,MOD)国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布国家市场监督管理总局IGB/T223.90—2021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。本文件使用重新起草法修改采用ISO/TR17055:2002《钢硅含量的测定电感耦合等离子体原本文件与ISO/TR17055:2002的技术差异及其原因如下：●用等同采用国际标准的GB/T●用等同采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T6379.1代替了ISO5725-1:1994(见9.2);6379.2代替了ISO5725-2:1994(见9.2);6682代替了ISO3696:1987(见第5章);●用非等效采用国际标准的GB/T12806代替了ISO1042:1998(见6.1);●用GB/T12808代替了ISO648:1977(见6.1);●用等同采用国际标准的GB/T20066代替了ISO14284:1996(见第7章);●删除了ISO5725-3:1994(见9.2)。——调整了第5章中所用的试剂及硅储备液浓度，并增加了用六氟硅酸胺配制硅储备液的方法；限”,与2004年以后发布的相关国际标准保持一致；——增加了“8.3.1试料溶液的制备”中对样品溶解温度的控制要求，以确保试料溶解过程中硅不本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。宋祖峰。1GB/T223.90—2021钢铁及合金硅含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法本文件规定了用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定硅含量的方法。本文件适用于生铁、铸铁、非合金钢、低合金钢及合金钢中质量分数为0.01%～5%的硅含量的测定。2规范性引用文件下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，注日期的引用文本文件。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/T6379.1—2004,ISO5725-1:1994,IDT)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/T6379.2—2004,ISO5725-2:1994,IDT)GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法(GB/T6682—2008,ISO3696:1987,MOD)GB/T12806实验室玻璃仪器单标线容量瓶(GB/T12806—2011,ISO1042:1998,NEQ)GB/T12808实验室玻璃仪器单标线吸量管GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法(GB/T20066—2006,ISO14284:本文件没有需要界定的术语和定义。4原理除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯试剂和GB/T6682中规定的二级水。2GB/T223.90—20215.5硝酸，p约1.42g/mL,稀释为1+1。称取0.500g高纯硅(质量分数不低于99.95%),精确至0.001g。置于100mL聚四氟乙烯烧杯应确保容量瓶使用温度与容量瓶校准时的温度一致。或称取1.5858g六氟硅酸铵(质量分数不小于99.99%),置于250mL聚四氟乙烯烧杯(见6.3)中，加入100mL水，10mL硝酸(见5.4),至溶解完全，滴加10mL氢氟酸(见5.2),将溶液转移至500mL聚丙烯容量瓶(见6.4)中，用水稀释至刻度，混匀。应确保容量瓶使用温度与容量瓶校准时的温度一致。此储备液1mL含500μg硅。氟酸(见5.2),用水稀释至刻度，混匀。应确保容量瓶使用温度与容量瓶校准此标准溶液1mL含100μg硅。本文件因使用氢氟酸，所有玻璃容量仪器均用耐氢氟酸材质(如聚丙烯)代替，容量仪器应参照GB/T12806和GB/T12808进行校准。使用普通实验室仪器以及下列仪器。6.2电感耦合等离子体光谱仪所用电感耦合等离子体发射光谱仪按照8.4优化后，应满足6.2.3～6.2.6给出的性能指标。3元素波长干扰元素Mo、Mn、W按A.2,计算短期精密度。连续测定10次浓度最高的校准溶液的绝对强度或强度比，计算其相对标准偏差(RSD),其RSD值应小于0.4%。6.2.5检出限(LOD)和定量限(LOQ)按A.3,在仅含分析元素的溶液中，计算分析谱线的检出限(LOD)和定量限(LOQ)。计算结果应低于表2中给出的数值。分析元素6.3聚四氟乙烯(PTFE)烧杯容积为100mL,250mL,500mL,1000mL。7取制样按GB/T20066或适当的钢铁国家标准取制样。4GB/T223.90—2021表3试料量硅含量(质量分数)%试料量g8.2空白试验称取0.10g或0.50g高纯铁(见5.1),用相同量的所有试剂，按相同的操作步骤与试料平行测定，如高纯铁中硅的质量分数大于0.001%,可用如下方法进行挥硅处理：将高纯铁置于150mL聚四8.3测定将试料置于150mL聚四氟乙烯烧杯(见6.3)中，加入10mL混合酸(见5.7),低温加热溶解试料(见5.2),摇匀，用可调温电热板或水浴加热5min,控制温度不超过60℃。取下，冷却至室温。转移至100mL聚丙烯容量瓶(见6.4)中，如使用内标，加入1.0mL内标溶液(见5.8)。用水稀释至刻度，混匀。如试液中有不溶残渣，干过滤，弃去第一次滤液，滤液直接用电感耦合等离子体原子发射光谱测定。8.3.2.1硅质量分数在0.01%～0.2%称取0.500g高纯铁(见5.1),分别置于6个聚四氟乙烯烧杯(见6.3)中，加入10mL混合酸(见将溶液转移至6个100mL聚丙烯容量瓶(见6.4)中，如采用内标法，在每个容量瓶中加入1.0mL内标溶液(见5.8)。用移液管或移液器(见6.5),按表4加入硅标准溶液(见5.10),用水稀释至刻度，混匀。5GB/T223.90—2021表4硅质量分数在0.01%～0.2%的校准曲线校准溶液编号SSSS硅标准溶液(5.10)加入体积/mL0校准溶液中硅的浓度/(ag/mL)0相应试料中硅的质量分数/%08.3.2.2硅质量分数在0.2%～5%称取0.100g高纯铁(见5.1),分别置于8个聚四氟乙烯烧杯(见6.3)中，加入10mL混合酸(见将溶液转移至8个100mL聚丙烯容量瓶(见6.4)中，如采用内标法，在每个容量瓶中加入1.0mL内标溶液(见5.8)。用移液管或移液器(见6.5),按表5加入硅标准溶液(见5.10)或硅储备液(见5.9),用水稀释至刻表5硅质量分数在0.2%～5%的校准曲线校准溶液编号SSSS₆S硅标准溶液(5.10)加入体积/mL0000000硅储备液(5.9)加入体积/mL00校准溶液中硅的浓度/(pg/mL)025相应试料中硅的质量分数/%0根据厂商说明优化仪器。6GB/T223.90—20218.5校准溶液的测量从最低浓度校准溶液S。开始到最高浓度校准溶液，依次测量分析线的绝对强度或强度比。每个校准溶液测量3次，计算平均强度。从每个校准溶液的平均绝对强度或平均强度比(Ia)减去校准溶液S。的平均绝对强度或平均强度比(I。),得到净绝对强度或净强度比(Im)。8.6校准曲线的绘制以硅的净强度或净强度比为y轴，校准溶液中硅的浓度(μg/mL)为x轴线性回归。计算校准曲线的相关系数，应符合6.2.6的规定。8.7试液的测量测量试液的绝对强度或强度比，每个试液测量3次，计算平均值。从每个溶液的平均绝对强度或平均强度比(I;)减去空白试验的平均绝对强度或平均强度比(I₀),得到净绝对强度或净强度比(In)。9试验数据处理9.1计算方法通过校准曲线(见8.6),由8.7中计算出的净强度或净强度比，计算试液中硅的质量浓度，以μg/mL表示。硅的质量分数ws,用%表示，按公式(1)计算：…………ps——试液中硅的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL);V——试液的体积，单位为毫升(mL);m——试料质量，单位为克(g)。9.2精密度本文件的精密度是2020年由16个实验室对硅的10个水平进行共同试验确定的。每个实验室对每个水平在GB/T6379.1规定的重复性条件下测定2次。所用试样、精密度试验原始数据及统计结果列于附录B的表B.1、表B.2和表B.3。按照GB/T6379.2对得到的结果进行统计分析。结果表明，硅含量m与试验结果的重复性限r和再现性限R呈对数关系，见表6。精密度数据图示见附录C中图C.1。表6硅的重复性限和再现性限元素范围(质量分数)/%重复性限r再现性限R硅0.01～5.07GB/T223.90—2021试验报告应包括下列内容：c)分析结果及其表达形式；d)所用分析谱线；e)测量过程中观察到的异常现象；f)对分析结果可能有影响而本文件中未规定的操作或者任选的操作。8(规范性)测量仪器性能指标的方法A.1光谱仪的实际分辨率分辨率的实际评估通常通过扫描选定谱线的波长，划出轮廓，测量半峰高处的峰宽，然后计算出分辨率，用纳米表示。如图A.1所示。Y213.80213.86ub213.92X分辨率=(213.92—213.80)×2/15=0.016(nm)标引序号说明：X——锌的波长，nm;Y——强度(任意单位);b峰宽度=15cm。图A.1计算实际分辨率实例A.2最小短期精密度对于特定的测量，评价仪器适用性的一个重要参数是发射信号的短期精密度，即快速连续地对同一试液进行重复测量，所得结果的接近程度。用测量信号的相对标准偏差(RSD)表示。对同一溶液连续测量10次，计算相对标准偏差RSD。A.3检出限(LOD)和定量限(LOQ)检出限和定量限代表一个分析方法的两个参数。二者源于重复性标准偏差。9GB/T223.90—2021制备2份溶液，所含分析物浓度为0和10倍预估检出限浓度，同时，溶液中应含有与被分析样品中相似的酸浓度和基体元素。将0试液喷入仪器约10s,在预设积分时间下读取10个读数。然后，对所含分析物浓度为10倍检出限的试液同样操作。通过强度读数，计算强度平均值X10,X。和0试液的标准偏差s。。用公式(A.1)计算10倍检出限浓度溶液的净平均强度(Xn10):Xn10=X10X₀…………(A.1)用公式(A.2)计算检出限：…………(A.2)式中：P1o——浓度为10倍检出限试液的浓度，单位为毫克每升(mg/L)。用公式(A.3)计算定量限：…………(A.3)GB/T223.90—2021(资料性)精密度试验附加资料精密度试验所用试样列于表B.1。精密度试验结果的原始数据和获得的硅的详细结果，见表B.2和表B.3是2020年由16个实验室对10个钢铁样品进行共同试验的结果经统计分析得到的。表B.1精密度试验样品信息序号样品编号样品类型硅含量(质量分数)%其他组分1材字287低合金钢0.011C0.237,S0.0062,V0.092,Cr1.62,Mn0.24,Ni3.87,Cu0.038,Mo0.3672GSB03-2460-2008合金钢0.021C0.498,Al0.01,P0.0063,S0.059,Ti0.223,V0.244,Cr0.036,Mn0.043,Co0.297,Ni0.175,Cu0.346,As0.09,Nb0.268,Mo0.02,Sn0.1043GBW(E)010521微合金钢0.065C0.369,Al0.242,P0.0075,S0.043,Ti0.299,V0.326,Cr0.077,Mn0.117,Co0.296,Ni0.21,Cu0.367,As0.238,Nb0.303,Mo0.029,Sn0.1034YSBCl1405-99合金钢0.16C0.52,P0.02,S0.0056,Cr0.57,Mn0.56,Ni1.55,Mo0.205GSBH40055高速工具钢0.521C0.941,P0.0235,S0.028,V0.184,Cr1.99,Mn0.441,Ni0.095,Mo0.112,W19.226不锈钢C0.027,S0.01,Ti0.22,Cr18.94,Mn1.97,Ni8.93,Cu0.247BH2016-5A生铁2