山东省合金钢化学成分检验能力验证结果与分析

山东省冶金科学研究院有限公司能力验证中心对山东省内具有中低合金钢中化学成分分析检测能力的相关检测机构开展了能力验证活动。本次能力验证活动通过单因子方差分析法评价被测样品均匀性,将各参加实验室提交的结果进行稳健统计,计算中位值作为测试样品的指定值、标准化四分位间距作为此次能力验证的标准差,采用Z比分数评定各实验室的测试结果。结果显示,山东省内具有合金钢检验检测资质的检验检测机构的整体水平较高,但还需要进一步提高。     

标准样品的均匀性检验及判断

标准样品的均匀性,是标准样品的基本性质。均匀性即是物质的一种或几种特性具有同组分或相同结构的状态。通过检验有规定大小的样品,若被测量的特性值均在规定的不确定度范围内,则该标准样品对这一特性值来说是均匀的。不论在制备标准样品过程中是否经过均匀性初检,凡成批制备并分装成最小包装单元的标准样品,由大包装分装成最小包装单元时,都需进行均匀性检验。这是制备标准样品过程中不可缺少的程序,也是确保标准样品定值准确的最基本条件．１标准样品的均匀性检验进行均匀性检验的目的,一方面通过均匀性检验说明特性值在各个部位…     

EXCEL在能力验证样品均匀性和稳定性评价中的应用

样品均匀性和稳定性评价是能力验证活动的重要组成部分。依据CNAS—GL03《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》,介绍了能力验证样品均匀性和稳定性评价的基本原理。以食用油中丁基羟茴香醚(BHA)的均匀性检验和茶叶中铜稳定性检验为例,简述了EXCEL“数据分析 ”工具应用于能力验证中样品均匀性和稳定性评价的使用方法,实现了实验数据的输入,得到数理统计的F值和t值。从结果可以看出:EXCEL数据处理结果与实例的计算结果是相一致的,即通过EXCEL的“数据分析”可以完成能力验证中样品均匀性和稳定性检验的工作,从而提高工作效率和统计结果的准确性。     

火花放电原子发射光谱法测定中低合金钢中镧和铈

在炉前检验中，快速、准确测定中低合金钢中La、Ce元素含量，对推进稀土添加中低合金钢的开发具有重要意义。采用高频感应重熔炉制备内部校准样品，选择La 433.37 nm(1级)、Ce 413.76 nm(1级)作为La和Ce的分析线，Fe 273.1 nm(1级)作为内标线，建立了火花放电原子发射光谱法测定中低合金钢中La、Ce含量的方法。对积分时间、预燃时间等进行试验，优化后分析条件如下：积分时间为8 s,预燃时间为6 s。在优化的实验条件下，采用干扰系数法进行校正，绘制校准曲线，其线性相关系数为0.997 4(La)和0.997 0(Ce);方法检出限为0.000 033%(La,质量分数，下同)和0.000 33%(Ce)。按照实验方法测定中低合金钢X80样品中La和Ce,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为5.5%和3.5%;并用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)进行比对试验，结果相一致。     

火花源原子发射光谱法测定中低合金钢中微量钙

应用ARL4460型直读式火花源原子发射光谱仪测定中低合金钢中微量钙,对钙的分析条件、分析样品的制备等影响分析结果精密度及准确度的因素进行了探讨。     

直读光谱法测定中低合金钢中微量氮

介绍利用ARL METAL ANALYZER（IRON＋STEEL）型直读光谱仪测定中低合金钢中微量氮，对氮的分析条件、分析样品的制备等影响准确度及短期精度的因素进行了探讨。     

硼酸盐熔珠-X射线荧光光谱法分析高合金钢

采用直读光谱法（OES-Spark）、X射线荧光光谱法（ XRF）以及电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定高合金钢中高含量的元素时,吸收增强效应、晶粒尺寸效应、冶金相组成的不同点、元素间干扰（OES-Spark、XRF）以及较低精密度（ICP-OES）等相关因素都会影响结果的准确性。将样品制备成硼酸盐熔珠后进行检测可以带来很多优势,例如消除相组成和冶金晶粒尺寸效应的影响、对夹杂物（氧化物,氮化物,碳化物）以及任何形状和任何数量的样品进行处理时的高均匀性。本研究开发了一种样品制备的新方法,并将该方法应用于高合金钢标准样品（CRM）的XRF测定中。     

射频辉光放电发射光谱法测定中低合金钢中痕量钙

通过对射频辉光放电发射光谱法分析中低合金钢样品放电行为的研究,考察了各种工作参数如分析功率、氩气压力、预燃时间和积分时间等对光谱强度与稳定性的影响。优化后的分析参数为分析功率50 W、氩气压力900 Pa、预燃时间90 s和积分时间10 s。以铁元素为内标,建立了射频辉光放电光谱法测定中低合金钢中痕量钙的分析方法,并用于中低合金钢标准样品和实际样品分析,测量结果与认定值或原子吸收光谱法测定值相吻合, RSD小于2%,满足生产科研的需要。     

我国能力验证项目研究热点可视化分析

为掌握我国能力验证工作的发展脉络和研究现状,采用文献计量和知识图谱的可视化分析法,选取1999—2017年国内公开发表的能力验证工作研究论文5145篇,使用Origin、统计产品与服务解决方案软件(SPSS)和中国知网(CNKI)计量可视化分析系统,从发文数量、作者、机构、基金等方面对该领域的研究论文进行分析,基于共词技术构建高频关键词共词矩阵,并对矩阵进一步聚类分析和多维尺度分析。分析结果认为能力验证研究热点集中在两大主题,分别为:能力验证项目实施过程,包括样品的均匀性稳定性检测和结果的评价;能力验证项目在实验室质量控制和管理中的作用。其中能力验证项目实施过程属于目前的重点和热点。所进行的研究对了解我国能力验证项目的发展动态,推动我国能力验证项目的深化和国际化将产生重要的意义。     

标样研制中的样品均匀性及其检验方法

本文对冶金标准样品研制过程中有关均匀性和其检验方法作了较为详细的论述，从样品粒度、成份偏析、放置时间、称样量等方面，来考查实物的均匀性问题；并对其检验方法与判定标准进行了讨论；本文还对光谱标样的均匀性及检验方法与化学标样的不同点作了说明。     

火花源原子发射光谱法测定中低合金钢中酸溶铝

用火花源原子发射光谱仪对中低合金钢中酸溶铝进行分析。讨论了不同制样方法（铣床、平磨机）及氩气状态对测定结果的影响,得出铣床制样为最佳选择,而平磨机制样时砂纸会带来同类元素的干扰,提出用铝质砂纸磨样后要用重叠点激发方式分析酸溶铝。修正了仪器自带分析程序中的响应曲线,采用经调整后的分析程序及其重叠点激发方式分析酸溶铝。方法用于低合金钢标准样品的分析,相对标准偏差为1.2%和2.9%;对于实际样品的分析,测定值与湿法结果一致。从分析的精度、本法与湿法分析对比后的结果看,完全能满足国标GB/T4336的要求(残余的氮化铝可忽略不计)。     

激光剥蚀-电感耦合等离子体发射光谱法在中低合金钢成分分析中的应用研究

将激光剥蚀(LA)固体直接进样技术与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)联用,并应用于中低合金钢成分分析。通过选取中低合金钢中各组分元素的分析线波长、扣除干扰背景、校正激光参数和选取基体元素Fe(274.9 nm)作为内标元素校正信号的漂移,建立了中低合金钢中Al、As、B、C、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Nb、Ni、P、S、Sb、Si、Sn、Ti、V、W、Zr 20种元素的LA-ICP-OES定量分析方法。研究结果表明:校准曲线的线性相关系数除硼、碳和硫外,其他元素都在0.9或0.99以上;各元素的检出限比较低,能满足中低合金钢的测定要求。方法用于测定中低合金钢标样中的上述20种元素,除个别元素在个别样品上的测定结果偏差稍大外,其他元素的测定值与认定值一致。     

高频熔融制样-X射线荧光光谱法测定镍-铜-铁合金中镍铜铁锡磷硫

镍-铜-铁合金为不规则样品,采用离心浇铸法制样时单次只能制备一个样品。实验采用多功能熔融炉高频熔融浇注制备成蘑菇状块状样品,实现了X射线荧光光谱法(XRF)对镍-铜-铁合金中镍、铜、铁、锡、磷和硫含量的测定。通过优化多功能熔融炉工作参数,采用程序控制阶梯式升温,5段号加热及保温的方式对样品进行熔融,确定了最佳的样品制备工艺。实验表明,当最大目标功率12.75kW,每个段号的升温时间10s,整个熔融时间10min时,熔融制备出的样品中各待测元素化学成分在0~0.50mm不同深度方向具备良好的均匀性,相同熔融条件下的样品重复性良好。选用一定含量梯度的镍合金、镍铬合金、高合金钢光谱标准样品和化学定值的镍-铜-铁合金内控样品制作校准曲线,各待测元素线性相关系数均大于0.999,检出限在12.35~42.21μg/g之间,制备10次块状样品的分析结果的相对标准偏差在0.15%~1.9%(n=10)之间。实验方法应用于镍-铜-铁合金实际样品的测定,与标准方法测定结果具有较好的一致性,满足常规检测的需求。     

激光诱导击穿光谱法分析表面氧化钢铁样品中的碳硅锰磷硫铬镍铜铝

利用激光诱导击穿光谱法对中低合金钢中的碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、铜、铝九种元素进行了定量分析。采用铁基体作参比、信号积分平均的数据处理方法,考察了样品台高度、激光聚焦位置、积分延迟时间、低压充氩等因素对激光光谱信号的影响。通过反复试验,确定了焦点位于样品表面之下4 mm、氩气氛围为4 000 Pa等最佳分析条件。在优化条件下,中低合金钢标准样品GSBH40068-93中9种元素线性相关系数均大于0.99。所建立的方法可应用于存在表面氧化钢铁样品的直接测定。实验表明,本法在不进行样品处理条件下测定值与火花光谱测量结果相吻合。     

辉光放电发射光谱技术及其在国内钢铁行业中的应用

简单介绍辉光放电发射光谱技术的基础知识及相关书籍情况,重点评述其在国内钢铁行业的应用。国内钢铁行业基体分析涉及中低合金钢、不锈钢、生铁、铸铁、高温合金等;阳极直径4 mm为主,分析元素已达24种,激发功率12～90 W,数据精密度多小于5%;而深度轮廓分析主要涉及镀锌板、镀锡板、彩涂板,氟元素测定和制备电镜样品是其应用的一大亮点。概述辉光放电发射光谱国际标准和国家标准的进展,并对辉光放电发射光谱法、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、火花源原子发射光谱法在低合金钢中多元素测定的重复性和再现性进行比较,数据表明辉光放电原子发射光谱法的重复性值较低,而再现性值偏高。最后对制约辉光放电光谱技术发展的因素进行了探讨。     

原子发射光谱法测定合金结构钢和电工钢中氮

叙述了用原子发射光谱法快速定量分析合金结构钢和电工钢中氮。文中对测定氮的光谱线的选择、氮的分析条件、分析样品的制备、共存元素的影响和钢中氮的校准曲线的拟合等问题进行了讨论。本方法氮的分析范围为０.０００５％～０.０４０％，检出限为０.０００３７４％，分析时间小于２ｍｉｎ（包括样品制备和样品两次激发分析）。实现了样品一次激发可同时测定氮和合金元素以及酸溶铝、酸不溶铝。     

直流辉光放电原子发射光谱法测定中低合金钢中锆

采取9种不同梯度锆量中低合金钢标准样品绘制曲线,建立了测定中低合金钢中锆的直流辉光放电原子发射光谱法。以单因素法考察了直流辉光光谱仪实验参数对测定中低合金钢中锆的影响,确定激发电压为1250V、激发电流为45mA、预燃时间为60s、积分时间为10s。以锆元素光谱强度为横坐标,锆元素质量分数为纵坐标绘制校准曲线,其校准曲线线性相关系数为0.9961,线性范围为0.0044%~0.35%。采用实验方法对中低合金钢标准样品中锆进行测定,测定值与认定值基本一致,相对标准偏差(RSD,n=11)为0.72%~1.7%,测定结果的相对标准偏差都符合仪器推荐测量要求(相对标准偏差小于3%)。将实验方法应用于中低合金钢实际样品分析,测得结果与国标方法GB/T 223.30—1994基本一致。     

X射线荧光光谱镶嵌制样无标测定不锈钢

样品制备是X射线荧光光谱(XRF)分析测试的首要步骤,样品制备成功与否直接影响测试结果准确性。以不锈钢为例,对尺寸不满足直接进行XRF测试的样品,利用镶嵌法进行制样,并采用XRF无标定量方法分析不锈钢中Fe、Cr、Mn、Ni、Cu、Si、Co、V、Mo等元素。利用镶嵌法研究了样品尺寸对测试结果的影响,发现以测试主次成分Fe、Cr、Ni、Mn含量为主要目标时,样品覆盖光斑面积应达到25%以上,测试元素相对误差普遍低于1.5%,微量元素(除Si外)相对误差均在5.2%以内,满足测试要求。通过无标定量法测试不锈钢标准样品,发现方法对不锈钢中主次元素Fe、Cr、Ni均可实现准确测量,相对误差不大于1.6%,微量元素中Si和Cu元素的相对误差在5.0%以内。通过镶嵌法制样无标定量测定实际样品,并与化学法对比,进一步证实XRF可实现对非标准尺寸不锈钢样品的快速测量。镶嵌法制样XRF无标定量方法亦可推广到其他合金产品分析。     

火花放电原子发射光谱仪自动校正校准曲线的可行性探讨

碳素钢和中低合金钢日常生产中需要检测多达10余种元素,往往不同牌号钢种中各元素含量范围相差较大,目前各大钢铁公司在线检测主要采用火花放电原子发射光谱法,利用人工对检测设备进行校正,一方面受生产计划及人员技能水平制约,另一方面校正耗时较长,不能满足高效、准确的现代化冶炼技术要求。实验通过优化标准化样品,采用原始校准曲线法替代类型标准化,利用自动校正程序校正火花放电原子发射光谱仪标准曲线。经过生产检验验证,校准曲线按照预先设定周期自动校正后判定结果,不受检验人员技能影响,且各钢种均采用持久曲线法,不需要对不同钢种进行区分,不受生产计划制约。6台火花放电原子发射光谱仪校正时间由原来的6 h减少到1.5 h。经过生产检验验证方法满足GB/T 4336—2016精密度及正确度验证要求,能够应用在钢铁行业在线自动检测过程中。