【国家标准(GB)】 钢铁 酸溶硅和全硅含量的测定 还原型硅钼酸盐分光光度法

ICS77.080.01
中华人民共和国国家标准
GB/T223.5—2008
代替GB/T223.5—1997
酸溶硅和全硅含量的测定
还原型硅钼酸盐分光光度法
Steel and iron-Determination of acid-soluble silicon and total silicon content-Reducedmolybdosilicatespectrophotometricmethod(ISO 4829-1:1986 Steel and cast ironDetermination of total siliconcontent-Reduced molybosilicate spectrophotometric methodPart 1:Silicon contentsbetween 0.05and 1.0% & ISO 4829-2:1988Steel and ironDetermination of total silicon content-Reducedmolybosilicate spectrophotometric method-Part2:Siliconcontents between 0.01 and 0.05% ,MOD)2008-08-19发布
数码防伪
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-04-01实施
-kAoNiKAca-
GB/T223.5—2008
GB/T223的本部分修改采用ISO4829-1：1986&钢和铸铁全硅含量测定还原型硅钼酸盐分光光度法第1部分：硅含量0.05%~1.0%》和IS04829-2：1988《钢铁全硅含量测定还原型硅酸盐分光光度法第2部分：硅含量0.01%～0.05%》，并整合成一个标准。本部分的原理、溶解酸、显色体系、测量方式等与ISO4829-1：1986和ISO4829-2：1988一致。在不影响方法的准确度和精密度前提下，主要做了以下修改：原试料处理后，试液稀释于1000mL容量瓶中定容，改为在100mL容量瓶中定容，相应减少溶解酸量和分取显色溶液量。
原试料量一律为0.50g，改为分别称取0.40g、0.20g或0.10g。一原残渣在锆中用过氧化钠于600℃熔融，改为在铂埚中用碳酸钠-硼酸混合熔剂于950℃熔融。
原纯铁硅含量分别小于5g/g和2μg/g，改为纯铁硅含量小于0.002%（质量分数），并已知其准确含量。
原绘制校准曲线时，称取多份纯铁，在混合酸分解后，分别加人不同量硅标准溶液，改为称取一份纯铁，加混合酸分解定容，分液后分别加入不同量硅标准溶液。试剂中硅标准液的浓度办作相应变动。
分析结果的计算式作了修改。
本部分代替GB/T223.5—1997《钢铁及合金化学分析方法还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量》。
本部分与GB/T223.5—1997相比较，主要做了以下修改：一扩大了适用范围：
一增加了全硅含量的测定方法；一显色时用抗坏血酸作还原剂，原标准采用硫酸亚铁铵作还原剂。本部分的附录A，附录B都是资料性附录。本部分由中国钢铁工业协会提出。本部分由全国钢标准化技术委员会归口。本部分负责起草单位：首钢总公司技术中心本部分参加起草单位：武汉钢铁（集团）公司、钢铁研究总院。本部分主要起草人：张东生、宁伟光、曹宏燕、柯瑞华。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T223.5(二)—1981.GB/T223.5—1988.GB/T223.5—1997。1
钢铁酸溶硅和全硅含量的测定
还原型硅钼酸盐分光光度法
GB/T223.5—2008
警告：使用GB/T223的本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。本部分并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围
GB/T223的本部分规定了用还原型硅钼酸盐分光光度法测定钢铁中酸浴硅和全硅含量。本部分适用于钢铁中质量分数为0.010%~1.00%的硅含量测定。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T223的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括期误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是香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部分。
GB/T6379.1测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第1部分：总则与定义（GB/T6379.1-2004.IS05725-1:1994,1DT
GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法（GB/T6379.2—2004ISO5725-2：1994，IDT）GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法（GB/T200662006，ISO14284：1996.IDT
3原理
将试料以适宜比例的硫酸-硝酸或盐酸-硝酸溶解，用碳酸钠和硼酸混合熔剂熔融酸不溶残渣。在弱酸性溶液中，硅酸与钼酸盐生成氧化型硅钼酸盐（硅钼黄）。增加硫酸浓度，加人草酸消除磷、碑、钒的干扰，以抗坏血酸选择性还原，将硅钼酸盐还原成蓝色的还原型硅钼酸盐（硅钼蓝）。在波长810nm处，对蓝色的还原型硅酸盐进行分光光度测定。4试剂和材料
除非另有说明，分析中仅使用认可的分析纯试剂和二级水或三级水。所有溶液应是现制备的，并储存于聚丙烯或聚四氟乙烯容器中。4.1纯铁，硅含量小于0.004%并已知其准确含量。4.2混合熔剂，二份碳酸钠和一份硼酸研磨至粒度小于0.2mm，混匀。4.3硫酸，1+3。于600mL水中，边搅拌边小心加人250mL硫酸（p约1.84g/mL），冷却后，用水稀释至1000mL，混匀。
4.4硫酸，1十9。于800mL水中，边搅拌边小心加人100mL硫酸（p约1.84g/mL），冷却后，用水稀释至1000mL，混匀。
4.5硫酸硝酸混合酸。于500mL水中，边搅拌边小心加入35mL硫酸（p约1.84g/mL）和45mL硝酸（p约1.42g/mL）冷却后，用水稀释至1000mL，混匀。4.6盐酸-硝酸混合酸。于500mL水中，加人180mL盐酸（p约1.19g/mL）和65mL硝酸（p约1
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1.42g/mL），冷却后，用水稀释至1000mL，混匀。-rKANKAca-
4.7高锰酸钾溶液，22.5g/L，将2.25g高锰酸钾溶于50mL水中，用水稀释至100mL，混勾，用前过滤。
4.8过氧化氢溶液，1十4。
4.9钼酸钠溶液：将2.5g二水合钼酸钠（NaMoO·2H,O）溶于50mL水中，以中密度滤纸过滤。使用前加入15mL硫酸（4.4），用水稀释至100mL，混匀。4.10草酸溶液，50g/L。将5g二水合草酸（CH.O·2H.O）溶于水中，用水稀释至100mL，混勾4.11抗坏血酸溶液，20g/L。将2g抗坏血酸溶于50mL水中，用水稀释至100mL，混匀。用前配制。
4.12硅标准溶液
称取1.0697g经1100℃购烧1h开冷却至室温的高纯二氧化硅4.12.1硅储备液，0.50mg/ml
（质量分数>99.9%），置于阳堆博电。加10g无水碳酸钠充分混匀于105℃熔融30min。在聚丙烯或聚四氟乙烯烧杯中，人mL水浸取熔融物（见注）。将全部溶清的浸取液转移至1000mL单标线容量瓶中，用水稀释至割度混勾。立即转移至密封好的聚四氟乙烯瓶中储存0.500mg硅。
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注：熔融物浸取可
4.12.2硅标准溶液/μg/mL
移取20
此储备液1mL含
mL硅储备液（4.12.
mL单标线容量瓶中，
1）于1000
用水稀释至刻度，漫勾。立即转移至密封好的聚四氟乙烯瓶中储存·使用前配制S
10.0μg硅。
4.12.3硅标准清
此标准溶液1mL含
10g.0ml硅储备液（122）于250ml单线容量瓶中，用.0μg/mL。移取
水稀释至刻度，混
4.0μg硅。
5仪器与设备
立即转移至密封好聚四氟乙烯瓶中储存使用前配制。此标准溶液1mL含
通常的实验室
设备。
5.1聚丙烯或聚四庵烧杯，容积250mL5.2铂，容积3
5.3分光光度计
分光光度计应具备在波10nm处测量吸光度时，光谱带宽小于或等于1gnm。波长测量应精确到士2nm，可通过测量钕错混各物滤光片的最大吸收值在803nm进行校正，或采用其他合适的校正方法。对于最大吸光度溶液的吸收测量应满足相对偏差为0.3%或更小。6取制样
按GB/T20066或适当的国家标准取制样。7分析步骤
7.1试料
硅含量0.010%~0.050%时称取0.40±0.01g试料（粉末或屑样），精确至0.0001g。硅含量0.050%~0.25%时称取0.20士0.01g试料（粉末或屑样），精确至0.0001g。硅含量0.25%1.00%时称取0.10±0.01g试料（粉末或屑样），精确至0.0001g。7.2铁基空白试验
称取与试料相同量的纯铁（4.1)代替试料，用同样的试剂、按7.3相同的分析步骤与试料平行操作，此铁基空白试验溶液作底液绘制校准曲线。2
7.3试料分解和试液制备
7.3.1酸溶性硅测定的试料分解和试液制备GB/T223.5--2008
将试料（7.1)置于250mL聚丙烯或聚四氟乙烯烧杯中（5.1)，称量为0.20g和0.10g时加入25mL硫酸硝酸混合酸（4.5）；称量为0.40g时加人30mL硫酸-硝酸混合酸（4.5），盖上盖子，微热溶解试料，溶解过程中不断补加水，保持溶液体积无明显减少。或将试料（7.1）置于250mL聚丙烯或聚四氟乙烯烧杯中（5.1），称量为0.20g和0.10g时加人15mL盐酸-硝酸混合酸（4.6）；称量为0.40g时加人20mL盐酸-硝酸混合酸（4.6），盖上盖子，微热溶解试料，溶解过程中不断补加水，保持溶液体积无明显减少。用水稀释至约60mL，小心将试液加热至沸，滴加高锰酸铆溶液（4.7）至析出水合二氧化锰沉淀，保持微沸2min。滴加过氧化氢（4）至二氧化锰沉淀恰好溶解，并加热微沸5min使过氧化氢分解。冷却，将试液转移至100mL单标线容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。7.3.2全硅测定的试料分解和试液制备将试料（7.1)置于5聚丙烯或聚四氟乙烯烧杯中（5.1）称量为0.20g和0.10g时加入30mL硫酸-硝酸混盒4)；测量为040g时加人3mL硫酸-硝酸混合酸（4.5），盖上盖子，微热溶解试料，溶解过程中不断加水，以保持溶液体积无明显减少置于250ml聚丙烯或聚四氟乙烯烧杯中（5%或将试料（7.
，称量的0.20g和0.10g时加人
20mL盐酸-硝酸混合酸（4.6）：称量为0.40g时加人25mL盐酸-硝酸混合酸（4.），盖上盖子，微热溶解试料，溶解过覆中不断补加水，保持落液体积无明显减少当溶液反应售止时，用低灰分慢速滤纸过滤溶液，滤液收集于250mL烧标中。用30mL热水洗涤烧杯和滤纸，用首友头的棒擦下粘附在杯壁上的颗粒全部转秘至滤纸上。将滤纸及爽造置于铂中（5.2），燥，灰化，在高温炉中于950℃灼烧。冷却后，加0.25g混合熔剂（4.2）与残厚合，再覆盖0.25名混合熔剂（4.2）在高温炉中于950℃熔融10min。冷却后，擦净甘外壁，将置干盛有滤液的250mL烧虎杯中，缓缓搅拌使熔融牛物溶解，用水洗净。
小心将试液加热至沸，滴加高盒酸溶液（47）至析出水合氧化锰沉淀，保持微沸2min。滴加过氧化氢（4.8）气化链沉淀恰好溶解，加热微沸min使全
氧化氢分解。冷却，将试液转移至100mL单标线客中，用水稀释至刻度，混包7.4显色
分取10.00m3.1或7.3.2得到的试没两份于两个50mL硼硅酸盐皱璃单标线容量瓶中，加10mL水。一份落餐显色液，另一份溶液制备参比液。在15℃～25℃温度条件下，按下述方法处理每一种试液和参比，用移液管加人所有试剂溶液。
显色液按下列顺序加入试测溶液，每次加人一种溶液后都要摇动：10.0mL钼酸钠溶液（4.9），静置z0min5.0mL硫酸（4.3)；
5.0mL草酸溶液（4.10）：
立即加入5.0mL抗坏血酸溶液（4.11)。参比液按下列顺序加人试剂溶液，每次加入一种溶液后都要摇动：5.0mL硫酸（4.3）
5.0mL草酸溶液（4.10）；
10.0mL钼酸钠溶液（4.9）；
立即加人5.0mL抗坏血酸（4.11）用水稀释至刻度，混勾。每一种试液（试料溶液和空白液）及各自的参比液静置30min。注：在稀释时，含有铌、钮试样溶液中会有细小的分散的沉淀。待沉淀下沉后，用密滤纸干过滤上层清液于干燥容器中，弃去开始的几毫升滤液。3
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7.5分光光度测定
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用适合的吸收血（见表1），于分光光度计（5.3）波长810nm处，测量每份显色溶液（7.4）对各自参比溶液的吸光度。
注：除在810nm测量外，亦可在680nm或760nm波长处测量吸光度（并选择适当的吸收血）7.6校准曲线的建立
7.6.1校准曲线溶液的制备
分取10.00mL铁基空白试验溶液（7.2）7份于7个硼硅酸盐玻璃单标线50mL容量瓶中。按表1分别加入硅标准溶液（4.12.2或4.12.3），补加水至20mL。其中一份不加硅标准溶液的空白试验溶液按7.4制备参比溶液。另6份试液按7.4制备显色溶液。
硅含量（质量分数）/%
0.010~0.050
0.050~0.25
0.25~1.00
7.6.2分光光度测定
硅标准济液加人量/mL
0.0.1.00、2.00.3.00.4.00.5.000、0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.000.0.2.00,4.00.6.00.8.00.10.00硅标准溶液
4.12.3(4.0μg/mL)
4.12.2(10.0μg/mL)
4.12.2(10.0μg/mL)
吸收血厚度/cm
用适合的吸收血（表1），于分光光度计（5.3）波长810nm处（7.5注），测量各校准曲线显色溶液对参比溶液的吸光度。
7.6.3校准曲线的绘制
以校准曲线溶液的吸光度为纵坐标，校准曲线溶液中加人的硅量与分取纯铁溶液中的硅量之和为横坐标，绘制校准曲线
8结果表示
8.1结果计算
硅的含量以质量分数w计，数值以%表示，按式(1)计算：mixv
m×V/×10%×100
式中：
从校准曲线上查得显色溶液中的硅量，单位为微克（ug）试料溶液总体积，单位为毫升（mL）；分取试液的体积，单位为毫升（mL）；试料量，单位为克（g）。
8.2精密度
本部分精密度由两部分组成：
.（1)
硅含量在0.050%~1.00%是由18个实验室对10个水平的硅含量进行测定，每个实验室对每个水平硅含量测定4次。
所用试样列于附录A表A.1中。
根据GB/T6379.1、GB/T6379.2.对得到的测定结果进行统计处理。GB/T223.5—2008
结果表明，硅含量与试验结果的重复性限（）和再现性限（R）间呈对数关系，汇总于表2，数据图示由附录B给出。
硅含量（质量分数）/%
重复性限，
再现性限R
硅含量在0.010%～0.050%是由15个实验室对5个水平的硅含量进行测定，每个实验室对每个水平硅含量测定3次。
根据GB/T6379.1,GB/T6379.2（见注1、注2和注3），对得到的测定结果进行统计处理。结果表明，硅含量与重复性限（）或再现性限（R和R）间无系统关系。典型的数据为：对重复性限为0.004%，室内再现性限R为0.005%.再现性限R为0.006%。所用的试样及测定结果汇总于附录A表A.2中。注1：3次测定中的前两次是在GB/T6379.1规定的重复性条件下进行，即由同一实验员，用同一仪器，相同的实验条件、同一校准，在最短的时间内进行测定。注2：第三次测定由注1中的实验员，用同一台仪器，在不同时间（不同天），用新的校准进行。注3：由第一天所得的两个结果，按GB/T6379.2计算重复性限（）和再现性限（R）。由第一天所得的第一个结果和第二天所得的结果，计算实验室内的再现性限（R）。9试验报告
试验报告应包括下列内容：
a）鉴别试料、实验室和分析日期等资料：遵守本部分规定的程度；
分析结果及其表示；
测定中观察到的异常现象；
对分析结果可能有影响而本部分未包括的操作或者任选的操作。e
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附录A
（资料性附录）
国际共同试验附加资料
TiKANIKAca-
A.11983年由7个国家18个试验室对1个铁样、9个钢样进行国际合作试验，结果列于8.2表2。试验结果在1984年4月ISO/TC17/SC1文件报出。精密度数据的图示见附录B。
试验样品列于表A.1。
ECRM085-1(0.3%S易切钢）
JSS023-5（非合金钢）
BCS452/1(1.30%Mn钢）
ECRM020-1（非合金钢）
ECRM081-1（非合金钢）
ECRM0254-17%W5%Mo,2%V.5%Cr钢）ECRM077-2(1.25%Mn钢）
ECRM277-1(18%Cr10%Ni钢）
ECRM484-1（白口可锻铸铁）
ECRM276-1(5%Cr，1.5%Ma,0.5%V钢）硅含量（质量分数）/%
注1：按GB/T6379.1、GB/T6379.2进行数据统计分析。注2：共同试验采用10个样品，附录B显示的数据为硅含量（质量分数）在0.050%~1.00%的8个样品，ECRM085-1,JSS023-5两个样品测定数据未包括在内。A.21985年由7个国家的15个实验室对5个钢样进行国际合作试验，结果列于表A.2。试验结果在1986年3月ISO/TC17/SC1N655文件报出。表A.2
ECRM085-1（0.3%S易切钢）
ECRM285-1(9%Co,5%Mo,18%Ni0.7%Ti钢）JSS023-5（非合金钢）
BCS432/1（非合金钢）
BCS452/1(1.3%Mn钢）
硅含量（质量分数）/%
附录B
（资料性附录）
精密度数据的图示
键含量（质量分数）/%
图B.1硅含量与重复性限r或再现性限R之间的关系GB/T223.5—2008
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还原型硅钼酸盐分光光度法
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2008年11月第一版
2008年11月第一次印刷
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