一种测定粉末高温合金中硫含量的方法技术

本发明专利技术属于合金痕量元素分析技术，涉及一种测定粉末高温合金中硫含量的方法。采用高频红外碳硫分析仪、应用高频感应燃烧－红外线吸收法测定硫含量，测定的步骤是：测定硫含量空白值；制备硫校准试样；高频红外碳硫分析仪校准；取样和制样；制备试料；测量待测高温合金粉末样品中的硫含量。本发明专利技术提高了测定结果的准确性，解决了粉末高温合金硫含量的测定难题，为粉末高温合金研制、冶炼、应用和质量控制提供了可靠的技术保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金痕量元素分析技术，涉及一种测定粉末高温合金中硫含量的方 法。
技术介绍
粉末高温合金因其抗拉强度和疲劳强度好等优点，其在发动机的组件中占重要的 一席之地。随着国防工业的发展，对材料的性能要求愈加严格，而一些夹杂物是影响性能的 关键因素，为此准确测定合金中杂质元素硫的含量对材料性能的评价至关重要。材料中硫 含量的分析普遍采用高频感应燃烧_红外线吸收法，该方法具有准确、快速的特点。但目前 还没有利用此方法检测粉末状镍基高温合金中硫含量方法标准。粉末高温合金的性状为粉 末态，为此如何选择合适的助熔材料，确保硫完全释放尤为重要；如何确定高频红外碳硫分 析仪的工作条件尚无定论。因此，如何准确测定粉末高温合金中硫含量是目前的一个难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种高效准确、操作简便的测定粉末高温合金中硫含量的 方法，解决粉末高温合金硫含量的测定难题。本专利技术的技术方案是，其特征在于采 用高频红外碳硫分析仪、应用高频感应燃烧-红外线吸收法测定硫含量，仪器的工作条件 如下测量流量3士0.5升/min，测量压力35士2psi，动力气压力40士2psi，最小分析时间 50s ；1、在测定过程中所使用的备品如下1. 1、硫酸钾，高纯化学试剂纯；1. 2、第一钢环标准物质美国 LEC0501-506，硫含量为0. 0044% 士0. 0003% ；1. 3、第二钢环标准物质美国 LEC0501-506，硫含量为0. 0038% 士0. 0003% ；1. 4、瓷坩埚Al2O3 材质，Φ 25mm X 25mm ；1.5、锡囊型号 AR2166;1. 6、高纯钨锡粒助熔剂=C ^ 0. 0001%, S ^ 0. 0001% ；1. 7、超低硫空白值纯铁助熔剂=S 0. 00030%，标准偏差S = O. 00001% ；2、测定硫含量空白值环境条件为室内相对湿度不大于60% ；2. 1、测定锡囊硫含量空白值用丙酮清洗锡囊，自然风干或者冷风吹干，准确测量 锡囊质量，精确到0. OOlg，使用高频红外碳硫分析仪测定锡囊硫含量空白值，将锡囊硫含量 空白值输入高频红外碳硫分析仪，于校准高频红外碳硫分析仪时自动扣除；2. 2、测定纯铁助熔剂硫含量空白值使用高频红外碳硫分析仪测定纯铁助熔剂硫 含量空白值Hl2 ；3、制备硫校准试样制备步骤如下3. 1、容器涮洗将制备过程中所用的容量瓶、烧杯和移液管均用热盐酸涮洗；盐4酸的体积浓度为10% 30%，盐酸的温度为25°C 50°C，涮洗时间IOs 60s，涮洗后用去 离子水冲洗IOs 60s并晾干；3. 2、配制硫酸钾标准溶液3. 2. 1、选择原料采用天津市光复精细化工研究所生产的硫酸钾高纯化学试剂， 分子量174. 25，含量彡99. 99% ；3. 2. 2、计算硫酸钾的用量配置100毫升1. 00mg/ml的硫酸钾溶液，需要硫 lOOmg，折算成硫酸钾为0. 5435克；3. 2. 3、试剂烘干将硫酸钾试剂在110士5°C的烘箱中烘干Ih 3h，冷却到室温；3. 2. 4、配制硫酸钾标准溶液称取0. 5435克硫酸钾试剂溶于100毫升去离子水 中，形成硫酸钾标准溶液；3. 3、制备硫校准试样分取10毫升硫酸钾标准溶液加入到100毫升容量瓶中，冷 却定容所得稀释溶液的浓度为0. 10mg/ml ；用加液器再分取0. 02毫升稀释溶液加入到锡囊 中，置于烘箱中在60°C 70°C温度下烘干Ih 1. 5h，再提高烘箱温度到100°C 105°C继 续烘干不小于2小时，取出后立即卷好，成为硫校准试样，编号，存于干燥器内，此硫校准试 样的硫含量标准值为0. 0040% ；4、高频红外碳硫分析仪校准4. 1、使用硫校准试样校准将硫校准试样放入高频红外碳硫分析仪，按高频红外 碳硫分析仪选定的工作条件对硫校准试样的硫含量进行测量，得到硫校准试样硫含量的测 定值，根据已知的硫校准试样的硫含量标准值对高频红外碳硫分析仪进行校准；4. 2、测定钢环标准物质将第一和第二钢环标准物质分别放入高频红外碳硫分 析仪，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件对第一和第二钢环标准物质的硫含量进行测 量，得到第一和第二钢环标准物质硫含量的测定值，第一和第二钢环标准物质硫含量的测 定值应落在其允许差范围内；如果第一和第二钢环标准物质硫含量的测定值不符合要求， 则重复步骤2 6，直到第一和第二钢环标准物质硫含量的测定值落在其允许差范围内为 止；5、取样和制样将客户提供的待测高温合金粉末按照HB/Z 205-91《钢和高温合 金化学分析用试样的取样规范》的要求进行取样和制样，得到待测高温合金粉末样品；6、制备试料从制样得到的待测高温合金粉末样品中称取质量为m = 0. 5g的样 品，精确到0. 001g，记录称取的样品质量，然后置于瓷坩埚中，加入0. 25士0. 05g纯铁助熔 剂，再加入1. 5 1. 7g高纯钨锡粒助熔剂，与样品混合构成试料；7、测量待测高温合金粉末样品中的硫含量将试料放入高频红外碳硫分析仪，按 高频红外碳硫分析仪选定的工作条件，进行硫含量测量，得到测量值Hl1 ；然后，按下式计算}flJft试样中硫重量百分比含量W =°本专利技术优点是提高了测定结果的准确性，解决了粉末高温合金硫含量的测定难 题，为粉末高温合金研制、冶炼、应用和质量控制提供了可靠的技术保障。1)采用高频红外碳硫分析仪测定硫元素，硫酸钾中的硫含量是已知的，这样可以 确保校准曲线的准确性。同时制备校准试样的方法与制备粉末高温合金试样的方法一致， 可以确保分析条件的一致性。2)通过助熔剂试验，选择了最佳助熔剂，从而使材料中硫完全释放，提高了测量的5准确度。 具体实施例方式下面对本专利技术做进一步详细说明。，其特 征在于采用高频红外碳硫分析仪、应用高频感应燃烧_红外线吸收法测定硫含量，仪器的 工作条件如下测量流量3 士0. 5升/min，测量压力35 士 2psi，动力气压力40 士 2psi，最小 分析时间50s ；1、在测定过程中所使用的备品如下1. 1、硫酸钾，高纯化学试剂纯；1. 2、第一钢环标准物质美国 LEC0501-506，硫含量为0. 0044% 士0. 0003% ；1. 3、第二钢环标准物质美国 LEC0501-506，硫含量为0. 0038% 士0. 0003% ；1. 4、瓷坩埚=Al2O3 材质，Φ 25mm X 25mm ；1.5、锡囊型号 AR2166;1. 6、高纯钨锡粒助熔剂=C ^ 0. 0001%, S ^ 0. 0001% ；1. 7、超低硫空白值纯铁助熔剂=S 0. 00030%，标准偏差S = O. 00001% ；2、测定硫含量空白值环境条件为室内相对湿度不大于60% ；2. 1、测定锡囊硫含量空白值用丙酮清洗锡囊，自然风干或者冷风吹干，准确测量 锡囊质量，精确到0. OOlg，使用高频红外碳硫分析仪测定锡囊硫含量空白值，将锡囊硫含量 空白值输入高频红外碳硫分析仪，于校准高频红外碳硫分析仪时自动扣除；2. 2、测定纯铁助熔剂硫含量空白值使用高频红外碳硫分析仪测定纯铁助熔剂硫 含量空白值m2 ；3、制备硫校准试样制备步骤如下3. 1、容器涮洗将制备过程中所用的容量瓶、烧杯和移液管均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定粉末高温合金中硫含量的方法，其特征在于：采用高频红外碳硫分析仪、应用高频感应燃烧－红外线吸收法测定硫含量，仪器的工作条件如下：测量流量３±０．５升／ｍｉｎ，测量压力３５±２ｐｓｉ，动力气压力４０±２ｐｓｉ，最小分析时间５０ｓ；１．１、在测定过程中所使用的备品如下：１．１．１、硫酸钾，高纯化学试剂纯；１．１．２、第一钢环标准物质：美国ＬＥＣＯ５０１－５０６，硫含量为：０．００４４％±０．０００３％；１．１．３、第二钢环标准物质：美国ＬＥＣＯ５０１－５０６，硫含量为：０．００３８％±０．０００３％；１．１．４、瓷坩埚：Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］材质，φ２５ｍｍ×２５ｍｍ；１．１．５、锡囊：型号ＡＲ２１６６；１．１．６、高纯钨锡粒助熔剂：Ｃ：≤０．０００１％，Ｓ：≤０．０００１％；１．１．７、超低硫空白值纯铁助熔剂：Ｓ：０．０００３０％，标准偏差Ｓ＝０．００００１％；１．２、测定硫含量空白值：环境条件为：室内相对湿度不大于６０％；１．２．１、测定锡囊硫含量空白值：用丙酮清洗锡囊，自然风干或者冷风吹干，准确测量锡囊质量，精确到０．００１ｇ，使用高频红外碳硫分析仪测定锡囊硫含量空白值，将锡囊硫含量空白值输入高频红外碳硫分析仪，于校准高频红外碳硫分析仪时自动扣除；１．２．２、测定纯铁助熔剂硫含量空白值：使用高频红外碳硫分析仪测定纯铁助熔剂硫含量空白值ｍ↓［２］；１．３、制备硫校准试样：制备步骤如下：１．３．１、容器涮洗：将制备过程中所用的容量瓶、烧杯和移液管均用热盐酸涮洗；盐酸的体积浓度为１０％～３０％，盐酸的温度为２５℃～５０℃，涮洗时间１０ｓ～６０ｓ，涮洗后用去离子水冲洗１０ｓ～６０ｓ并晾干；１．３．２、配制硫酸钾标准溶液：１．３．２．１、选择原料：采用天津市光复精细化工研究所生产的硫酸钾高纯化学试剂，分子量１７４．２５，含量≥９９．９９％；１．３．２．２、计算硫酸钾的用量：配置１００毫升１．００ｍｇ／ｍｌ的硫酸钾溶液，需要硫１００ｍｇ，折算成硫酸钾为０．５４３５克；１．３．２．３、试剂烘干：将硫酸钾试剂在１１０±５℃的烘箱中烘干１ｈ～３ｈ，冷却到室温；１．３．２．４、配制硫酸钾标准溶液：称取０．５４３５克硫酸钾试剂溶于１００毫升去离子水中，形成硫酸钾标准溶液；１．３．３、制备硫校准试样：分取１０毫升硫酸钾标准溶液加入到１００毫升容量瓶中，冷却定容所得稀释溶液的浓度为０．１０ｍｇ／ｍｌ；用加液器再分取０．０２毫升稀释溶液加入到锡囊中，置于烘箱中在６０℃～７０℃温度下烘干１ｈ～１．５ｈ，再提高烘箱温度到１００℃～１０５℃继续烘干不小于２小时，取出后立即卷好，成为硫校准试样，编号，存于干燥器内，此硫校准试样的硫含量标准值为０．００４０％；１．４、高频红外碳硫分析仪校准：１．４．１、使用硫校准试样校准：将硫校准试样放入高频红外碳硫分析仪，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件对硫校准试样的硫含量进行测量，得到硫校准试样硫含量的测定值，根据已知的硫校准试样的硫含量标准值对高频红外碳硫分析仪进行校准；１．４．２、测定钢环标准物质：将第一和第二钢环标准物质分别放入高频红外碳硫分析仪，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件对第一和第二钢环标准物质的硫含量进行测量，得到第一和第二钢环标准物质硫含量的测定值，第一和第二钢环标准物质硫含量的测定值应落在其允许差范围内；如果第一和第二钢环标准物质硫含量的测定值不符合要求，则重复步骤１．２～１．６，直到第一和第二钢环标准物质硫含量的测定值落在其允许差范围内为止；１．５、取样和制样：将客户提供的待测高温合金粉末按照ＨＢ／Ｚ　２０５－９１《钢和高温合金化学分析用试样的取样规范》的要求进行取样和制样，得到待测高温合金粉末样品；１．６、制备试料：从制样得到的待测高温合金粉末样品中称取质量为ｍ＝０．５ｇ的样品，精确到０．００１ｇ，记录称取的样品质量，然后置于瓷坩埚中，加入０．２５±０．０５ｇ纯铁助熔剂，再加入１．５～１．７ｇ高纯钨锡粒助熔剂，与样品混合构成试料；１．７、测量待测高温合金粉末样品中的硫含量：将试料放入高频红外碳硫分析仪，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件，进行硫含量测量，得到测量值ｍ↓［１］；然后，按下式计算试样中硫重量百分比含量Ｗ：ｗ＝（ｍ↓［１］－ｍ↓［２］）／ｍ×１００％。...

【技术特征摘要】
一种测定粉末高温合金中硫含量的方法，其特征在于采用高频红外碳硫分析仪、应用高频感应燃烧 红外线吸收法测定硫含量，仪器的工作条件如下测量流量3±0.5升/min，测量压力35±2psi，动力气压力40±2psi，最小分析时间50s；1.1、在测定过程中所使用的备品如下1.1.1、硫酸钾，高纯化学试剂纯；1.1.2、第一钢环标准物质美国LECO501 506，硫含量为0.0044％±0.0003％；1.1.3、第二钢环标准物质美国LECO501 506，硫含量为0.0038％±0.0003％；1.1.4、瓷坩埚Al2O3材质，φ25mm×25mm；1.1.5、锡囊型号AR2166；1.1.6、高纯钨锡粒助熔剂C≤0.0001％，S≤0.0001％；1.1.7、超低硫空白值纯铁助熔剂S0.00030％，标准偏差S＝0.00001％；1.2、测定硫含量空白值环境条件为室内相对湿度不大于60％；1.2.1、测定锡囊硫含量空白值用丙酮清洗锡囊，自然风干或者冷风吹干，准确测量锡囊质量，精确到0.001g，使用高频红外碳硫分析仪测定锡囊硫含量空白值，将锡囊硫含量空白值输入高频红外碳硫分析仪，于校准高频红外碳硫分析仪时自动扣除；1.2.2、测定纯铁助熔剂硫含量空白值使用高频红外碳硫分析仪测定纯铁助熔剂硫含量空白值m2；1.3、制备硫校准试样制备步骤如下1.3.1、容器涮洗将制备过程中所用的容量瓶、烧杯和移液管均用热盐酸涮洗；盐酸的体积浓度为10％～30％，盐酸的温度为25℃～50℃，涮洗时间10s～60s，涮洗后用去离子水冲洗10s～60s并晾干；1.3.2、配制硫酸钾标准溶液1.3.2.1、选择原料采用天津市光复精细化工研究所生产的硫酸钾高纯化学试剂，分子量174.25，含量≥99.99％；1.3.2.2、计算硫酸钾的用量配置100毫升1.00mg/ml的硫酸钾溶液，需要硫100mg，折算成硫酸钾为0.5435克；1.3.2.3、试剂烘干将硫酸钾试剂在110±5℃的烘箱中烘干1h～3h，冷却到室温；1.3.2.4、配制硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹维，杨春晟，宋晓辉，耿小颖，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：11