GB T 4164-2002 金属粉末中可被氢还原氧含量的测定.pdf

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1、ICS 77.160 H 16 GB 中华人民共和国国家标准2002 - 04 -09发布G/T 4164-2002 idt ISO 4491- 3: 1997 金属粉末中可被氢还原氧含量的测定Metallic powders-Determination of hydrogen-reducible oxygen content 2002-10-01实施中华人民共和国发布国家质量监督检验检疫总局G/T 4164-2002 前本标准等同采用IS04491-3:1997(金属粉末还原法测定氧含量第3部分:可被氢还原氧对GB/T 4164-1984进行修订。本版标准与前版标准的不同是增加了金属粉末的种

2、类。本标准自实施之日起代替GB/T4164-1984。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由机械工业粉末冶金制品标准化技术委员会归口。本标准起草单位:北京市粉末冶金研究所。本标准主要起草人:薄雅贤、陈涤、尹凤霞、贾桂珍。本标准于1984年首次发布。G/T 4164-2002 ISO前言本国际标准IS044910S0 4491-3:1989)第一版更新了国际标准OSO4493: 1981)，描述了进行可还原氧测定的专用仪器装置和试验步骤。然而自本标准建立以后，其将同样给出有效的结果，故在它方法也IS04491该部分对此予以说明。此外，本方法的适用范围已被扩大到包括含碳的粉末。如果粉末中存在碳，

3、碳会还原一部分原本将被氢还原的氧，产生一氧化碳或二氧化碳。这些生成物用卡尔菲休试剂无法滴定测量。因为该试剂测定的是生成的水含量。因此用氢还原氧含量法会得到偏低的结果。这种干扰可以通过下述方法排除，即由还原炉中产生的气体通过一种触媒，该触媒根据下列方式使CO和CO2转化成甲烧和水:CO+3H2 CH4+H20 CO2十4H2CH4+2H20转化反应于镰触媒存在时于3800C下发生。注:某些氧化物可以被碳部分还原，但不能被氢还原。在此情况下，对结果的分析应当谨慎(见IS04491-1:1989 4.1.2款)。E 1 范围中华人民共和国国家标准金属粉末中可被氢还原氧含量的测定Metallic po

4、wders-Determination of hydrogen-reducible oxygen content GB/T 4164-2002 idt ISO 4491-3: 1997 代替GB/T4164-1984 180 4491的本部分说明了氧含量(质量分数)在O.05%3%之间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粉末。180 4491应与180760和1804491-1一同阅读。2 引用标准下列标准所包含的

5、条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，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可能性。1EC和180成员是现行在有效的国际标准化的注册机构。180 760: 1978水的确定卡尔菲休方法(通用方法)1804491-1:1989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氧气下于低温070C)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，由镰触媒在380C将生成的一氧

6、化碳和二氧化碳转化成甲烧和水。4 试剂在分析过程中，只能用巳确认的分析纯试剂，所用水为蒸俑水或同等纯度的水。警告:卡尔菲休试剂含有4种有毒化合物:腆、二氧化硫、毗院和甲醇，要避免直接接触，特别是避免吸人。意外溢出时，用大量水冲洗。4. 1 元水甲醇。4.2 卡尔菲休试剂，每毫升搭液相当于1mg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2030mg水，精确至0.1mg; b)加入100200mg的磨成粉末并在105C士5C下干燥成质量稳定的酒石酸铀合格的材料理中华人民共和国国家质量监督检验检擅总局2002-04 -09批准2002 -10-01实施1 GB/T 4164

7、-2002 论上含(质量分数)15.16%的水，相当于(质量分数)13.92%的氧。精确至0.1mg。c)按第7章所示方法，取100200mg纯的酒石酸俐，称重精确至0.1mg，作为标准样品，必须在170C下加热使其释放所含结晶水，随后滴定所生长之水。详细标准过程见IS0760。4.3 氢气:含氧量不超过(质量分数)0.005%，露点不大于一45C。4.4 氮气或氧气t含氧量不超过(质量分数)0.005%，露点不大于-45C。4.5 干燥剂z粒状元水硅酸铝铀，活化硅胶或高氯酸楼。5 仪器注:可选用的仪器安装方法分别见图l(方法1)和图2(方法2)。5. 1 氢气源(A)装有压力调节阀，流量控制

8、间及流量计。5.2 净化器(剖，用于氢气，包括一个触媒脱氧器和一个干燥器。5.3 氮气或氯气摞(C)，装有压力调节阀，流量控制阅及流量计。5.4 气体选择阀(D)。5.5 气体干燥装置(E)，包括干燥剂(4.5)。5.6 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-.a)内径2730mm，长为400mm的一端封闭的管，另外包括直径56mm，长度分别为6080mm 和200240mm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20mm，长1m，以及有一个进气口和一个出气口的两端不封闭的管。该管应永久地插入在这两

9、个炉内。2 M A 氢气源(5.1);B 净化器(5.2);C一氮气(或氧气)源(5.3);D一气体选择阀(5.4);E 气体干燥装置(5.5);F一还原管(5.6);G 炉子(5.7);H 舟(5.8);1 镰触媒转化装置(5.9); J一直通管(5.10);K一滴定瓶(5.11);L一终点检定仪(5.12);M 滴定管(5.13) 图1用于方法1的仪器布置方式G/T 4164-2002 M J K A 氧气源(5.1);B 净化器(5.2);C一氮气(或氧气)源(5.3);D一气体选择阀(5.4);E 气体干燥装置(5.5);F还原管(5.6)后一炉子(5.7);H 舟(5.8);1一镰触

10、媒转化装置(5.的;J一直通管(5.10); K 滴定瓶(5.l1);L 终点检定仪(5.12);M 滴定管(5.13) 图2用于方法2的仪器布置方式5. 7 两个炉子CG)，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(5.8)的部位的温度保持在规定的温度范围内。5. 8 舟(H)，舟的材质最好是高氧化铝陶瓷，并带有抛光表面，大小应以试样装填不到一半为宜，在使用前必须于9001100C的氢气中蜡烧至少1h，使用前储存在干燥器中。5.9 触媒转化装置(1)，由装镰触媒的玻璃管和带有能使玻璃管内保持380C的控制系统的炉子组成。该触媒应一直置于氢气中。5.10 直通管()

11、，当不需触媒转化装置(5.9)时使用，另一功能是使空气无法接触镰触媒。5. 11 滴定瓶(K)，容量200300mL，装有磁力搅拌器或类似装置，如果使用的是电子自动检测终点方法，还应装有两个铀金电极。5.12 终点检定仪(L)，用于电子自动检测的情形(见图的。5.13 滴定管(M)，容量为25mL，刻度精确到0.05mL，用装有4.5规定中的任一种干燥剂的防护管，以防止大气中的水分。可以改动5.11、5.12以及5.13中所述的设备，只要满足ISO760操作要求的卡尔菲体滴定装置都可以使用。岳飞2门-tF -F -F一还原管(5.6);H一舟(5.的图3还原管实例3 GB/T 4164-200

12、2 l一-一-一-一-一一-一-一一-一-一-一-一s R I I L-_一.-一.-一.-一-_一.-一.-一-一.-一._jN 微电表;R可变电阻;S开关图4电测终点检定器的线路简图(见7.3.4)6 试样粉末应当在标准状态下测试。7 步骤7. 1 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0.1mgo. 表1预计可被氢还原氧含量(质量分数)/%试料质量/gO. 050. 5 5 O. 52. 0 2 2. 03. 0 l 7.2 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20min，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

13、金属粉末还原温度/C锡青铜750 :1: 15 铅青铜600士10铜铅600士10铅500土10锡425士10银550士10铜850 :1: 15 铁和钢1 100士20钻1 000:l: 20 镰1 000士20鸽1 000士20铝1 100土20镰1 150:l: 20 硬质合金混合料1 000士204 GB/T 4164-2002 7.3 仪器准备7. 3. 1 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5.7)温度调至还原温度。按方法1布置时，还应将还原管(5.6 a)放至炉外。7.3.2 用卡尔菲休试剂(4.2)冲洗滴定管(5.13)以确保不存在能改变试剂滴定度的水分，

14、排除冲洗液，在滴定管中放入卡尔菲休试剂。7. 3. 3 将甲醇(4.1)加入滴定瓶(5.11)，小，e;，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。7.3.4 如使用电测终点检测(见图的，接通电测终点检定器(5.12)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120A电流，断开开关S。7. 3. 5 对于两种方法，都要将氮气流量调节到至少30L/h，通10millo利用气体选择阀(5.4)将氮气换成氢气，重新调节流量至少25L/h。按方法1操作时，需将还原管(5.6 a)插入还原炉中，放置10

15、millo将气流由氢气改回氮气。抽出还原管井冷却至室温。7. 3. 6 再一次滴定甲醇至可见终点。7.3. 7 用7.4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，除非已改回通氮气，否则不要停止通氢气。7.4 空白试验空白试验是使用一个空舟(5.的，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20min的加热周期中的空白试验，产生的氧约1mg，日结果较高或得到不同结果，则应检查仪器是否漏气。7. 5 测定如有必要消除碳的影响，使用上述两种方法，都需要通过将触媒转换器(5.9)予加热至380C:!:10 C，在放入舟前打开转换装置。在测定结束时，应在氢气转换氮

16、气之前，确保触媒转换器处在直通管部位。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。7.5.1 方法1:终端密封还原管打开还原管(5.6a)放入装有称量过被测样品的舟，关闭管道，用干燥氮气以最少30L/h的流速冲洗，以排除随着试样带入的空气。如过去尚未确定冲洗时间，可允许10millo 将甲醇滴定到可见终点，调整氮气流为25L/h，并将管子插入温度为170C士10C的炉中。干燥结束时，用目测或电测终点检定器将甲醇滴定到终点，这是在7.3.4中的调整之后进行的。记录滴定管中卡尔菲体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25L/h，

17、并将管子插入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用甲醇滴定。读出并记录滴定体积的毫升数Vl并记录时间，利用气体选择阀，将气流由氢气换成氮气，把管子从炉中拨出，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。7.5.2 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(5.6b)将含有试料的舟放入，用不锈钢钩将舟推入干燥区，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，将舟推人还原炉的高温区，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的毫升数V10将氢气转成氮气，将舟移入低温区，1mill后将其从

18、管内取出。7. 6 同样的检测至少进行两次。5 GB/T 4164-2002 8 试验结果的计算和表示8. 1 可被氢还原氧的含量以质量分数C%)表示，由式(1)计算zv一-V? W(O还原)= lOOn _. I石厂式中:V1 用于滴定试料的卡尔菲体试剂体积.mL;V2一一用于空白试验的卡尔菲休试剂体积.mL;m一一试料的质量.mg;n一-卡尔菲休试验剂对氧的滴定度.mg/mL。8.2 试验结果的计算和表示见表30表3可被氢还原氧含量试验结果计算两次测定之间的(质量分数)/%精确至以下数值0.2 0.01% 0. 20. 5 0.01% 0.5三1.00.01% 1. 0 0.01% 9 试

19、验报告6 试验报告应包括以下内容za)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。最大允差0.01 % (绝对值)平均值的5%平均值的5%平均值的5% C 1 ) 结果表示精确至以下数值0.01% 0.02% 0.05% 0.1% NOON叮叮H阁。国华人民共和国家标准金属粉末中可被氢还原氧含量的测定GB/T 4164-2002 中9峰中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售9峙印张3/4字数15千字2002年7月第一次印刷开本880X1230 1/16 2002年7月第一版印数1-1500 唔定价10.00网址书号:155066 1-18597 JG 9峰610-629 版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533科目