GB T 223.69-1997 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后气体容量法测定碳含量.pdf
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1、GB/T 223.69一1997前言本标准是根据中华人民共和国国家标准GB/T1. 1 1993 标准化工作导则第1单元:标准的起草与表述规则第1部分z标准编写的基本规定和GB1. 4-88 标准化工作导则化学分析方法编写规定,对GB223. 69-89 钢铁及含金化学分析方法燃烧气体容量法测定碳量进行修订。根据GB/T1. 1-1993第4章4.2. 3、4.3.3以及GB1. 4-88第6章6.10的规定,这次修订中,增加了前言、第2章引用标准、第6章取制样和第10章试验报告。本标准的附录A、附录B都是标准的附录,附录C、附录D都是提示的附录。本标准从生效之日起,同时代替GB223. 69
2、 89. 本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。本标准由全国钢标准化技术委员会技术归口。本标准由冶金工业部钢铁研究总院起草。本标准主要起草人.王玉兴,崔秋红g本标准1981年以GB223.1(二)-81首次发布.1989年以GB223.的89进行了修订并确定了方法精密度。22 1 范围中华人民共和国国家标准钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后气体容量法测定碳含量Methods for chemical analysis of iron .ste.1 and alloy The gas-volumetric method after combustion in the pipe furnace
3、for the determination of carbon content 本标准规定了用管式炉内燃烧后气体容量法测定碳含量。GB/T 223.69-1997 代替GTl223.69-89 本标准适用于铁、钢、高温合金和精密合金中0.10%Cm/m)2.OO%Cm/m)碳含量的测定。2 引用标准下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时.所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的吁能性。GB 222-84 钢的化学分析用试样取祥法及成品化学成分允许差GB 6379-86 测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的
4、意复性和再现性3 方法提要试料与助熔剂在高温(1200.C 1 350C)管式炉内通氧燃烧,碳被完全氧化成工氧化碳。除去二氧化硫后将混合气体收集子量气管中,测量其体积。然后以氢氧化饵溶液吸收二氧化碳.再测量剩余气体的体积。吸收前后气体体积之差即为二氧化碳之体积,以其计算碳含量。4 试剂和材料4. 1氧纯度不低于99.5%Cm/m)。若怀疑氧中含有机杂质,则必须在氧净化装置之前增加一只加热温度至450.C以上的氧化催化剂氧化铜Cn )或铅管予以处理。4.2溶剂适于洗涤试样表面的油质或污垢,如丙嗣等。4.3 活性二氧化锺(或饥酸银).粒状。当没有适宜的化学活性品级的-氧化镇时,可按下述方法进行制备
5、。为制备约50g的活性工氧化钮,在4L烧杯中将200g四合水硫酸锺CMnSO, 4H,)溶解于2.5 L水中,用氨水(pO.90日/mL)调节成碱性后,加入1L新制备的过硫酸镀溶液(225g/Ll.将溶液加热至沸,继续煮沸10mtn.,加热煮沸期间.为保持溶液呈氨性要不断地加氨水,让沉淀沉降。如果澄清液不清亮或沉淀沉降不快,可再加入50mL:-l 00 mL过硫酸按溶液(225g/L) .煮沸10min并保持溶液始终呈氨性。将溶液放置一些时间,让二氧化锺沉降完全,仔细虹吸出澄清液.用3L或4L温水,每次500 mL600 mL以倾析法洗涤沉淀,在每次洗涤后和倾析之前,都要充分搅拌水中的二氧化锤
6、,让其沉降。最后用很稀的硫酸溶液每1000mL溶液中滴加2滴硫酸(pl.84 g/rnLl 以同样的方法再洗涤国东技术监督局1997-03-17批准1997-09-01实施23 GB/T 223.69 1997 两次。在这期间,准备一只口径15cm漏斗,另取一只直径5cm的滤盘放置于漏斗上,并在滤盘上铺上一薄层净化过的否棉浆(也可用布氏瓷漏斗代替滤盘在最后次洗涤后,将二氧化锺移到过滤器上,用温水洗涤至无硫酸根离子为上,然后将其放于盘上,在105C的烘箱中烘干。在研钵中将二氧化锺研细以便它通过孔径。.8mm的筛,再于105C下充分烘干。4.4 高锺酸僻4氢氧化御溶液称取30g氢氧化御溶于70mL
7、高锺酸御饱和溶液中。4.5 硫酸封闭溶液1000 mL水中加1mL硫酸(pl.84 g/mL),滴加数滴O.l%(m/V)的甲基橙溶液,至呈稳定的浅红色。4.6氯化销封闭溶液称取26日氯化俐溶于74mL水中,滴加数滴。.1 % (mj川的甲基橙溶液咱滴加硫酸。+2)至呈稳定的浅红色。4.7助熔剂锡粒、铜、氧化铜、五氧化工锐、铁粉。各助榕剂中碳的含量一般都不应超过0.0050% (m/m使用前应作空白试验,并从试料的测定值中扣去。4.8玻璃棉5 仪器与设备分析中,除下列规定外,仅用通常的实验室仪器、设备。仪器与设备装置见图102 1 3 4 5 6 , f 13 1 氧躯.2一分压表(带流量计和
8、缓冲阀);3缓冲瓶叫挽气缸1; 5洗气瓶1,6干燥塔口供氧活塞8一玻璃磨口塞.9管式炉;10温度控制器(或调压器);11 球形干燥管;12除硫管;13 容量定碳仪(包括蛇形管a、量气管b、水准瓶c、吸收器d、小活塞e、三通活塞f);14 瓷管d5一资舟图1仪器与设备图5. , 氧净化装置5. ,. 1 缓冲瓶(见图1)5. ,. 2 洗气瓶1(见图1)内盛高锺酸伺氢氧化饵溶液(4.4) .溶液的装入量约为洗气瓶I容积的三分之一。5. ,. 3 洗气瓶1(见图1)内盛硫酸(p1.84 g/mLl,硫酸装入量约为洗气瓶E容积的王分之一。5. 1.4 干燥培(见图。上层装碱石棉(或碱石灰)、下层装无
9、水氯化钙,中间隔以玻璃棉(4.8),底部及顶端也铺以玻璃棉。5.2 管式炉(见图1)附热电偶与祖度控制器。高温加热设备也可用高频加热装置。5.3 瓷管(见图1)瓷管长600mm、内径23mm(亦可采用近似规格的瓷管。瓷管的粗口端连接玻璃磨口塞,锥形端24 GB/T 223.69-1997 用橡皮管连接子球形干燥管。使用时先检查是否漏气。然后灼烧。瓷管与氧净化装置(5.1)以及干燥管、除硫管连接用的橡皮塞,用硅橡胶好。5. 4 溢舟(见图1)瓷舟t主88mm或97mm,使用前应在1200C的管式炉中通氧灼烧2min_ 4 min。也可于1OOOC 的高温炉中灼烧1h以上,冷却后贮于搞有碱石棉或碱
10、石灰及无水氯化钙的未涂油脂的干燥器中备用。5.5 球形干燥管(见图1)球形干燥管内装干燥的玻璃棉。5.6 除硫管(见图1)除硫管长约100mm、直径10mm15 mm的玻璃管、内装4g颗粒活性二氧化镇(或粒状饥酸银), 两端塞有脱脂棉。如试样硫含量在0.20%(m/m)以上.应增加除硫剂的用量,或多加一个除硫管。5.7 定碳仪(气体体积测量仪)部件及装置见定碳仪说明书。量气管中装硫酸封闭溶液(4.5)或氯化纳封闭溶液(4.6)。定碳仪应装置在距离管式炉300mm500 mm的地方并避免阳光直接照射。量气管必须保持清洁,有水滴附着在气管内壁时,须用格酸洗液清洗。5.8 长钩用低碳镰铭丝或耐热合金
11、丝制成,用以推进、拉出瓷舟。6取制样按照GB222或适当的铁的国家标准取制样。7 分析步骤安全须知对燃烧分析来说,危险主要来自预先灼烧瓷舟和熔融时的烧伤。分析中无论何时取用瓷舟都必须使用慑子并用适宜的容器盛放。操作盛氧钢瓶必须有正规的预防措施。由于狭窄空间中存在高浓度氧时有引发火灾的危险,必须将燃烧过程的氧有效地从设备中排出。7. 1 装上瓷管,接通电源,升温。铁、碳钢和低合金钢试样,升温至1200C1250C.中高合金钢、高温合金等难熔试样,升温至1350C。注z部分高温合金,如钻基合金、铁基含金,用管式妒难以熔融,可以采用高频炉内燃烧后红外吸收法测定.7.2通入氧,检查整个装置的管路及活塞
12、是否漏气。调节并保持仪器装置在正常的工作状态。当更换水准瓶内的封闭溶液(4.5或4.6)、政璃棉(4.8) .除硫剂(4.3)和高锺酸御氢氧化饵溶液(4.4)后,均应先燃烧几次高碳试样,以其二氧化碳饱和后才能开始分析操作。7.3 空白试验吸收瓶、水准瓶内的溶液与待测混合气体的温度应基本一致,不然,将会产生正、负空白值。在分析试梓前应按7.6. 1 (但不加试样)和7.6. 2反复做空白试验,直至得到稳定的空白试验值。由于室温的变化和分析中引起的冷凝管内水温的变动,在测量试料的过程中须经常做空白试验。7.4 选择适当的标准试样按分析步骤7.57. 6. 3的规定测量,以检查仪器装置,在装去达到要
13、求后才能开始试样分析。7.5 试料量以适当的溶剂(4.2)洗涤试样表面的油质或污垢。加热蒸发除去残留的洗涤液。按表l规定称取试料量囚25 GB/T 223.69-1997 表1试料量碳吉古董试料量%(刑1m)R o. !OO. 50 2. 00士。01.准确至5mg 0. 50-. 00 .00+0.01.准确1 mg 1.口。2.00 0.50士O.01,准确至0.1mg 7.6 测定7. 6. 1 将试料(7日置于瓷舟中.按表2规定取适量助熔剂(4.7)覆盖于试料上。表2助熔剂量名称加入量,g锡铜或氧化铜锡粒+铁粉氧化铜+铁粉五氧化工凯十铁粉粒(1+1) ( 1十1) ( 1 1 ) 试样
14、种类铁、碳钢和低合金钢o. 25 Q. 50 o. 250. 50 中高合金钢、高温合金0.25-0.50 等难熔试样o. 25O. 50 o. 2SO-50 7.6.2 启开玻璃磨口塞(见图注的,将装好试料和助熔剂的瓷舟放入瓷管内.用长钩推至瓷管加热区的中部,立即塞紧磨口塞,预热1min按照定碳仪操作规程操作,记录读数(体积或含量),并从记忌的读数中扣除所有的空白试验值。注2如分析高碳试样后要测低碳试样,应做空白试验(7.3),直至空白试验值稳定后,才能接着做低碳试样的分析e7.6.3 启开玻璃磨口塞,用长钩将豆舟拉出。检查试料是否燃烧完全。如熔渣不平.熔渣断面有气孔,表明燃烧不完全,须重新
15、称试料测定。8 分析结果及其表示8. 1 当标尺的读数是体积(mL)时,以质量百分数表示的碳含量由式(1)计算A.V.j C%(mlm门=一一石一-X 100 . ( 1 ) 式中,A温度16.C、气压101.3kPa、封闭洛液液面主每毫升二氧化碳中含碳质量(g)。用硫酸封闭溶液作封闭时,A值为Q.0005000 go用氯化销封闭溶液作封闭时,A值为O.000 502 2 g; V 吸收前与吸收后气体的体和、差,p二氧化碳的体积,mL;f一一温度、气压补正系数,采用不同封闭溶液时其值不同,见附录AC标准的附录)或附录BC标准的附录hm一一试料量,g8.2 采用水银气压计时,气压值按式(2)校正
16、:p = P ( - Q. 000 1631 - O. 002 6cos - O. 000 000 2H) .( 2 ) 式中,P一一饺正后的气压值,kPa;P 水银气压计测得的气压值,kPa;t 水银气压计所在处温度, ; 伊一一水银气压计所在处纬度;H一一水银气压计所在处海拔高度,m。8.3 当标尺的刻度是碳含量例如有的定碳仪把25ml;.;f中积刻成碳含量为1.250%(m/m)咱有的把26 4户GB/T 223.69-1997 30mL体积刻成碳含量为1.500% (m/m汀时,以质量百分数表示的碳含量由公式(3)计算:C%阳(,川,式中,AJ、m所代表的意义与式(1)中的相同。z 标
17、尺读数碳含量)换算成之氧化碳气体体积(mL)的系数(BP25/1.250或30/1.500)。8.4 与8.2相同。9 精密度本标准的精密度是在1988年由9个实验室以8个破的水平,每个实验室对每个碳的水平按GB 6379的规定测定三次所作的共同试验确定的。试验用试样见附录C(提示的附录)。各实验室报出的原始数据(测定值)见附录D(提示的附录)。测定值按照GB6379进行统计分析。精密度见表3.表3精密度水平范围,%(mlm) 重复性y再现性RO.102. 00 r 0.004 870十0.01342 m RO. 013 57J Q. 02138 m 如果应用本标准得到的两个独立测定值之间的差
18、值超过表3中所列精密度函数式计算出的重复性值或再现性值,则认为这两个测定值是口I疑的。10试验报告试验报告应当包括下列内容21)鉴别试样、实验室和分析日期的资料$2)遵守本标准的程度s3)分析结果及其表示;4)测定中观察到的异常现象;5)对分析结果可能有影响而本标准中未包括的操作、或者任选的操作。27 1 , C 5 I 6 P.102 750 77 752 754 756 758 760 762 764 766 768 770 772 774 776 778 780 782 784 786 788 28 7 I 8 7 GB/T 223.69-1997 附录(标准的表Al管式炉内燃烧后容量法
19、测定碳量的温度、9 I 10 I 11 I 12 I 13 I 14 I 15 I 16 I 17 I 18 I 19 I 20 I 21 I 22 76 7 71O.7 A 附录)GB/T 223.69-1997 气压补正系数表用硫酸封闭溶液(4.5)作封闭溶液23 I 24 I 25 I 26 I 27 I 28 I 29 I 30 I 31 I 32 I 33 I 34 I 35 I 36 I 37 I 38 I 39 I 40 I 41 I 42 0.708 6 0.710 0.712 0.714 0.716 0.718 0.720 0.722 0.724 。.7260.728 0.7
20、30 0.732 0.734 0.736 0.738 0.740 0.742 0.744 0.746 29 t , C P .102 790 792 794 796 798 800 802 804 806 808 810 812 814 816 818 820 822 824 826 828 830 832 30 5 6 7 85 GB/T 223.69-1997 表Al8 9 10 I 11 I 12 I 13 I 14 I 15 I 16 I 17 I 18 I 19 I 20 I 21 I 22 77 75 81 79 GB/T 223.69一1997(续)23 I 24 I 25 I
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