于錄軍++張穗忠++李潔++李杰

摘 要：鑄鐵碳硫?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)樣品是適用于鑄鐵碳硫分析的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)。研制的目的為了滿足鑄鐵成份分析的要求，增加國(guó)內(nèi)碳硫?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)樣品種類。本標(biāo)準(zhǔn)樣品的研制過程從樣品的冶煉、加工、均檢及定值過程嚴(yán)格按照GB/T15000《標(biāo)準(zhǔn)樣品工作導(dǎo)則》和YB/T082《冶金產(chǎn)品分析用標(biāo)準(zhǔn)樣品技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行，并定值了碳和硫兩個(gè)特性量值。

關(guān)鍵詞：鑄鐵 標(biāo)準(zhǔn)樣品 碳硫?qū)Ｓ?/p>

中圖分類號(hào)：0652.4；TQ421.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（a）-0077-02

鑄鐵具有耐磨、高強(qiáng)度等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于紡織、汽車、電力、家電、造船及國(guó)防等行業(yè)，其在生產(chǎn)實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)品質(zhì)量直接影響到下游產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。鑄鐵碳硫?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)樣品，是具有足夠的均勻性和很好的確定了化學(xué)成份的物質(zhì)，它作為成份分析的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于驗(yàn)證化學(xué)分析方法的可靠性，提高化學(xué)成份分析的準(zhǔn)確性都有著重要的作用和意義，被廣泛應(yīng)用于測(cè)量的質(zhì)量保證、產(chǎn)品的質(zhì)量管理、測(cè)量方法的評(píng)價(jià)以及相關(guān)法規(guī)的科學(xué)制定與有效實(shí)施[1]。

1 標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備

1.1 成分設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)樣品的成分設(shè)計(jì)一般是根據(jù)產(chǎn)品的成分要求對(duì)主成分、次成分進(jìn)行含量設(shè)計(jì)。該標(biāo)準(zhǔn)樣品主要是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 718-2005的鑄鐵產(chǎn)品成分要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能滿足現(xiàn)有產(chǎn)品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的要求，方便分析者使用。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品的冶煉

樣品采用中頻爐冶煉，冶煉原料采用碳含量2%、硫含量0.02%的生鐵，石墨為增碳劑，硫化鐵為增硫劑。澆鑄模具采用管式急冷模具，底部澆鑄。熱開模后進(jìn)行熱處理。

1.3 化學(xué)成分的符合性檢驗(yàn)及均勻性初檢

隨機(jī)選取1根鑄錠鉆屑樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，碳、硫采用紅外吸收法。結(jié)果表明，碳、硫均完全滿足成分設(shè)計(jì)要求。

隨機(jī)抽取3根鑄錠鉆屑樣采用紅外法進(jìn)行碳、硫化學(xué)成分分析，結(jié)果表明，不同鑄錠間的分析數(shù)據(jù)差小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許差（GB/T20123-2006），不存在明顯偏差，鑄錠間不存在明顯偏析。

隨機(jī)抽取1根鑄錠，在頭部、尾部及橫截面的邊部、半徑1/2處、中心部位等不同部位鉆屑樣，采用紅外法進(jìn)行碳、硫化學(xué)成分分析。數(shù)據(jù)表明，鑄錠沿軸向和徑向測(cè)量數(shù)據(jù)間的偏差小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許差（GB/T20123-2006），不存在明顯偏析，均勻性滿足要求。

隨機(jī)抽取1根鑄錠進(jìn)行金相檢驗(yàn)，樣品無(wú)石墨析出，其組織結(jié)構(gòu)主要為萊氏體+珠光體+碳化物，后期切削加工過程中不會(huì)產(chǎn)生石墨剝離的現(xiàn)象，有利于保障均勻性不發(fā)生改變。

電子探針分析結(jié)果表明，樣品中的夾雜物主要以硫化鐵的形式存在，硫化鐵夾雜物析出均勻，粒度不大于20μm，對(duì)后期加工不會(huì)產(chǎn)生不利影響。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)樣品的加工

本批標(biāo)準(zhǔn)樣品去掉表面4 mm，從5 mm處開始收集樣品。加工成的屑樣分別采用0.850 mm（20目）和0.180 mm（80目）篩網(wǎng)篩分，棄去0.850 mm篩上和0.180篩下部分，然后混勻機(jī)內(nèi)混勻。

2 均勻性檢驗(yàn)

樣品在混樣機(jī)混勻后，隨機(jī)抽取抽取20瓶樣品，采用高頻燃燒紅外吸收法，對(duì)20瓶樣品在控制同樣的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行測(cè)量，每瓶獨(dú)立分析三次，得到等精度數(shù)據(jù)20組，共60個(gè)數(shù)據(jù)。稱樣量為0.2 g。

均勻性檢驗(yàn)采用單因素方差分析法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，若F≤Fα，則可認(rèn)為樣品是均勻的[2]。均勻性檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

表1的數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)≤F0.05，Sbb（瓶間不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差）小于定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，本標(biāo)準(zhǔn)樣品的均勻性檢驗(yàn)合格。

3 標(biāo)準(zhǔn)樣品的定值分析

3.1 定值分析及分析方法

共有八個(gè)實(shí)驗(yàn)室參與定值分析，研制負(fù)責(zé)單位出具兩組不同方法的數(shù)據(jù)，其它實(shí)驗(yàn)室各出具一組分析數(shù)據(jù)。定值采用的分析方法見表2。

3.2 定值分析數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理

3.2.1 分析數(shù)據(jù)的有效性的確認(rèn)

各協(xié)作分析單位報(bào)來(lái)四個(gè)獨(dú)立分析數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算分析數(shù)據(jù)的極差值均小于方法重復(fù)性r的1.3倍（無(wú)分析方法重復(fù)性的依據(jù)GB/T 20123-2006），表明全部數(shù)據(jù)有效。

3.2.2 異常值檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室間分析數(shù)據(jù)用Crubbs、Cochran檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法檢查其是否存在異常值。經(jīng)檢驗(yàn)，無(wú)異常值。

3.2.3 定值數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗(yàn)

計(jì)算各試驗(yàn)室數(shù)據(jù)的平均值，組成一組新的數(shù)據(jù)，用夏皮羅—威爾克法考察各組平均值的正態(tài)性，計(jì)算其統(tǒng)計(jì)量W，當(dāng)統(tǒng)計(jì)量W>W0.05時(shí)，則分析數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布。經(jīng)檢驗(yàn)，9組數(shù)據(jù)的分布都呈現(xiàn)良好的正態(tài)分布。

3.2.4 定值參數(shù)的確定

將每個(gè)實(shí)驗(yàn)室、每種測(cè)量方法所測(cè)得數(shù)據(jù)的平均值視為單次測(cè)量值，構(gòu)成一組新的數(shù)據(jù)，計(jì)算其總平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值。所有定值分析數(shù)據(jù)計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差，標(biāo)準(zhǔn)偏差按只進(jìn)不舍的原則修約，保留一位有效數(shù)字。

3.2.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)估

不確定度包含定值統(tǒng)計(jì)的平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差、均勻性檢驗(yàn)計(jì)算出的瓶間不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差和穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)計(jì)算出的瓶間不穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)偏差。因鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)樣品的穩(wěn)定性良好，所以不穩(wěn)定性產(chǎn)生的瓶間不穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)偏差可以忽略不計(jì)[4]。標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、測(cè)量組數(shù)及擴(kuò)展不確定度見表3。

4 結(jié)論

本標(biāo)準(zhǔn)樣品本標(biāo)準(zhǔn)樣品的化學(xué)成分設(shè)計(jì)、冶煉、加工工藝合理；經(jīng)化學(xué)成分均勻性檢驗(yàn)，結(jié)果表明本標(biāo)準(zhǔn)樣品的均勻性良好；由九個(gè)實(shí)驗(yàn)室采用不同原理、準(zhǔn)確可靠的分析方法定值分析，碳和硫均采用兩種或兩種以上的定值分析方法進(jìn)行定值，確定的標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)確、可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T15000《標(biāo)準(zhǔn)樣品工作導(dǎo)則》[S].

[2] YB/T082—1996《冶金產(chǎn)品分析用標(biāo)準(zhǔn)樣品技術(shù)規(guī)范》[S].

[3] 徐建平.ICP-AES法測(cè)定鋼中硫[J].冶金分析（Metallurgical Analysis），2004，24（4）：31-33.

[4] 胡曉燕.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性考察及評(píng)價(jià)[J].冶金分析（Metallurgical Analysis），2000，20（6）：31-34.endprint