第八章 鋼鐵分析

第八章鋼鐵分析§8.1概述§8.2鋼鐵試樣的采集§8.3總碳的測定§8.4硫的測定§8.5磷的測定§8.6錳的測定§8.7硅的測定紅河鋼鐵廠§8.1概述了解鋼的生產(chǎn)過程，進一步理解五大元素在鋼中的作用，證明測定的意義。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、硫、磷、硅、錳等元素。

主要內(nèi)容：焦炭還原鐵礦石，生成粗制鐵——生鐵

石灰石CaCO3除SiO2鋼C：0.05～1.7％S、P雜質(zhì)≤0.05％Mn、Si很低§8.1概述§8.1概述一、鋼鐵的分類鋼鐵生鐵：含碳量2.5-4%白口鐵/煉鋼生鐵灰口鐵/鑄造生鐵

鋼：含碳量0.05-1.7%碳素鋼合金鋼鐵合金1、生鐵§8.1概述鐵礦石和焦炭、石灰石按一定比例配合，經(jīng)過高溫煅燒、冶煉，則鐵礦石被焦炭還原，生成粗制的鐵，稱生鐵。鐵礦石主要成分是氧化鐵(Fe2O3)，還含有其他金屬的硅酸鹽或非金屬雜質(zhì)，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。如果在生鐵中加入其他輔助材料，進一步冶煉，則雜質(zhì)被進一步氧化除去，同時控制含碳量降至一定限度，Si、Mn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。2、鋼碳素鋼按含碳量分低碳鋼：C＜0.25％，稱純鐵或熟鐵中碳鋼：C0.25～0.60％高碳鋼：C＞0.60%鋼碳素鋼C：0.05～1.7％合金鋼§8.1概述特種鋼：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）。Ni鋼：有較強的強度及韌性，多用于承受沖擊或強大壓力的制件，含Ni36%的鑄鋼受熱時幾乎不膨脹，可制精密儀器。Cr鋼：增強耐熱耐腐蝕性，多用于制造滾珠軸承或工具，含Cr12.5–18%的鉻鋼或含鉻0.6–1.75%、Ni1.25%的鎳鉻鋼，又稱不銹鋼，可制高壓鍋等多種物品。W鋼：具有極強的耐熱性，受熱至白熱化仍不軟化，常用于制造運轉(zhuǎn)的機件或刀具。各種合金鋼具有獨特的性能而用于特殊用途。§8.1概述二、各元素在鋼中的形態(tài)和作用主要是C、S、Si、Mn、P（一）碳鋼鐵中的C來源：原料中的焦炭

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、品級的主要標(biāo)志。

碳的形態(tài)：§8.1概述碳決定鋼的性能。碳在鋼中可作為硬化劑和加強劑，正是由于碳的存在，才能用熱處理的方法來調(diào)節(jié)和改善其機械性能。

對存在狀態(tài)的影響

灰口生鐵，游離的C多，軟而韌→用于鑄造

白口生鐵，化合物C多，硬而脆→用于煉鋼§8.1概述（二）硅

1、來源

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，也有時形成固熔體或硅酸鹽?！?.1概述

3、性能

(1)增強鋼的硬度、彈性及強度，提高抗氧化能力及耐酸性；(2)促使C以游離態(tài)存在，使鋼具有流動性，易于鑄造(3)

類型

a一般生鐵或碳素鋼Si含量<1%b電器用硅鋼Si含量可達4%c特殊用途的硅鐵、硅鋼等合金，Si含量高達12–95%如：含Si12–14%的鐵合金稱硅鐵；含Si12%，Mn20%的鐵合金稱硅鏡鐵，主要用作煉鋼脫氧劑?！?.1概述

(三)錳

1、來源

少量由原料礦石中引入，主要是在冶煉鋼鐵過程中作為脫硫脫氧劑有意加入。

2、形態(tài)

鋼鐵中主要以MnS狀態(tài)存在，如S含量較低，過量的錳可能組成MnC、MnSi、FeMnSi等，呈固熔體狀態(tài)存在。

§8.1概述

3、性能

增強鋼的硬度，減弱延展性。

4、類型

生鐵Mn0.5%-6%碳素鋼Mn0.3–0.8%錳鋼Mn>0.8%高錳鋼高達13%-14%含Mn12%-20%的鐵合金為鏡鐵含Mn60%-80%的鐵合金為錳鐵

各種型號的高錳鋼，具有良好的彈性及耐腐蝕性。用于制造彈簧、齒輪、轉(zhuǎn)軸、鐵路道岔等此兩種主要用于煉鋼做脫硫劑（四）硫

——有害成分

1來源：主要由焦炭或原料礦石引入

2形態(tài)：主要以MnS或FeS狀態(tài)存在若：§8.1概述

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，F(xiàn)eS熔融，鋼鐵的晶粒失去連接作用而脆裂。（五）磷——有害雜質(zhì)1來源：由原料中引入，有時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，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)。但是P也有其作用：P↑→流動性↑→易鑄造并可避免在軋鋼時軋輥與壓件粘合

因此在特殊情況下常有意加入一定量P達此目的。

§8.1概述4.類型

:

生鐵P<0.3%碳素鋼P<0.06%優(yōu)質(zhì)鋼P<0.03%特殊用途：軋輥鋼高達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：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有時以固熔體或硅酸鹽

MnC,MnS,FeMnSi固熔體MnS,FeSFe2P,Fe3P來源焦炭原料礦石；脫氧或特殊需要而加入原料礦石；作脫硫脫氧劑焦炭或原料礦石引入原料引入；特殊需要加入各元素在鋼中的形態(tài)和作用表硬度含量高含量低↑↑產(chǎn)生熱脆性產(chǎn)生冷脆性↑↓延展性韌性熔點↓↑鋼：S<0.05%生鐵：<0.35%生鐵P<0.3%碳素<0.06%優(yōu)質(zhì)<0.03%軋輥鋼高達0.4–0.5%磷鐵15–20%之間↓↑↓↑彈性強度抗氧化性↑↑↑↑流動性↑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↑檢測意義決定鋼鐵型號及用途主要指標(biāo)直接影響鋼鐵性能控制一定量有害成分嚴格降至一定量C

Si

MnSP三、檢測意義綜上所述，C——確定鋼鐵型號及用途→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→嚴格降至一定量因此，對于生鐵和碳素鋼：C、Si、Mn、S、P等五種元素的含量是冶金或機械工業(yè)化驗室日常生產(chǎn)控制的重要指標(biāo)?！?.1概述§8.2鋼鐵試樣的采集

一、采集規(guī)則二、鋼材分析試樣的采集大斷面鋼材小斷面鋼材鋼板取樣

三、熔煉分析試樣的采集§8.2鋼鐵試樣的采集§8.3總碳的測定§8.3總碳的測定測定各種形態(tài)的碳屬于相分析；在成分分析中，一般鋼樣只測定總碳量；生鐵試樣除測定總碳量外，常分別測定

游離碳和化合碳的含量。生鐵C＞1.7%,鋼含C0.2～1.7%?？偺剂康臏y定方法基本原理：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)方法測定。氣體容量法非水滴定法儀器分析法§8.3總碳的測定燃燒-氣體容積法(氣體容量法)是目前國內(nèi)外廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)方法。優(yōu)點：成本低，有較高的準(zhǔn)確度，測得結(jié)果是總碳量的絕對值。缺點是要求有較熟練的操作技巧，分析時間較長，對低碳試樣測定誤差較大。§8.3總碳的測定（一）

方法原理試樣在1200～1300℃的高溫O2氣流中燃燒，鋼鐵中的碳被氧化生成CO2:C+O2=CO24Fe3C+13O2=

4CO2+6Fe2O3Mn3C+3O2=CO2+Mn3O3FeS+5O2=Fe3O4+3SO23MnS+5O2=Mn3O4+3SO2§8.3總碳的測定（一）

方法原理生成的CO2與過剩的O2經(jīng)導(dǎo)管引入量氣管，測定容積，然后通過裝有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)此計算出試樣中碳的質(zhì)量分數(shù)?！?.3總碳的測定（二）主要試劑1.氫氧化鉀吸收劑溶液(400g/L)；

2.除硫劑

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）。

§8.3總碳的測定圖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.溫度自動控制器.15.供氧旋塞（三）儀器（四）分析步驟

(1)準(zhǔn)備工作將爐溫升至1200～1350℃，(2)檢查管路是否漏氣，裝置是否正常，(3)排出系統(tǒng)內(nèi)的氣體，空燒30min，(4)燃燒標(biāo)準(zhǔn)樣品，使封閉液被CO2飽和，(5)測定樣品稱樣,置于瓷舟中→助熔劑覆蓋于試樣上面→將瓷舟放入瓷管內(nèi)→預(yù)熱lmin，通氧→15s后打開閥門使CO2進入量氣筒→約2min后燃燒完全，可停止加熱→測定氣體體積→用KOH吸收CO2→測定剩余氣體體積?！?.3總碳的測定（五）

測定條件

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，試樣中硫也轉(zhuǎn)化為SO2：

如果生成的SO2，在吸收前未能除去，同樣被KOH溶液吸收，干擾碳的測定。常用MnO2、AgVO3除去混合氣體中的SO2§8.3總碳的測定3.測定中應(yīng)注意的問題

3.1助熔劑中含碳量一般不超過0.005%;3.2樣品的放置要均勻地鋪在瓷舟中;3.3定碳儀應(yīng)裝置在室溫較正常的地方(距離高溫爐約300～500mm)；3.4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，才可進行試樣測定。3.5對測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除硫管?！?.3總碳的測定3.測定中應(yīng)注意的問題

3.6吸收器、水準(zhǔn)瓶內(nèi)溶液及混合氣體三者的溫度應(yīng)基本相同，否則將產(chǎn)生正負空白值。3.7如分析完高碳試樣后，應(yīng)通氧空燒一次，才可以接著做低碳試樣分析。3.8當(dāng)洗氣瓶中硫酸體積顯著增加及二氧化錳變白時，說明已失效，應(yīng)及時更換。3.9觀察試樣是否完全燃燒，如燃燒不完全，需重新分析。3.10爐子升溫應(yīng)開始慢，逐步加速，以延長硅碳棒壽命。3.測定中應(yīng)注意的問題3.11分析前，應(yīng)先檢查儀器各部分是否漏氣。工作開始前及工作中，均應(yīng)燃燒標(biāo)準(zhǔn)樣品，判定工作過程中儀器的準(zhǔn)確性。3.12吸收前后觀察刻度的時間應(yīng)一致。吸收后觀察刻度時，量氣管及水準(zhǔn)瓶內(nèi)液面與視線應(yīng)處在同一水平線上。3.13吸收器中KOH溶液使用時間長后也應(yīng)進行更換，一般在分析2000次后更換，否則吸收效率降低，使測定結(jié)果偏低。3.14測定中應(yīng)記錄溫度與大氣壓力，以確定校正系數(shù)f。(六)分析結(jié)果計算

結(jié)果可按下式計算：m——鋼鐵試樣的質(zhì)量，g；V——CO2實測體積，mL；K——溫度、壓力校正系數(shù)；0.0005——16℃、101.3kPa條件下單位體積所含碳質(zhì)量，g/mL；§8.3總碳的測定說明：(1)K——溫度、壓力校正系數(shù),求法如下：

根據(jù)氣態(tài)方程，有

：即：P，t——現(xiàn)場測得的氣壓、溫度值；p——根據(jù)t值查表得到的飽和水蒸汽氣壓值，kPa；1.813——16℃、101.3kPa時飽和水蒸氣氣壓值。說明：(2)0.0005——特殊狀態(tài)下每毫升CO2氣體的質(zhì)量，g/mL；特殊狀態(tài)下，每molCO2氣體的質(zhì)量為12g，即12g/mol;其體積為24000mL，即24000mL/mol則每毫升CO2氣體的質(zhì)量為：g/mL；§8.4硫的測定§8.4硫的測定

S——有害成分(熱脆性)，含硫量應(yīng)嚴格控制于一定范圍硫的測定方法很多：高溫燃燒法：碘量法、酸堿滴定法、光度法經(jīng)典的硫酸鋇重量法用于測定高硫試樣；燃燒-滴定法具有簡單、快速、準(zhǔn)確及適應(yīng)面廣的特點，被廣泛采用，它也是國內(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。(一)原理燃燒：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

關(guān)系式：IO3-～3I2～3SO32-～3S∴鋼鐵試樣＋O21300℃左右SO2H2O吸收H2SO3[H+]KIO3-KI↓淀粉SO42－，藍色出現(xiàn)(二)主要試劑及儀器1.碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液c(1/6KIO3)=0.01000mol/L、

0.001000mol/L、

0.0002500mol/L；2．淀粉吸收液(10g/L)；

3.助熔劑4.鋼鐵定硫儀§8.4硫的測定

（三）儀器裝置供氧部分、燃燒部分、洗氣部分于鋼鐵定碳儀相同；圖為定硫儀的滴定部分裝置1.球形管2.滴定管3.吸收杯§8.4硫的測定

(四)測定步驟(1)準(zhǔn)備工作預(yù)熱：將爐溫升至1200～1350C，試漏；瓷舟處理：1000C灼燒1h，1300C通氧燃燒1－2min，取出冷卻待用；瓷管處理：用廢棄樣品通氧多次灼燒，使系統(tǒng)對硫飽和；淀粉溶液準(zhǔn)備：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標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺藍色不褪（析出I2），關(guān)閉氧氣。目的？(四)測定步驟

(2)試樣的測定：稱取適量試樣，置于瓷舟中，加入適量助熔劑，將瓷舟推至高溫處，預(yù)熱0.5～1.5min，通氧，控制氧速為1500～2000mL/min，燃燒后的混合氣體導(dǎo)入吸收杯中，使淀粉吸收液藍色開始消褪，立即用KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定并使液面保持藍色；當(dāng)吸收液褪色緩慢時，滴定速度也相應(yīng)減饅，直至吸收液的色澤與原來的終點色澤相同，間歇通氣后，色澤不變即為終點。計算：

c—KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

V—滴定試樣所消耗KIO3標(biāo)液的體積，mL；

V0—滴定空白樣所消耗KIO3標(biāo)液的體積，mL；

G—試料的質(zhì)量，g。(五)測定條件

助熔劑用量SO2的轉(zhuǎn)化率SO2的回收率連續(xù)測定10個樣品后，就應(yīng)清除管內(nèi)的氧化物

(二)燃燒—酸堿滴定法原理：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)量分數(shù)。吸收：SO2+H2O=H2SO3H2SO3+H2O2=H2SO4+H2O滴定：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O本法克服了SO2在吸收器中逃逸的現(xiàn)象，對滴定速度沒有要求，尤其適合于C-S的聯(lián)合測定。該法終點敏銳，操作方便；燃燒過程中即使有SO3產(chǎn)生也能被滴定，不影響測定結(jié)果?！?.5磷的測定P——使鋼鐵具有冷脆性，但同時又可避免軋鋼時軋輥與壓件粘合，使其易于鑄造。磷的測定方法：有重量法、滴定法、光度法。一般：使P→PO43-，再與鉬酸銨反應(yīng)生成磷鉬酸，在此基礎(chǔ)上可用重量法、酸堿滴定法、磷鉬藍光度法進行測定。部頒標(biāo)準(zhǔn)：磷鉬藍光度法

§8.5磷的測定

磷鉬藍光度法原理：試樣分解，使P→PO43-，

磷鉬雜多酸磷鉬藍,于660nm波長處測吸光度。測定的條件：酸度：0.8-1.1mol/LHNO3＜0.7mol/L時，過量的鉬酸銨也被SnCl2還原；1.1-1.4mol/L時，只有部分磷鉬黃被SnCl2還原；＞1.4mol/L時，磷鉬藍分解，無藍色產(chǎn)生。硅的干擾：形成藍色的硅鉬藍，干擾測定加鉬酸銨后快速加入酒石酸還原劑，與多余的鉬酸銨反應(yīng)，阻止其與硅反應(yīng)；基體Fe3＋的干擾：用NaF絡(luò)合，消除；鉬酸銨(黃色)SnCl2還原§8.6錳的測定錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，能降低由于鋼中的硫所引起的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能，提高鋼的可鍛性。增加錳的含量,可提高鋼的強度和硬度。錳在鋼中通常以固溶體及化合態(tài)形式存在。普通鋼中含錳量為0.25％～8％，低合金錳鋼中錳的含量為0.8％～1.5％，耐磨的高錳鋼的錳量達14％。錳的化合物易溶于硫酸、稀硝酸，形成二價離子。在錳的化臺物中，二價錳離子最穩(wěn)定。這種離子在酸性條件下可能被氧化成七價錳，即高錳酸。用還原劑標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定或根據(jù)高錳酸根顏色的深度與含量成正比來用分光光度法都可測定錳含量。

錳的分析方法：國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法有：GB／T223.4—1988《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法硝酸銨氧化容量法測定錳量》；GB／T223.58一1987《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法亞砷酸鈉一亞硝酸鈉滴定法測定錳量》；GB／T223.63—1988《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法高碘酸鋼(鉀)光度法測定錳量》；GB／T223.64-1988《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法火焰原于吸收光譜法測定錳量》。工廠實用分析方法有：過硫酸銨法、分光光度法。

（一）過硫酸銨與銀鹽氧化一亞砷酸鈉與亞硝酸鈉滴定法1．方法要點

試樣以硫、磷、硝混酸溶解，并以硝酸銀為催化劑，用過硫酸銨將錳氧化為高錳酸。然后用亞砷酸鈉-亞硝酸鈉還原。

2．主要反應(yīng)

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．試劑

(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(鹽酸+硝酸=3+1)。

(4)高氯酸(濃)。

(5)硝酸銀溶液(1.7％)。

(6)過硫酸銨溶液(25％)。

(7)氯化鈉溶液(1％)。

(8)亞砷酸鈉一亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液{c[1/2(Na3AsO3-NaNO3)]=0.05mol/L}稱取1.25g三氧化二砷固體于250mL燒杯中，加入50mLNaOH溶液(1mol／L)，微熱使其溶解，然后用硫酸溶液[c(1/2H2SO4)=1mol/L]中和至中性，加入2g碳酸氫鈉，0.95g亞硝酸鈉，待完全溶解后移入1L容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

4．分析步驟

(1)普通鋼及低合金鋼中錳的測定稱取0.5000g試樣于250mL錐形瓶中，加入30mL混酸甲，加熱溶解，煮沸2～3min，以驅(qū)盡氮的氧化物。于溶液中加入80mL水，5mL硝酸銀溶液，10mL過硫酸銨溶液，加熱．煮沸30～40s，取下．靜置1-2min。流水冷卻至室溫。

溶液中加入5mL氯化鈉溶液，立即用亞砷酸鈉－亞硝酸鈉滴定至紅色消失。

(2)高錳鋼中錳的測定稱取0.1000g試樣于250mL錐形瓶中，加入10mL混酸乙，低溫溶解，并驅(qū)盡氮氧化物。加入80mL水，10mL硝酸銀溶液，40mL過硫酸銨溶液，加熱，煮沸30-40s。取下，靜置1min，流水冷卻至室溫；

加入5mL氯化鈉溶液，搖勻．立即用亞砷酸鈉一亞硝酸鈉滴至紅色消失。

(3)高鉻鋼中錳的測定稱取0.5000g試樣于250mL錐形瓶中．加入10mL王水，加熱溶解．再加入10mL高氯酸，加熱至冒高氯酸白煙，用濃鹽酸使鉻揮發(fā)盡，并驅(qū)盡Cl-至近干，取下，稍冷。

以下操作同(1)普通鋼及低合金鋼中錳的測定．5．計算

w(Mn)=V×f/m×100％"

式中w(Mn)——試樣中錳的質(zhì)量分數(shù)，％；

V——消耗亞砷酸鈉一亞硝酸鈉的體積，mL；

f——亞砷酸鈉一亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對錳的滴定度，g／mL；

m——稱取的試樣量，g。

6．附注

(1)分析生鐵或鋼中含有石墨碳時，加入25mL水將溶液稀釋，并將石墨碳及硅酸沉淀濾去，用硝酸溶液(2％)洗滌數(shù)次。

(2)溶液煮沸時間不能太長，否則分析結(jié)果偏低。

(3)標(biāo)準(zhǔn)樣品和試樣溶液滴定速度要求一致。

(4)高鉻鋼等難溶試樣，可先加濃鹽酸初步溶解后，補加適量硝酸處理。

(5)趕Cl-時，要求冒高氯酸白煙時間達1min以上，以后繼續(xù)操作至加硝酸銀溶液時應(yīng)無白色沉淀產(chǎn)生為宜；可適當(dāng)補加硝酸及高氯酸冒煙除盡Cl-。

7．測定范圍：錳含量≤10％

(二)分光光度法

1．方法要點

以酸溶解試樣，用硝酸銀作催化劑，過硫酸銨氧化錳成高錳酸，測定吸光度。

2．試劑

(1)王水(鹽酸十硝酸=2+1)。

(2)高氯酸(濃)。

(3)混合酸1g硝酸銀溶于500mL水中，加入25mL濃硫酸，30mL濃磷酸．30mL濃硝酸，用水稀釋至1L。

(4)過硫酸銨溶液(15％)。

(5)EDTA溶液(5％)。

(6)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(1/5KMnO4)=0.01mol/L]。

3．分析步驟

稱取0.5000g試樣于150mL錐形瓶中，加入15～20mL王水，加熱溶解后加人5mL高氯酸，繼續(xù)加熱至冒白煙1min。冷卻，加入少量水溶解鹽類，并移人50mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

吸取5mL試液于150mL錐形瓶中，加入20mL混合酸，加熱近沸．加入5mL過硫酸銨溶液，煮沸1min。冷卻后，移人50mL容量瓶中．用水稀釋至刻度，搖勻。

空白液：取少量試液加入2滴EDTA溶液，至顏色褪盡。

在渡長530nm處，用2cm比色皿，用空白液調(diào)零，測定吸光度。

4．標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

(1)標(biāo)準(zhǔn)樣品的曲線稱取相同或相近牌號，不同錳量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，同試樣操作，繪制吸光度和錳量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(2)標(biāo)液的曲線吸取1，3，5，7，9mL高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組50mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，同試樣操作，繪制吸光度和錳量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

5．附注

(1)本法最適于高鉻鋼、鎳鉻不銹鋼中錳的測定。

(2)碳鋼或低合金鋼可用以下方法：稱取0.1000～0.5000g試樣加20mL混酸溶解．加過硫酸銨5mL，并加熱煮沸1min，冷卻后以水稀釋至50mL。以水作空白測其吸光度。

(3)生鐵試樣溶解后，需將石墨碳濾去，以后按(2)碳鋼或低合金鋼步驟進行。

6．測定范圍

錳含量0.070％～1.00％。

§8.7硅的測定§8.7硅的測定

測定方法很多：重量法，滴定法，光度法等。重量法是最經(jīng)典的測定方法，具有準(zhǔn)確、適用范圍廣等特點。光度法具有簡單、快速、準(zhǔn)確等特點，是目前實際應(yīng)用最廣泛的方法。其中應(yīng)用最多的是硅鉬藍光度法。以下介紹硅鉬藍光度法。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+2H2OFeSi+H2SO4+4H2O=FeSO4+H4SiO4+3H2加入KMnO4氧化Fe2+，過量的KMnO4再用NaNO2還原；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。H4SiO4+12H2MoO4=H8[Si(Mo2O7)6]+10H2O

于波長810nm處測定硅鉬藍的吸光度。本法適用于鐵、碳鋼、低合金鋼中0.030～l.00%酸溶硅含量的測定。

一、方法原理二、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等類型的光度計。三、分析步驟(1)稱樣：稱取0.1g左右，置于150mL燒杯中；(2)分解試樣：加入30mL硫酸(1+17)，低溫緩慢加熱（不要煮沸）至試樣完全溶解（并不斷補充蒸發(fā)失去的水分)。煮沸，滴加KMnO4溶液至析出二氧化錳水合物沉淀。再煮沸約lmin，滴加亞硝酸鈉溶液至試液清亮，繼續(xù)煮沸l(wèi)min～2min(如有沉淀或不溶殘渣，趁熱用中速濾紙過濾，用熱水洗滌)。冷卻至室溫，將試驗溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。(3)測定：移取10.00mL上述試驗溶液二份，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5.0mL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5.0mL的硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，混勻。

參比溶液加入10.0mL草酸溶液、5.0mL鉬酸銨溶液、5.0mL硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，混勻。三、分析步驟(4)將顯色溶液移入lcm吸收皿中，以參比溶液為參比，于分光光度計波長810nm處測量溶液的吸光度值。對沒有此波長范圍的光度計，可于680nm處測量。

三、分析步驟工作曲線繪制移取數(shù)份已知硅含量的純鐵或低硅標(biāo)樣作底樣。移取0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00mL硅標(biāo)準(zhǔn)溶液(20g/mL)，分別加入上述數(shù)份底樣中，以下按分析步驟進行。用硅標(biāo)準(zhǔn)溶液中硅量和純鐵中硅量之和為橫坐標(biāo)，測得的吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。

硅的質(zhì)量分數(shù)按下式計算：

式中

m1—從工作曲線上查得的硅量，g；

V1—移取試驗溶液的體積，mL；

V—試驗溶液的總體積，mL

m—稱樣量，g。

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