火焰原子吸收法测定焊丝BHD60中Cr

刘亚莉 孙明力 信明宇

(北京北方车辆集团有限公司计量理化中心，北京 100072)

火焰原子吸收法测定焊丝BHD60中Cr

刘亚莉 孙明力 信明宇

(北京北方车辆集团有限公司计量理化中心，北京 100072)

通过反复试验，建立了一种快速排除W、Mo和V对Cr的干扰后用火焰原子吸收测定焊丝BHD60中Cr的方法。通过用相近标准样品验证，方法的准确性和重复性均满足GB/T 223.11-2008中铬的容量法中提供的再现性限(R)和重复性限(r)，方法操作简便，结果可靠，分析速度快，尤其适合于批量分析。

焊丝 铬 火焰原子吸收法 干扰

焊丝BHD60为WMoCrV合金材料，其中C、W、Mo、Cr、V 含量相对较高，分别为 C：0.70%～1.00%，W：5.00%～7.00%，Mo：4.00%～6.00%，Cr：3.00%～5.00%，V：1.00%～2.50%，主要用于堆焊(熔敷金属)或修复同类钢的磨损件，也可用于高强度、耐磨损的重要零部件的表面堆焊，比如在军品生产中，对某型号车辆的传动部件进行堆焊，增强各接触部件之间的耐磨性，提高使用寿命。其中的W、Mo元素的加入可以使堆焊部分具有良好的高温强度，Cr元素的加入能增强堆焊部分的耐腐蚀性能，同时Cr的加入又能使得堆焊部分在热处理后获得足够的塑性。因此快速准确分析焊丝BHD60中的各种成分含量，是保证堆焊部分及其熔敷金属各种质量指标符合要求的前提。

对WMoCrV合金焊丝测定Cr的传统方法为容量法［1］，容量法的准确度和精密度较高，但过程长、所用试剂偏多。因为钨的存在对铬测定的影响较大，所以通常需要用盐硝混酸分解试样，经过硫磷混酸发烟处理，使钨与磷酸形成配合物存在于溶液中，从而消除钨对铬的影响，再用还原剂亚铁滴定，V的影响通过校正系数扣除。但在V含量不能确切知道时，将无法通过校正系数扣除其影响，需要通过高锰酸钾返滴定予以消除，这会增加试剂的用量及品种，使实验过程拖长，既不经济也不环保。笔者为了解决以上问题，通过多次实验建立了火焰原子吸收法测定焊丝BHD60中的Cr含量，该方法简便、快速、经济、环保，适合大批量样品的快速检测。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

单光束火焰原子吸收分光光度计：WFX-120型，北京瑞利公司;

盐酸溶液：1+1;

硝酸、高氯酸：分析纯;

硫酸钠：4%。

1.2 仪器工作参数

光源：Cr空心阴极灯;波长：357.9 nm;灯电流：3 mA;燃烧器高度：8 mm;火焰比例：空气(6.5 L/min)-乙炔(2.5 L/min);火焰类型：还原性黄色火焰。

1.3 实验方法

准确称取试样及相关标准样品各0.05 g于100 mL玻璃两用瓶中，以10 mL盐酸溶液(1+1)溶解，滴加硝酸破坏碳化物，加5 mL高氯酸发烟，冷却，稀释至刻度，干过滤，分取10 mL试液于100 mL容量瓶中，加5 mL 4%的硫酸钠溶液，稀释至刻度，用于原子吸收的测定。

1.4 工作曲线的绘制

工作曲线的绘制采用相近基体标准样品(冶金部标准样品W18Cr4V)，与试样同条件操作，其线性回归方程为 Y=0.059 9X+0.014 4，相关系数 r=0.9992，线性范围为 2.5 μg/mL，结果见表 1。

表1 工作曲线参数

2 结果与讨论

2.1 样品溶解及处理

2.1.1 样品溶解时酸量的控制

由于发烟后Cr的携带量与钨含量、溶解条件有关，称样量少，溶解酸量多，钨酸沉淀中携带的Cr量则少。通过试验，采用称样0.05 g，以10 mL盐酸溶液(1+1)溶解，滴加硝酸破坏碳化物，然后加5 mL高氯酸发烟。

2.1.2 酸加入速度的控制

方法中硝酸的滴加必须缓慢地逐滴加入，如果加入速度过快，钨酸沉淀中将裹入较多的Cr，致使Cr的分析结果偏低。

2.1.3 本方法硫磷混酸发烟的弊端

容量法试验中，为了将Cr的碳化物及氮化物分解完全，在溶解完样品后滴加硝酸或过氧化氢对碳化物及氮化物进行分解，或者在硫磷混酸近发烟时滴加硝酸破坏碳化物及氮化物。原子吸收仪器应避免硫磷混酸，因为硫磷混酸的粘滞性会对试液导入产生影响，从而直接影响分析结果，并且由于硫磷混酸具有很强的分解能力，所以在仪器分析中尽量避免使用。

2.1.4 用高氯酸发烟代替硫磷混酸发烟

经过试验，样品溶解后，改用高氯酸进行发烟，可使钨生成钨酸脱水滤去，以消除钨的干扰。因为高氯酸本身易于蒸发除去，况且除了一些碱金属(K、Rb、Cs)的高氯酸盐溶解度较小以外，其它金属的高氯酸盐都很稳定且在水中的溶解度都很好。

2.1.5 发烟过程的控制

方法中高氯酸发烟的程度是关键，因为本方法采用还原性火焰，据有关文献报道，在还原性火焰中，三价Cr的吸收值大于六价Cr，所以只有经过发烟才能保证测定时标准和样品的价态保持一致。如果在烧杯中溶样，由于烧杯口较大，发烟不易控制，经过反复试验，改在100 mL玻璃两用瓶中溶样，发烟至高氯酸的浓烟至100 mL玻璃两用瓶瓶口后10～20 s即可;并且通过试验，高氯酸发烟后的钨酸沉淀中只携带极少量的Cr，可以从标准样品表4中的测定结果予以证明。

2.2 共存元素的影响

焊丝中C、W、Mo、Cr、V 含量相对较高，用盐酸溶解样品，硝酸进行氧化，样品中一些W、Cr、Mo、V的碳化物及氮化物难以分解，同时样品在分解过程中也生成大量的钨酸沉淀，这些沉淀中包裹了相当一部分Cr，致使Cr的分析结果偏低。如果直接滤去反应中生成的沉淀，工作曲线的线性差，致使Cr的测定结果极不稳定，总体趋势是结果偏低。所以可以通过用高氯酸发烟来消除钨的干扰，Mo、V的干扰通过加入4%硫酸钠予以消除。

2.3 方法的准确性(再现性限R)及精密度(重复性限r)试验

由于没有原子吸收法相关的衡量标准，所以参考GB/T 223.11-2008［2］中铬的容量法中提供的再现性限R和重复性限r的计算方法，见表2。因为容量法的再现性限R和重复性限r在现有方法中近次于重量法，所以可以认为，如果能满足容量法的再现性限R和重复性限r，则可以认为此方法可行。

表2 重复性限r和再现性限R的计算方法

2.3.1 方法准确性(再现性限R)试验

在本方法试验条件下，采用1.5中的标准样品绘制工作曲线，同时用另外3个基体相近标准样品在不同时间段测定3次，验证结果的准确性，测定结果见表3。

表3 方法准确性(再现性限R)试验结果

2.3.2 方法的精密度(重复性限r)试验

采用1.5中标准样品做工作曲线，按1.4的方法对样品BHD60焊丝在短期内进行重复性试验，测定结果见表4。

表4 精密度(重复性限r)试验结果

3 结语

建立了火焰原子吸收仪测定焊丝BHD60中Cr的方法。方法的再现性限R和重复性限r限均满足GB/T 223.11-2008中铬的容量法中的要求，可以认为试验结果可靠。本方法简便、测定快速，能够应用于日常批量分析。

［1］鞍钢钢铁研究所，沈阳钢铁研究所.实用冶金分析方法与基础［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1990.

［2］GB/T 223.11-2008 钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定［S］.

DETERMINATION OF Cr CONTENT IN THE WELDING WIRE BHD60 BY FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY

Liu Yali， Sun Mingli，Xin Mingyu
(Physical and Chemical Measurement Center，Beijing North Vehicle Group Co.Ltd.，Beijing 100072，China)

Through the repeated test，the method was established for determination of the Cr content in the welding wire BHD60 by flame atomic absorption spectrometry after eliminating of interference of W，Mo，V.The accuracy and precision were identical with the repeatability limit(r)and the reproducibility limit(R)in the volumetric method of GB/T 223.11-2008，which were validated by the matrix-matching standard sample.Base on these facts，the results showed that the proposed method is simple，accurate，fast，and very suitable for the analysis of batch samples.

welding wire，chromium，interference，flame atomic absorption spectrometry

2011-09-11