钢铁的化学分析方法
钢铁化学分析方法1
一、钢铁化学分析方法铸铁中七元素的联合测定一、试剂（溶解样品）1、溶解混合酸：硫酸50毫升，硝酸8毫升，加入水中并稀至1升。
2、过硫酸铵：15%当天配制。
3、过氧化氢：3% 。
二、溶样方法称取试样0.5克于250毫升锥形瓶中，加溶解混合酸85毫升及过硫酸铵溶液10毫升，加热溶解完毕后(约15分钟)，再加过硫酸铵溶液10毫升，煮沸2—3分钟，使锰呈褐色二氧化锰析出后，滴加过氧化氢使褐色沉淀澄清且过量一滴，继续煮沸1分钟，流水冷却至室温，将溶液稀至100亳升后仍倒入原锥形瓶中，并以快速干滤纸过滤于干的100毫升容量瓶中，供下述各元素测定之用。
注：1、日常分析中为加快溶解度可将溶解酸预热后加入。
2、加入溶解酸后应立即加入过硫酸铵，防止磷呈磷化氢逸出，使磷结果偏低。
硅的测定一、试剂1、钼酸铵溶液：5% 。
2、草酸溶液：5% 。
3、硫酸亚铁铵溶液：6% [每1升中需有(1:1)硫酸5毫升]。
4、定硅补充酸：取溶解混合酸100毫升，以水稀至1升即可。
二、分析方法于150毫升锥形瓶中预置补充酸30毫升，用1毫升刻度移液管吸取试样溶液1毫升，加入钼酸铵溶液5毫升，放置10—15分钟后，加入草酸溶液10毫升，硫酸亚铁铵5毫升。
以水为比较液，以波长650µm，0.5厘米比色皿测定消光值。
三、计算带一标准样品按同样操作后换算，或用标准样品绘制标准曲线。
注：1、加入钼酸铵溶液后的放置时间应随室温变化而变化，室温低于10℃应放置半小时，夏天则需放置5分钟即可。
2、加草酸后应立即加入硫酸亚铁铵，并边摇边加。
锰的测定一、试剂1、定锰混合酸：磷酸30毫升，硝酸60毫升，加入水中，加入硝酸银2克，溶解后以水稀至1升。
2、过硫酸铵溶液：15%当天配制。
二、分析方法于50亳升锥形瓶中预置定锰混合酸10毫升及过硫酸铵溶液5毫升，吸取试样溶液5毫升，加热煮沸1分钟，流水冷却至室温，以水稀至50毫升。
以水为参比液，以波长530 µm，2厘米比色皿测定消光值。
金属材料化学成分分析的几种方法
金属材料化学成分分析的几种方法
化学成分是决定金属材料性能和质量的主要因素。
因此，标准中对绝大多数金属材料规定了必须保证的化学成分，有的甚至作为主要的质量、品种指标。
化学成分可以通过化学的、物理的多种方法来分析鉴定，目前应用最广的是化学分析法和光谱分析法，此外，设备简单、鉴定速度快的火花鉴定法，也是对钢铁成分鉴定的一种实用的简易方法。
一．化学分析法
根据化学反应来确定金属的组成成分，这种方法统称为化学分析法。
化学分析法分为定性分析和定量分析两种。
通过定性分析，可以鉴定出材料含有哪些元素，但不能确定它们的含量；定量分析，是用来准确测定各种元素的含量。
实际生产中主要采用定量分析。
定量分析的方法为重量分析法和容量分析法。
重量分析法：采用适当的分离手段，使金属中被测定元素与其它成分分离，然后用称重法来测元素含量。
容量分析法：用标准溶液（已知浓度的溶液）与金属中被测元素完全反应，然后根据所消耗标准溶液的体积计算出被测定元素的含量。
二．光谱分析法
各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱，根据元素被激发后所产生的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含
量的方法，称光谱分析法。
通常借助于电弧，电火花，激光等外界能源激发试样，使被测元素发出特征光谱。
经分光后与化学元素光谱表对照，做出分析。
三．火花鉴别法
主要用于钢铁，在砂轮磨削下由于摩擦，高温作用，各种元素、微粒氧化时产生的火花数量、形状、分叉、颜色等不同，来鉴别材料化学成分（组成元素）及大致含量的一种方法。
钢铁的化学分析方法
钢铁的化学分析方法一、钢的分类1．按化学成份分类：按化学成分，可以把钢分为碳素钢和合金钢两大类。
（1）碳素钢：①低 C ≤0.3%②中碳钢 C 0.3 ~ 0.6%③高碳钢 C ≥0.6%主要分析的元素为：C、Si、Mn、S、P五元素。
（2）合金钢按合金元素总量分：①低合金钢合金元素总量≤5%②中合金钢合金元素总量5 ~ 10%③高合金钢合金元素总量≥10%按合金元素数目分：除铁和碳两个基本元素外，另加入一种合金元素，称为三元钢，加入两种合金元素称为四元钢，依此类推。
如：锰钢、铬钢、铬锰钢、硅锰钢等。
分析元素为：C、Si、Mn、S、P + 合金元素2．按品质分类：根据钢中含有害杂质的多少工业用钢通常分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
①普通钢：S≤0.055% P≤0.045%②优质钢：S、P≤0.040%③高级优质钢：S≤0.030% P≤0.035%3．按金相组织分类：①退火状态的：亚共析钢、共析钢、过共析钢②正火状态的：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢。
③无相变或部分发生相变的：铁素体钢、奥氏体钢、变相钢（如半铁素体钢、半奥氏体钢）4．按用途分类等：建筑及工程用钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢。
5．按冶炼方法分类：平炉钢、转炉钢、电炉钢。
各种方法并不存在谁好谁坏的问题，主要是根据不同需要不同场合而采用不同的分类方法。
二、铸铁的分类铸铁是一种铁碳合金，碳含量较高，一般在2.0％以上，除了铁和碳以外，还含有硅、锰、硫、磷及其其他合金元素。
铸铁一般分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。
分析C、Si、Mn、S、P + 合金元素。
三、分析方法的分类：（主要针对钢铁的分析）根据测定原理和使用仪器的不同，分析方法可以分为化学分析法和仪器分析法。
1．化学分析法：以物质的化学反应为基础的分析方法。
（1）定性分析：是确定物质由哪些组分所组成。
（2）定量分析：是确定物质各个组分的准确含量。
①重量分析法：根据化学反应生成物的质量求出被测组分的含量的方法。
钢铁炉渣的化学分析及重金属迁移行为研究
钢铁炉渣的化学分析及重金属迁移行为研究钢铁工业是世界各国经济与工业发展的重要支柱。
在钢铁生产过程中，废渣产生量极大，其中钢铁炉渣是产生量最大的一种。
钢铁炉渣经过处理可以变废为宝，氧化铁和氧化钙成分使得炉渣有着很高的重复利用价值。
但是钢铁炉渣中存在着大量的重金属，可能对环境和人类健康造成潜在风险。
必须对钢铁炉渣的重金属含量以及重金属的迁移行为进行深入的研究与探究。
一、钢铁炉渣化学分析1.1 炉渣的成分和性质钢铁炉渣主要由氧化铁、氧化钙和氧化硅等氧化物组成，其成分与工艺条件有很大关系。
炉渣的碱性主要体现在氧化物的碱性离子上，炉渣的碱性直接影响到其对于重金属的迁移和固化的能力。
1.2 炉渣中重金属的含量钢铁炉渣中存在着大量的重金属，比如铅、锌、镉、铬、铜等，这些重金属的含量会随着不同地点和钢铁企业的不同而有所差异。
重金属的含量是影响炉渣安全无害利用的核心指标。
二、重金属迁移行为2.1 重金属在饱和试验条件下的淋滤实验饱和试验条件下的淋滤实验是钢铁炉渣研究中的常用方法，这种方法可以模拟出污染物在炉渣中的迁移情况，从而对钢铁炉渣进行评价。
研究发现，炉渣中的重金属主要以可溶性形式存在，这意味着这些重金属可以在一定程度上影响周围环境的水体质量。
2.2 重金属与炉渣结构和成分的关系研究表明，炉渣中的钙镁铝等元素可以有效地促进重金属在炉渣中的稳定化，减少其在环境中的迁移。
因此，研究如何调节炉渣结构和成分，使其更有利于吸附和稳定化重金属，可以有效防止炉渣对环境和人类健康造成的损害。
三、炉渣的重复利用3.1 炉渣用于水泥生产中的应用炉渣可以作为水泥原料和掺合料，提高水泥的强度和耐久性。
同时，通过引入活性成分，将其转变为有利于环境的水泥熟料，这可以有效减少钢铁工业对环境的影响。
3.2 炉渣用于土壤改良中的应用炉渣可以被用于土壤改良，主要作用是调节土壤的神经、pH值和有效态磷酸盐等指标，这对于提高土壤的肥力和抗旱能力具有重要意义。
工业分析化学 03 钢铁分析
（二）主要试剂
1.氢氧化钾吸收剂溶液(400g/L)； 2.除硫剂 活性二氧化锰(粒状)或钒酸银。
2.1 钒酸银； 2.2 活性氧化锰； 3. 酸性氯化钠溶液（250g/L）； 4.助熔剂 锡粒(或锡片)、铜、氧化铜、纯 铁粉。 5.高锰酸钾溶液（40g/L）； 7.甲基橙指示剂（2g/L）。
加Cr耐热耐腐蚀性较强多用于制造 多用于制造滚珠轴承或工具。含Cr 12.5 – 18%的铬钢或含铬 0.6 – 1.75%、 Ni 1.25%的镍铬钢，又称不锈钢。
加W有极强的耐热性，受热至白热化仍 不软化常制运转的机件或刀具。
高速切削钢：含W 15–18% V 1–3%
Cr 2–5%合金钢
含Mo、V、Ti等合金钢和钨钢性能相似。
主要以硅化物：FeSi 、MnSi 、FeMnSi 存在
在高硅钢中，一部分以SiC存在，也有时形成固熔体 或硅酸盐。
（二）硅
3、性能
(1)增强钢的硬度、弹性及强度，提高抗氧化能力 及耐酸性 (2) 促使C以游离态石墨状态，使钢有高流动性， 易于铸造
(3) 、类型 a 一般生铁或碳素钢Si含量<1%
3.9 当洗气瓶中硫酸体积显著增加及二氧化锰变 白时，说明已失效，应及时更换。
3.10 观察试样是否完全燃烧，如燃烧不完全， 需重新分析。
3.11 炉子升温应开始慢，逐步加速，以延长硅 碳棒寿命。
3.12 分析前，应先检查仪器各部分是否漏气。 工作开始前及工作中，均应燃烧标准样品，判定 工作过程中仪器的准确性。
特种钢
若适当提高钢中Si或Mn含量，或加入一定 量的Ni，Cr，W，Mo，V，Ti等金属，成为 特种钢（铁合金或合金钢）。
钢铁及合金化学分析方法标准汇编
GB/T 223. 73
—1991钢铁及合金化学分析方法
三氯化钛一重铬酸钾容量法测定铁量
68
GB/T 223. 74
—1997钢铁及合金化学分析方法-
—非化合碳量的测定
69
GB/T 223. 75
1991钢铁及合金化学分析方法-
—甲醇蒸馏一姜黄素光度法测定硼量
70
GB/T 223. 76
1994钢铁及合金化学分析方法-
—萃取分离一偶氮氯膦mA分光光度法测定稀土总量
44
GB/T 223. 50
1994钢铁及合金化学分析方法-
—苯基荧光酮一溴化十六烷基三甲基胺直接光度法测定锡量
45
GB/T 223. 51-
-1987钢铁及合金化学分析方法-
-5—Br—PADAP光度法测定锌量
46
GB/T 223. 52-
-1987钢铁及合金化学分析方法-
-丁二酮肟重量法测定镍量
23
GB/T 223.26
1989钢铁及合金化学分析方法
-硫氰酸盐直接光度法测定钼量
24
GB/T 223.27
1994钢铁及合金化学分析方法
-硫氰酸盐一乙酸丁酷萃取分光光度法测定钼量0
25
GB/T 223.28-
-1989钢铁及合金化学分析方法
—安息香肟重量法测定钼量
26
GB/T 223.29-
86
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GB/I 2012 7.2-2006钢铁及合金 痕量兀素的测疋 第2部分：氢化物发生-原子荧光光谱法测疋砷含量
钢铁及合金化学分析方法标准汇编
GB／T 223. 49—1994钢铁及合金化学分析方法—萃取分离—偶氮氯膦mA分光光度法测定稀土总量
44
GB／T 223. 50—1994钢铁及合金化学分析方法—苯基荧光酮—溴化十六烷基三甲基胺直接光度法测定锡量
45
GB / T 223. 51—1987钢铁及合金化学分析方法—5—Br—PADAP光度法测定锌量
50
GB / T 223. 56—1987钢铁及合金化学分析方法—巯基棉分离—示波极谱法测定碲量
51
GB / T 223. 57—1987钢铁及合金化学分析方法—萃取分离—吸附催化极谱法测定镉量
52
GB / T 223. 58—1987钢铁及合金化学分析方法—亚砷酸钠—亚硝酸钠滴定法测定锰量
53
GB / T 223. 59—1987钢铁及合金化学分析方法—锑磷铜蓝光度法测定磷量
91
GB/T 20127.7-2006钢铁及合金痕量元素的测定第7部分：示波极谱法测定铅含量
92
GB/T 20127.8-2006钢铁及合金痕量元素的测定第8部分：氢化物发生-原子荧光光谱法测定锑含量
93
GB/T 20127.9-2006钢铁及合金痕量元素的测定第9部分：电感耦合等离子体发射光谱法测定钪含量
88
GB/T 20127.4-2006钢铁及合金痕量元素的测定第4部分：石墨炉原子吸收光谱法测定铜含量
89
GB/T 20127.5-2006钢铁及合金痕量元素的测定第5部分：萃取分离-罗丹明B光度法测定镓含量
90
GB/T 20127.6-2006钢铁及合金痕量元素的测定第6部分：没食子酸-示波极谱法测定锗含量
GB / T 223. 67—1989钢铁及合金化学分析方法—还原蒸馏—次甲基蓝光度法测定硫量
钢材(元素测定)化学分析方法作业指导书
钢材化学分析方法1.总则1.1.本细作适用于生铁、碳素钢、合金钢、不锈钢等钢材的化学元素含量的测定。
1.2.本细则依据国标GB223《钢铁及合金化学分析方法》编写。
1.3.钢样的制备1.3.1.化学分析用试样样屑采用钻头钻取（钻头直径应尽可能的大），对于小断面钢材钻头直径不应小于16mm，对大断面钢材钻头直径不应小于12mm。
1.3.2.制取样屑时，不得用水、油或其它润滑剂，并去除钢材表面的氧化层和脏物。
钻取样屑应尽可能成细颗粒状，钻取深度达钢材厚度的2/3处。
1.3.3.钻取的样屑应混合均匀，用试样袋装好，试样袋编写上试样编号、材质规格、分析项目。
2.碳硫元素联合测定方法2.1.适用范围本方法采用GB/T 223.69-2008《钢铁及合金碳含量的测定管式炉内燃烧后气体容量法》和GB/T223.68－1997《管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量》两个标准编写。
测定范围：C：0.02～1.50%（减少称量可扩大至0.02—6.00%）S：0.003%—0.100%。
适用于生铁、碳素钢、合金钢和不锈钢的碳硫含量的联合测定。
2.2.仪器与试剂2.2.1.仪器：TP-CS2C型碳硫高速分析仪；电炉：0～1600℃/±10℃氧气瓶和氧气减压阀等。
2.2.2.各种溶液的配制：1、各种溶液的配制：（1）水准瓶溶液：1000mL蒸馏水中加入10ml浓硫酸。
（2）储气瓶溶液：1000ml蒸馏水中加入300～400g氢氧化钾。
（3）滴定瓶碘溶液（A溶液）：用天平称取2g碘,置于烧杯中,加少量蒸镏水，称碘化钾20g分批加入,使碘全部溶解。
淀粉吸收液（B溶液）：用天平称取2g可溶性淀粉，加入100mL煮沸的蒸镏水中，继续煮沸2—3分钟后冷却取下.将A、B两种溶液混合，用蒸镏水稀释至5000ml，摇匀。
2.3.试验程序：2.3.1.检查仪器各连接部位是否连接正确。
接通电源。
铁、碳钢及低合金钢试样，升温至1250℃左右，不锈钢、高合金钢、高温合金及精密合金升温至1300～1350℃。
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钢铁的化学分析方法
一、钢的分类
1．按化学成份分类：按化学成分，可以把钢分为碳素钢和合金钢两大类。
（1）碳素钢：①低 C ≤0.3%
②中碳钢 C 0.3 ~ 0.6%
③高碳钢 C ≥0.6%
主要分析的元素为：C、Si、Mn、S、P五元素。
（2）合金钢
按合金元素总量分：
①低合金钢合金元素总量≤5%
②中合金钢合金元素总量5 ~ 10%
③高合金钢合金元素总量≥10%
按合金元素数目分：除铁和碳两个基本元素外，另加入一种合金元素，称为三元钢，加入两种合金元素称为四元钢，依此类推。
如：锰钢、铬钢、铬锰钢、硅锰钢等。
分析元素为：C、Si、Mn、S、P + 合金元素
2．按品质分类：
根据钢中含有害杂质的多少工业用钢通常分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
①普通钢：S≤0.055% P≤0.045%
②优质钢：S、P≤0.040%
③高级优质钢：S≤0.030% P≤0.035%
3．按金相组织分类：
①退火状态的：亚共析钢、共析钢、过共析钢
②正火状态的：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢。
③无相变或部分发生相变的：铁素体钢、奥氏体钢、变相钢（如半铁素体钢、半奥氏
体钢）
4．按用途分类等：建筑及工程用钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢。
5．按冶炼方法分类：平炉钢、转炉钢、电炉钢。
各种方法并不存在谁好谁坏的问题，主要是根据不同需要不同场合而采用不同的分类方法。
二、铸铁的分类
铸铁是一种铁碳合金，碳含量较高，一般在2.0％以上，除了铁和碳以外，还含有硅、锰、硫、磷及其其他合金元素。
铸铁一般分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。
分析C、Si、Mn、S、P + 合金元素。
三、分析方法的分类：（主要针对钢铁的分析）
根据测定原理和使用仪器的不同，分析方法可以分为化学分析法和仪器分析法。
1．化学分析法：以物质的化学反应为基础的分析方法。
（1）定性分析：是确定物质由哪些组分所组成。
（2）定量分析：是确定物质各个组分的准确含量。
①重量分析法：根据化学反应生成物的质量求出被测组分的含量的方法。
②气体分析法：根据化学反应中所生成气体的体积或气体与吸收剂反应生成的物质的质
量，求被测组分的含量的方法。
③滴定分析法（又称容量分析）：根据化学反应中所消耗标准溶液的体积和浓度求出被测
组分的含量的方法。
分类：a. 酸碱滴定法
b. 氧化还原滴定法
c. 络合滴定法
d. 沉淀滴定法
④比色分析法：试样溶液经显色后，溶液颜色深浅的程度与已知标准溶液相应的颜色比
较，以确定物质含量的方法。
2．仪器分析法：以物质的物理或物理化学性质的变化为基础测定物质含量的方法。
由于这些方法都需要使用特殊仪器，所以通称仪器分析法。
（1）光分析法：光分析法又可以分为非光谱法与光谱法两类。
非光谱法：是指不以光的波长为特征讯号，仅通过测量电磁辐射的某些基本性质的变化的分析方法。
如：折射法、干涉法、X射线衍射法和电子衍射法等。
光谱法：通过检测光谱的波长和强度的分析方法。
如：原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、红外吸收光谱法、X荧光光谱法、核磁共振波谱法、激光拉曼光谱法等等。
（2）电分析化学方法
以电讯号作为计量关系的一类方法, 主要有五大类: 电导、电位、电解、库仑及伏安。
四、钢铁分析常用的仪器
1．红外碳硫分析仪
当红外光照射到样品时，其辐射能量不能引起分子中电子能极的跃迁，而只能被样品分子吸收引起分子振动能级和转动能级的跃迁。
由分子振动和转动能级跃迁产生的连续吸收光谱称为红外吸收光谱。
高频红外碳硫分析仪的基本工作原理是：基于高频感应原理，保证充足的氧气并在助熔剂的存在下，将样品进行充分燃烧，样品中含有的碳元素和硫元素转换成二氧化碳(CO2)和二氧化硫(SO2)，然后再借助CO2和SO2吸收特定波长的红外光能量的原理，将CO2和SO2的含量浓度信号转换成电压信号，最后借助于计算机软件对得到的电压信号进行分析，得到CO2和SO2的含量，从而对应得到碳元素和硫元素的含量。
红外碳硫分析仪是分析金属材料中C、S这两个组分的专用仪器。
2．光电直读光谱仪
原理：原子核外的电子在一般情况下处于最低能量状态称为基态，当获得足够能量后会使外层电子从低能级跃迁至高能级，这种状态称为激发态，是一种不稳定的状态，寿命小于10-8s，当从激发态回到基态时就要释放出多余的能量，若以光的形式出现就得到发射光谱。
不同元素能够产生不同的特征光谱，而特征光谱的强度又与发光物质的含量存在着定量关系。
根据所测得的光谱中各元素的特征谱线是否出现及所呈现的强度就可以进行该元素的定性和定量分析。
光谱分析仪器通常有三部分组成：光源、分光仪、检测器（目视法、摄谱法、光电法）。
光电直读光谱仪是测定金属材料最方便、最快捷、最通用的分析仪器。
理论上讲，它可以分析固体金属材料中几乎所有的组分。
3、原子吸收光谱
原理：原子吸收光谱法是以测量气态基态原子外层电子对共振线的吸收为基础的分析方法。
它根据从光源辐射出来的待测元素的特征光谱通过试样蒸气时，被蒸气中特征元素的基态原子所吸收，由特征光谱（通常是共振线）被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。
原子吸收光谱仪由四部分组成：光源、原子化器、单色器、检测器。
原子吸收光谱仪具有检出限低、准确度高、选择性好（即干扰少）分析速度快等优点。
主要适用样品中微量及痕量组分分析。
五、应用举例
1、进厂原材料的检验。
2、关键零部件热处理前的复检。
3、热处理失效分析。
4、混料的挑选。