GB T 4164-2008 金属粉末中可被氢还原氧含量的测定.pdf

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1、ICS 77160H 72 瘩雪中华人民共和国国家标准GBT 4164-2008ISO 44913：1997代替GBT 4164 2002金属粉末中可被氢还原氧含量的测定Metallic powders-Determination of hydrogen reducible oxygen content2008-08-1 1发布(Is0 44913：1997，IDT)2009-02-0 1实施宰瞀髅鬻瓣訾糌赞鐾发布中国国家标准化管理委员会厘111刖 罱GBT 41642008ISo 44913：1997本标准等同采用ISO 44913：1997金属粉末还原法测定氧含量第3部分：可被氢还原氧(英

2、文版)。本标准与ISO 44913：1997的主要变化如下：删掉了原国际标准的引言部分，并作了少量编辑性修改；对第9章中表3数值的表示方法作了调整。本标准是对GBT 4164-2002(金属粉末中可被氢还原氧含量的测定的修订。修订时，主要变化如下：对前版标准表述不确切的地方及错别字进行了修改；增加了标准中表的标题；将751中“这是在734中的调整之后进行的”改为“如果用电测终点，则应按734预先调节检定仪”；将81中“卡尔菲休试验剂”改为“卡尔菲休试剂”。本标准自实施之日起代替GBT 4164 2002。本标准由中国机械工业联合会提出并归口。本标准起草单位：北京市粉末冶金研究所有限责任公司。本

3、标准主要起草人：薄雅贤、尹凤霞、贾桂珍。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GBT 41641984、GBT 4164-2002。1范围GBT 4164-2008IS0 4491-3：1997金属粉末中可被氢还原氧含量的测定本标准说明了氧含量(质量分数)在0053的金属粉末中可被氢还原氧的测定方法。本方法适用于非合金化、部分合金化和完全合金化的金属粉末，也适用于碳化物和粘结金属的混合物。它不适用于含有润滑剂或者有机粘结剂的粉末。通过使用专用催化装置，本方法可以扩大到用于测量含碳的粉末。ISO 4491应与ISO 760和ISO 44911一同阅读。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的

4、引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。Is0 760：1978水的确定卡尔菲休方法(通用方法)ISO 44911：1989金属粉末用还原法确定氧含量第1部分：总则3原理试样在干燥的氮气或氩气中于低温(170)干燥。在给定温度下于纯净干燥氢气流中对试样加热。氧化物与氢发生反应，所生成的水被甲醇吸收。用卡尔菲休试剂滴定，通过视觉观察颜色的变化或用双电极电测量方法(死停点)来确定终点。对于含碳的粉末，由镍触媒在38

5、0将生成的一氧化碳和二氧化碳转化成甲烷和水。4试剂在分析过程中，只能用已确认的分析纯试剂，所用水为蒸馏水或同等纯度的水。警告：卡尔菲休试剂含有4种有毒化合物：碘、二氧化硫、吡啶和甲醇，要避免直接接触，特别是避免吸入。意外溢出时，用大量水冲洗。41无水甲醇。42卡尔菲休试剂，每毫升溶液相当于1 mg氧。用下列任一种方法可以测定卡尔菲休试剂的滴定度：a) 向滴定瓶中加入20 mg30 mg水，精确至01 mg；b)加入100 mg200 mg的磨成粉末并在1055下干燥成质量稳定的酒石酸钠合格的材料为理论上含(质量分数)1516的水，相当于(质量分数)1392的氧。精确至01 mg。c)按第7章所

6、示方法，取100 mg200 mg纯的酒石酸钠，称重精确至01 mg，作为标准样品，必须在170下加热使其释放所含结晶水，随后滴定所生成之水。详细标准过程见Is0 760。43氢气：含氧量不超过0005(质量分数)，露点不大于一45。44氮气或氩气：含氧量不超过0005(质量分数)，露点不大于-45。45干燥剂：粒状无水硅酸铝钠，活化硅胶或高氯酸镁。5仪器注：可选用的仪器安装方法分别见图1(方法1)和图2(方法2)。GBT 4164-2008IS0 44913：199751 氢气源(A)，装有压力调节阀、流量控制阀及流量计。52净化器(B)，用于净化氢气，包括一个触媒脱氧器和一个干燥器。53氮

7、气或氩气源(c)，装有压力调节阀、流量控制阀及流量计。54气体选择阀(D)。55气体干燥装置(E)，包括干燥剂(45)。2A氢气源(51)；B净化器(52)；c一一氨气(或氩气)源(53)D一气体选择阀(54)；E气体干燥装置(55)；KF还原管(56)； K滴定瓶(511)；G炉子(57)； L终点检定仪(512)H舟(58)； M滴定管(513)。I镍触媒转化装置(59)；J直通管(510)；圈1用于方法1的仪器布置方式A氢气源(51)；B净化器(52)；c氮气(或氩气)源(53)口一气体选择阔(54)；E气体干燥装置(55)；KF还原管(56)； K滴定瓶(511)；G炉子(57)； L

8、终点检定仪(512)H舟(58)； M滴定管(513)。I镍触媒转化装置(59)；J直通管(5i0)；图2用于方法2的仪器布置方式GBT 4164-2008ISO 4491-3：199756还原管(F)，由气密性好的石英或耐火材料(如致密的氧化铝)制成，应满足下列技术标准系列之一：a) 内径27 mm30 mm，长为400 mm的一端封闭的管，另外包括直径5 mm6 mm，长度分别为60 mm80 mm和200 mm240 mm的两根小石英管，如图3所示。将这种装置插入干燥炉内，然后再插入还原炉内。b) 内径约20 mm，长1 m，以及有一个进气口和一个出气口的两端不封闭的管。该管应永久地插入

9、在这两个炉内。57炉子(G)，其一用于标准样品脱水，另一用于氧的还原，利用温度控制系统，能使放置舟(58)的部位的温度保持在规定的温度范围内。58舟(H)，舟的材质最好是高氧化铝陶瓷，并带有抛光表面，大小应以试样装填量不超过其一半为宜，在使用前必须于9001 100的氢气中焙烧至少1 h，使用前储存在干燥器中。59触媒转化装置(I)，由装镍触媒的玻璃管和带有能使玻璃管内保持380的控制系统的炉子组成。该触媒应置于氢气中。510直通管(J)，当不需触媒转化装置(59)时使用，其功能是使空气无法接触镍触媒。511滴定瓶(K)，容量200 mL300 mL，装有磁力搅拌器或类似装置，如果使用的是电子

10、自动检测终点方法，还应装有两个铂金电极。512终点检定仪(L)，用于电子自动检测的情形(见图4)。513滴定管(M)，容量为25 mL，刻度精确到005 mL，装有45规定中的任一种干燥剂的防护管，以防止大气中的水分。只要满足ISO 760的操作要求，511、512以及513中所述的设备可以改动，市售的可用的卡尔菲休滴定装置都可以使用。F还原管(56)H舟(58)。图3还原管实例图4 电测终点检定仪的线路简图(见734)GST 4164-2008IS0 4491-3：19976试样粉末应当在标准状态下测试。7步骤71试料称重，按预计的可被氢还原氧含量称取试料量于表1，精确至01 mg。表1试料

11、用量预计可授氢还原氧含量(质量分数) 试料质量go05o5 5o52o 22o3o 172试验条件使用的还原温度见表2。在下列温度下的还原时间约20 rain，对每一种仪器和每一种粉末，使其完全还原的最佳保温时间应由试验确定。表2还原温度金属粉末 还原温度锡青铜 750土15铅青铜 600土10铜铅 600土10铅 500土10锡 425土10银 550土10铜 850士15铁和钢 1100土20钴 1 00020镍 1 000土20钨 1 000士20钼 1100土20镰 1150土20硬质合金混合料 1 000土2073仪器设备731将仪器按图1所示方法1或图2所示方法2布置。将还原炉(见

12、57)温度调至还原温度。按方法1布置时，还应将还原管E56a)放至炉外。732用卡尔菲休试剂(42)冲洗滴定管(513)以确保不存在能改变试剂滴定度的水分，排除冲洗液，在滴定管中放人卡尔菲休试剂。733将甲醇(41)加入滴定瓶(511)，小心调整液面，液面在进气口以上(如用电极，液面应在电极以上)。起动磁力搅拌器，用卡尔菲休试剂滴定至可见终点，以中和甲醇中的微量水。734如使用电测终点检测(见图4)，接通电测终点检定仪(512)的开关S，使电极短路，并调节可变电阻器R，使微安计N上通过120”A电流，断开开关s。735对于两种方法，都要将氮气流量调节到至少30 Lh，通lO rain。利用气体

13、选择阀(54)将氮气4GBT 4164-2008IS0 4491-3：1997换成氢气，重新调节流量至少25 Lh。按方法1操作时，需将还原管56a)插入还原炉中，放置iorain。将气流由氢气改回氮气。抽出还原管并冷却至室温。736再一次滴定甲醇至可见终点。737用74规定的空白试验检查仪器的状态和气密性。警告：当管子还是热的时候，除非已改回通氯气，否则不要停止通氢气。74空白试验空白试验是使用一个空舟(58)，按试验部分规定的程序进行每一步试验。注：处于良好状态的仪器在20 rain的加热周期中的空白试验，产生的氧约1 mg。如结果较高或得到不同结果，则应检查仪器是否漏气。75测定如有必要

14、消除碳的影响，使用上述两种方法，都需要先将触媒转换器(59)预加热至38010进入工作状态，在放入舟前打开转换装置。在测定结束时，应在氢气转换氮气之前，确保触媒转换器处在直通部位。注：如需要知道试样中的水分，可以通过在干燥过程中消耗的卡尔菲休试剂的体积来计算。751方法1：终端密封还原管打开还原管56a)，将装有已称量过被测样品的舟放入其中，关闭管道，用干燥氮气以最少30 Lh的流速冲洗，以排除试样带人的空气。如过去尚未确定冲洗时间，可允许10 rain。将甲醇清定到可见终点，调整氮气流为25 Lh，并将管子插入温度为170lO的炉中。干燥结束时，用目测或电测终点检定仪将甲醇滴定到终点。如果用

15、电测终点，则应按734预先调节检定仪。记录滴定管中卡尔菲休试剂的体积和干燥时间。利用气体选择阀，将气体由氮气换成氢气，调整流速至25 Lh，并将管子插人保温在还原温度的还原炉中，还原结束时，以上述同样的终点测定法将甲醇滴定至终点。读出并记录滴定体积y。，并记录时间，利用气体选择阀，将气流由氢气换成氮气，把管子从炉中拔出，将管子冷却至室温，如需要可用吹风机冷却，打开管子取出舟。752方法2：终端开口还原管应保证炉温设置正确，用干燥氮气冲洗，然后打开还原管56b)，将含有试料的舟放人，用不锈钢钩将舟推人干燥区，用气密塞将管塞严。在干燥过程结束时，用卡尔菲休试剂滴定甲醇。将氮气转成氢气，将舟推入还原

16、炉的高温区，在还原过程结束时，用卡尔菲休试剂滴定，记录所消耗试剂体积y，。将氢气转成氮气，将舟移人低温区，1 rain后将其从管内取出。76同样的检测至少进行两次。8试验结果的计算和表示81可被氢还原氧的含量以质量分数O表示，由式(1)计算： O()一nV,m-V型100式中：V。用于滴定试料的卡尔菲休试剂体积，单位为毫升(mL)；v：用于空白试验的卡尔菲休试剂体积，单位为毫升(mL)；m试料的质量，单位为毫克(mg)；n卡尔菲休试剂对氧的滴定度，单位为毫克每毫升(mgmL)。82试验结果的计算和表示见表3。GBT 4164-20081$0 4491-3：1997表3试验结果可被氢还原氧含量 试验结果计算 两次测定之间的 结果表示(质量分数) 精确至以下数值 最大允差 精确至以下数值0“o2 o0 7 oOl(绝对值) o07o210 ool 平均值的5 o19试验报告试验报告应包括以下内容：a)参照本标准；b)鉴定试样所需的一切细节；c)干燥时间及温度；d)还原时间及温度；e)是否使用触媒转换装置；f)所得结果；g)本标准中未规定的操作；h)可能影响结果的任何细节。