朱麗萍 李曉俠 孫浩然

（1、承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰?，河?承德067300 2、河北省鍛造用鋼工程技術研究中心，河北 承德067300 3、河北工業(yè)大學材料科學與工程學院，天津300400）

國標規(guī)定鈦鐵的鈦及其相關輔助元素檢測方法分別如下：GB/T 4701.6 鈦鐵鋁含量的測定EDTA 滴定法；GB/T 4701.3 鈦鐵 銅含量的測定 銅試劑光度法和火焰原子吸收光譜法；GB/T 4701.4 鈦鐵 錳含量的測定 亞砷酸鹽 亞硝酸鹽滴定法和高碘酸鹽光度法；GB/T 4701.2 鈦鐵硅含量的測定硫酸脫水重量法；GB/T 4701.7 鈦鐵 磷含量的測定 鉍磷鉬藍分光光度法和鉬藍分光光度法。要想按國標方法完成一個鈦鐵合金的Al、Cu、Mn、Si、P 成分檢測，需要采用以上五種檢測方法分別進行方可解決，不但耗時長，當天無法完成全部項目的檢測，而且員工勞動強度大、工作效率低，不滿足當前檢測工作和生產質量管控的需要。為此，化驗室組織開展了方法的改進研究工作，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，經過了幾十次實驗積累，尋找最佳操作條件和參數，最終確定了一種比較適合企業(yè)使用低檢測方法，該方法只需要一種溶液就能同時檢測鈦鐵中Al、Cu、Mn、Si、P 元素的含量。內容包括以下步驟：

1 測定原理

試樣用酸溶解后冒硫酸煙，經稀鹽酸溶解鹽后定容，利用相應的進樣系統(tǒng)，將標準溶液引入ICP 發(fā)射光譜儀，測定元素分析線的發(fā)射光強度，再根據標準曲線確定各種元素的含量。

2 樣品要求

按GB/T4010 標準要求制樣，樣品全部通過0.125mm 篩孔。

3 相關設備及試劑

3.1 電子天平（感量0.0001g）。

3.2 電熱板（100℃-300℃）。

3.3 ICAP6300 型全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，工作條件為：RF 功率1150w；泵速50 r/min；輔助氣0.5L/min；霧化器0.65L/min；觀測高度15cm；積分時間30s。

3.4 聚四氟乙烯燒杯（250mL）。

3.5 王水：鹽酸（ρ：1.84g/mL，優(yōu)級純）+硝酸（ρ：1.16g/mL，優(yōu)級純）=3+1。

3.6 氫氟酸（ρ：1.16g/mL，優(yōu)級純）。

3.7 硫酸（ρ：1.84g/mL，優(yōu)級純）：1+1。

3.8 鹽酸（ρ：1.19g/mL）：1+1。

3.9 容量瓶（50mL）。

3.10 Al 標 準 溶 液（1000 μg/ml）、Cu 標 準 溶 液（1000 μg/ml）、Mn 標 準 溶 液（1000 μg/ml）、Si 標 準 溶 液（1000 μg/ml）、P 標準溶液（1000 μg/ml）。

4 操作條件

4.1 實驗室溫度：23±5℃，相對濕度RH：≤80%。

4.2 全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀及水冷機等其他附屬使用設備運行正常。

4.3 氬氣純度>99.99%，其儲備量>6.0MPa,保證檢測的順利進行。

4.4 所用試劑均為優(yōu)級純且不含被測元素，檢測用水為符合GB/T6682 標準的一級超純水。

5 樣品制備

將0.2（精確至0.0001）g 試樣置于聚四氟乙烯燒杯中，用王水、氫氟（3.6）酸在電熱板上低溫溶解約20min，加2ml 稀硫酸（3.7）溶至近干，取下稍冷，加入10ml 稀鹽酸（3.8)溶鹽后取下冷卻至室溫，用一級超純水定容于50ml 容量瓶中待測。

6 繪制工作曲線

用半定量方法大概測定一下試樣各元素的大概含量范圍，然后稱取五份與試樣的鐵和鈦含量接近的高純鐵和高純鈦（確?；w匹配)，分別置于聚四氟乙烯燒杯中，分別置于聚四氟乙烯燒杯中，按上述試樣的熔樣方法同樣處理后分別加入做曲線用的6 個50ml 容量瓶內，再分別吸取一定體積的1000 μ/ml Al、Cu、Mn、Si、P 元素標準溶液，按照各元素的含量配制濃度由低到高的相應繪制曲線用標準溶液（見表1），使待測元素含量落在工作曲線范圍內, 稀釋定容于已放入基體鐵和鈦的容量瓶中。

打開儀器狀態(tài)工具欄，再次確認全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀運行正常后開啟排風與循環(huán)水，安裝好蠕動泵管，上好泵夾，將樣品管置于換好的400ml 左右超純水的燒杯中，打開等離子狀態(tài)工具欄，點擊等離子體開啟，儀器進入點火狀態(tài)。待等離子體穩(wěn)定20-40min 以后，開始進行檢測。

點擊標準化圖標，打開標準化對話框依次（最好濃度由低到高）運行標準溶液，點擊完成；雙擊樣品名稱，即可打開Subarray譜圖（樣品譜圖可疊加），察看譜峰是否有干擾，某些干擾可通過移動譜峰和背景的位置來消除干擾，需要點擊更新方法進行方法重建或更新；通過方法→元素→譜線和級次→擬合，察看譜線的線性關系和相關系數，以確定該譜線是否可用；選用干擾少，信倍比高、相關系數好（≥0.999）的譜線為分析譜線。推薦譜線 為 AL:308.215nm、Cu：372.369 nm、Mn：257.6 nm 1、Si：288.158 nm 及P：178.284nm。

表1 待測元素的推薦分析線及標準曲線配制濃度

7 檢測

在測定測定完標準曲線溶液的相同條件下，利用相應的進樣系統(tǒng)，將試樣溶液和試劑空白液導入耐氫氟酸進樣系統(tǒng)進行測定各元素的強度與工作曲線比較，從而得到試樣中的各元素含量。

8 結果驗證

為了驗證檢測方法的分析效果，我們利用標準樣品和待測試樣，分別進行了該檢測方法的加標回收實驗、精密度及準確度驗證。

8.1 加標回收率

分別采用編碼為GBW01430和Ti30-1 的標準樣品以及待測試樣，按不同含量進行加標回收試驗，數據見表2。

表2 回收率實驗

8.2 精密度

對三個不同試樣分別進行了10 次精密度實驗，計算相應的平均值、標準偏差和相對標準偏差，列表如表3。

表3 精密度實驗數據(n=10)

8.3 準確度

在進行了加標實驗和精密度實驗之后， 又利用編碼為YSBC19604-08 和YSBC19605-05標準樣品進行了檢測，驗證了其準確度見表4。

表4 準確度實驗數據

結束語

通過對鈦鐵合金中微量元素采用ICP-OES 進行聯(lián)測方法的探討和實踐，并以上對標準樣品和待測樣品的準確度、精密度和回收率實驗驗證，本方法準確度完全滿足使用要求，加標回收率在92%～105%范圍，精密度高、穩(wěn)定性好。經過近幾年的實際應用，用該方法在實際生產過程中檢測的鈦鐵中Al、Cu、Mn、Si、P 元素的數據，操作簡單，易于掌握，不但縮短了測定周期，檢測數據穩(wěn)定、準確度高。與日常實際生產工藝相結合，完全能滿足生產管控需要，大大降低了員工勞動強度，提高工作效率，可在鋼鐵行業(yè)中加以廣泛應用。