镍基合金粉化学分析方法 第2部分：钨含量的测定 辛可宁称量法（送审稿）

YS/T539.2—202XPAGEII×20xx-xx-xx实施20xx-xx-xx发布镍基合金粉化学分析方法第2部分：钨含量的测定辛可宁称量法Methodsforchemicalanalysisofnickelbasealloypowder—Part2：Determination20xx-xx-xx实施20xx-xx-xx发布镍基合金粉化学分析方法第2部分：钨含量的测定辛可宁称量法Methodsforchemicalanalysisofnickelbasealloypowder—Part2：Determinationoftungstencontent—Cinchoninegravimetricanalysis（送审稿）css99I前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则起草。本文件是YS/T539《镍基合金粉化学分析方法》的第2部分。YS/T539已经发布了以下部分：——第1部分：硼含量的测定 酸碱滴定法；——第2部分：钨含量的测定辛可宁称量法；——第3部分：硅含量的测定 钼蓝分光光度法；——第4部分：铬含量的测定过硫酸铵氧化滴定法；——第5部分：铜含量的测定 硫代硫酸钠碘量法；——第6部分：铁含量的测定三氯化钛-重铬酸钾滴定法；——第7部分：磷含量的测定正丁醇-三氯甲烷萃取分光光度法；——第8部分：氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法；——第9部分：杂质元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法。本文件代替YS/T539.11-2009《镍基合金粉化学分析方法第11部分：钨量的测定辛可宁称量法》，与YS/T539.11-2009相比，～15%”更改为“1.00%～30.00%”c)更改了称样量（见8.1，）；d)更改了测定步骤，含铌、钽样品增加用镁铵合剂分离步骤（见8.4，的5.4）；e)更改了钼的校正，由光度法更改为电感耦合等离子体原子发射光谱法，并同时对铬、钒进行校正（见8.5，的5.5和5.6）；f)增加了钨的校正（见8.6）；g)更改了试验数据处理（见，的第6章）；h)更改了精密度（见第10章，第7章）；i)增加了试验报告（见第11章）；j)增加了“精密度试验原始数据”（见附录A）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）提出并归口。本文件起草单位：国标（北京）检验认证有限公司、广东省科学院分析测试中心、北矿检测技术股份有限公司、中国科学院金属研究所、云南省产品质量监督检验研究院、中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、广西壮族自治区分析测试研究中心、国合通用（青岛）测试评价有限公司、湖南航天天麓新材料检测有限责任公司、湖北绿钨资源循环有限公司。本文件主要起草人：赵霞、栗生辰、田佳、李娜、马通达、李丰屹、黄葡英、杜翠娟、周航、阮桂色、许雷嬗、吕长宽、周琳、吕东芹、李丹、冯浩、周子荐、崔传勇。本文件所代替文件的历次版本发布情况为：——1988年首次发布为GB/T8638.11-1988；——2006年第一次修订为YS/T539.11-2006；——2009年第二次修订为YS/T539.11-2009；本次为第三次修订。

引言镍基合金具有高的室温和高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用的可靠性，是航空、航天发动机高温部件的关键材料，又是舰船、能源、石油化工等工业领域不可缺少的重要材料。镍基合金粉的化学分析方法研究有利于把控该材料的质量以及帮助材料性能提升。目前国内现行的相关产品标准GB/T14992-2005《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》、GB/T5235-2007《加工镍及镍合金化学成分和产品形状》中规定了多种牌号的镍基合金及其化学成分。然而，与上述产品标准相配套的化学分析方法标准还十分缺乏。因此，亟需建立一套针对镍基合金粉关键化学成分的分析方法方法标准，以完善镍基合金粉的标准体系，满足材料生产、应用和检测的迫切需求。YS/T539《镍基合金粉化学分析方法》由九个部分构成。——第1部分：硼含量的测定酸碱滴定法；——第2部分：钨含量的测定辛可宁称量法；——第3部分：硅含量的测定钼蓝分光光度法；——第4部分：铬含量的测定过硫酸铵氧化滴定法；——第5部分：铜含量的测定硫代硫酸钠碘量法；——第6部分：铁含量的测定三氯化钛-重铬酸钾滴定法；——第7部分：磷含量的测定正丁醇-三氯甲烷萃取分光光度法；——第8部分：氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法；——第9部分：杂质元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法。本文件在充分调研国内外镍基合金粉相关产品标准及行业内镍基合金粉分析检测实际需求的基础上，对原标准的测定范围、试验操作的技术细节、精密度数据进行修改或补充，进一步规范了镍基合金粉中钨含量的分析方法，同时又体现了行业内对镍基合金粉化学成分分析的技术水平，具有先进性、可操作性和广泛的适用性。对完善的镍基合金粉生产产业链，提高镍基合金粉生产能力具有积极的指导意义。 PAGE1镍基合金粉化学分析方法第2部分：钨含量的测定辛可宁称量法警示－使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件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范围本文件规定了镍基合金粉中钨含量的测定方法。本文件适用于镍基合金粉中钨含量的测定，测定范围:1.00%～30.00%。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T17433冶金产品化学分析基础术语3术语和定义GB/T17433界定的术语和定义适用于本文件。4原理试料经酸溶解，在盐酸溶液中，经硝酸氧化，钨形成钨酸沉淀，加入辛可宁使钨酸沉淀完全（含铌、钽样品经镁铵合剂分离后，用辛克宁再次沉淀钨），经过滤灼烧和氢氟酸除硅再灼烧后，即为不纯的三氧化钨质量。用无水碳酸钠熔融，热水浸取熔块后过滤，滤液测定三氧化钼、三氧化二铬、五氧化二钒量，不溶残渣灼烧称量，从不纯三氧化钨质量中减去这些氧化物质量，即为纯的三氧化钨的质量，计算得到钨的含量。5试剂除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和符合GB/T6682要求的实验室三级水及以上纯度的水。5.1无水碳酸钠。5.2盐酸(ρ=1.19g/mL)，优级纯。5.3硝酸(ρ=1.42g/mL)，优级纯。5.4氢氟酸(ρ=1.15g/mL)，优级纯。5.5高氯酸(ρ=1.69g/mL)，优级纯。5.6氨水（ρ=0.89g/mL）。5.7盐酸(1+1)。5.8硫酸(1+1)。5.9氨水(1+1)。5.10辛可宁溶液(125g/L)：称取12.5g辛可宁，用盐酸(5.7)溶解并稀释至100mL。5.11辛可宁洗液(3.75g/L)：移取30mL辛可宁溶液(5.10)，用水稀释至1000mL。5.12镁铵合剂溶液：称取20g硫酸镁（MgSO4•7H2O）、40g氯化铵溶于适量水中，加入40mL氨水(5.6)，用水稀释至500mL。5.13镁铵合剂洗液：移取125mL镁铵合剂溶液(5.12)，加入250mL氨水（5.6），用水稀释至500mL。5.14钼、铬、钒单元素标准贮存溶液：采用有证标准溶液，其质量浓度为1000ug/mL。5.15钨标准贮存溶液：采用有证标准溶液，其质量浓度为100ug/mL。5.16钼、铬、钒混合标准溶液：分别移取钼、铬、钒单元素标准贮存溶液（5.14）10.00mL于100mL容量瓶中，加入5mL硝酸（5.3），用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含100ug钼、铬、钒。5.17碱基底溶液：称取5g无水碳酸钠（5.1）置于铂坩埚中，于950℃～1000℃的高温炉中熔融10min，取出冷却，将坩埚置于200mL聚四氟乙烯烧杯中，用热水溶解熔融物，洗净铂坩埚后取出，溶液冷却后，移入100mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。6仪器6.1电感耦合等离子体原子发射光谱仪，具备耐氢氟酸进样系统，200nm处光谱分辨率应小于0.01nm。6.2高温炉，工作温度不低于1000℃。6.3铂坩埚，30mL。7样品样品为粉末状。8试验步骤8.1试料按表1称取样品（7），精确至0.0001g。表1称样量钨的质量分数%称样量g1.00～10.00＞10.00～20.00＞20.00～30.008.2平行试验平行做两份试验，取其平均值。8.3空白试验随同试料（8.1）做空白试验。8.4测定8.4.1不含铌、钽的样品：8.4.1.1将试料(8.1)置于400mL聚四氟乙烯烧杯中，沿杯壁缓慢加入50mL盐酸(5.7)，5mL硝酸(5.3)低温加热，缓慢滴加氢氟酸(5.4)至试料完全溶解。加入15mL～20mL高氯酸(5.5)，加热蒸发至冒高氯酸烟，继续加热至高氯酸烟冒尽。稍冷，加入30mL盐酸(5.7)，加热溶解盐类，加入130mL水，微沸1h，缓慢加入5mL辛可宁溶液(5.10)，充分搅拌后在70℃～80℃保温4h或室温放置过夜。8.4.1.2用带有少量滤纸浆的双层慢速定量滤纸过滤，用热的辛可宁洗液(5.11)洗涤沉淀10次以上，滤液及洗液收集于500mL玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀（滤液A，待测）。将沉淀及滤纸置于铂坩埚中，干燥、灰化，于750℃～800℃的高温炉中灼烧40min，取出冷却。注:若原烧杯壁沾有钨酸未能洗净时，可用氨水(5.9)润湿过的滤纸片擦拭，将滤纸片一并放入铂坩埚中。8.4.1.3用水润湿沉淀，加2滴硫酸(5.8)，加2mL～3mL氢氟酸(5.4)，小心加热蒸发至冒尽硫酸烟。于750℃～800℃的高温炉中灼烧30min，置于干燥器中冷却至室温，称量，反复灼烧至恒量，即为铂坩埚及不纯三氧化钨的质量（m1）。8.4.2含铌、钽的样品：8.4.2.1同8.4.1.1和8.4.1.2步骤，于铂坩埚(8.4.1.2)中加入5g无水碳酸钠(5.1)，在950℃～1000℃的高温炉中熔融10min（中间摇动铂坩埚，使熔融物与附着在坩埚壁上的三氧化钨完全熔合）。取出稍冷，将铂坩埚置于原400mL聚四氟乙烯烧杯中，用热水浸取熔块，并用热水冲洗铂坩埚数次，加热至熔块完全溶解，煮沸数分钟。加入25mL镁铵合剂溶液(5.12)，充分搅拌后，于70℃～80℃保温1h。用慢速定量滤纸过滤，以镁铵合剂洗液(5.13)充分洗涤沉淀15次以上，弃去沉淀。8.4.2.2将滤液(8.4.2.1)蒸发至体积约为5mL，加入20mL盐酸(5.2)，煮沸，再次蒸发至体积约为5mL。稍冷，加入30mL盐酸(5.7)，加热溶解盐类，加入130mL水，微沸1h，缓慢加入5mL辛可宁溶液(5.10)，充分搅拌后在70℃～80℃保温4h或室温放置过夜。以下按8.4.1.2和8.4.1.3进行，得到坩埚及不纯三氧化钨的质量（m1）和滤液B。8.4.3称量后的铂坩埚(8.4.1.3或8.4.2.2）中加入5g无水碳酸钠(5.1)，于950℃～1000℃的高温炉中熔融10min（中间摇动铂坩埚，使熔融物与附着在坩埚壁上的三氧化钨完全熔合）。取出稍冷，将坩埚置于400mL聚四氟乙烯烧杯中，加入100mL热水加热溶解熔融物，洗净铂坩埚后取出。将溶液煮沸并在70℃～80℃保温1h～2h。用带有少量滤纸浆的慢速定量滤纸过滤于聚四氟乙烯烧杯中，用热氨水溶液(5.9)洗涤烧杯2～3次，洗涤滤纸及残渣15次以上，再用热水洗涤滤纸及残渣2次～3次，将滤液及洗液加热蒸发至200mL以下，冷却至室温，转移至250mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。8.4.4将沉淀及滤纸置于原铂坩埚中，干燥、灰化后，于750℃～800℃的高温炉中灼烧30min，取出，置于干燥器中冷却至室温，称量，反复灼烧至恒量（m2）。8.5钼、铬、钒的校正8.5.1移取25.00mL滤液（8.4.3）于聚四氟乙烯烧杯中，加入5mL硝酸（5.3）和5mL氢氟酸（5.4），加热蒸发至湿盐状，取下冷却，吹水并补加3mL氢氟酸（5.4）和2mL硝酸（5.3），加热溶清后取下冷却至室温，转移至100mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上在选定的仪器测定条件下测量钼、铬、钒的发射强度。从相应的工作曲线上查得溶液中钼、铬、钒的质量浓度。8.5.2系列标准溶液的配制：分别移取0mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL钼、铬、钒混合标准溶液（5.16）于聚四氟乙烯烧杯中，加入10mL碱基底溶液（5.17），加入5mL硝酸（5.3）和5mL氢氟酸（5.4），加热蒸发至湿盐状，取下冷却，吹水并补加3mL氢氟酸（5.4）、2mL硝酸（5.3），加热溶清后取下冷却至室温，转移至一系列100mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。8.5.3工作曲线的绘制：将系列标准溶液（8.5.2）引入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，在推荐的分析谱线（表2）和选定的仪器测定条件下测量钼、铬、钒的发射强度。以质量浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，绘制工作曲线。工作曲线的线性相关系数应不小于0.999。8.6钨的校正8.6.1将滤液A和B引入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，在选定的仪器测定条件下测量钨的发射强度。从相应的工作曲线上查得溶液中钨的质量浓度。8.6.2系列标准溶液的配制：准确移取0mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL钨标准贮存溶液（5.15）于一系列100mL塑料容量瓶中，补加3mL氢氟酸（5.4）、2mL硝酸（5.3），用水稀释至刻度，混匀。8.6.3工作曲线的绘制：将系列标准溶液（8.6.2）引入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，在推荐的分析谱线（表2）和选定的仪器测定条件下，测量系列标准溶液中钨元素的发射强度。以钨的质量浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，绘制工作曲线。工作曲线的线性相关系数应不小于0.999。表2各元素的推荐谱线元素MoCrVW谱线/nm204.598205.560292.401209.4759试验数据处理钨含量以钨质量分数wW计，数值以%计，按公式（1）计算：………（1）式中:m1——不纯三氧化钨及坩埚的质量，单位为克(g)；m2——经碳酸钠熔融后所得残渣及坩埚的质量，单位为克(g)；m3——随同试料空白中不纯三氧化钨及坩埚的质量，单位为克(g)；m4——随同试料空白中经碳酸钠熔融后所得残渣及坩埚的质量，单位为克(g)；mMoO3——三氧化钼的质量，单位为克(g)，按式（2）计算；mCr2O3——三氧化二铬的质量，单位为克(g)，按式（3）计算；mV2O5——五氧化二钒的质量，单位为克(g)，按式（4）计算；k1——0.7930，三氧化钨换算为钨的换算因数；ρWA——滤液A中钨的质量浓度，单位为微克每毫升（μg/mL）；ρWB——滤液B中钨的质量浓度，单位为微克每毫升（μg/mL）；V1——滤液A和滤液B的测定体积，单位为mL；m0——试料的质量，单位为克(g)。三氧化钼的质量按式（2）计算，数值以g计：…………………（2）式中:ρMo——溶液中钼的质量浓度，单位为微克每毫升（μg/mL）；V2——钼、铬、钒校正溶液的测定体积，单位为mL；k2——钼、铬、钒校正溶液稀释倍数；k3——1.500，钼换算为三氧化钼的换算因数。三氧化二铬的质量按式（3）计算，数值以g计：………………（3）式中:ρCr——溶液中铬的质量浓度，单位为微克每毫升（μg/mL）；V2——钼、铬、钒校正溶液的测定体积，单位为mL；k2——钼、铬、钒校正溶液稀释倍数；k4——1.462，铬换算为三氧化二铬的换算因数。五氧化二钒的质量按式（4）计算，数值以g计：…………………（4）式中:ρV——溶液中钒的质量浓度，单位为微克每毫升（μg/mL）；V2——钼、铬、钒校正溶液的测定体积，单位为mL；k2——钼、铬、钒校正溶液稀释倍数；k5——1.785，钒换算为五氧化二钒的换算因数。钨的计算结果表示至小数点后两位，三氧化钼、三氧化二铬、五氧化二钒的质量计算结果表示至小数点后四位。数值修约按GB/T8170的规定执行。10精密度10.1重复性在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限（r），超过重复性限（r）的情况不超过5%，重复性限（r）按照表3数据采用线性内插法或外延法求得。精密度试验原始数据参见附录A。表3重复性限wW/%1.0215.2129.98r/%0.070.160.2710.2再现性在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过再现性限（R），超过再现性限（R）的情况不超过5%，再现性限（R）按表4数据采用线性内插法或外延法求得。精密度试验原始数据参见附录A。表4再现性限wW/%1.0215.2129.98R/%0.100.220.3911试验报告试验报告至少应给出以下几个方面的内容：——试验对象；——本文件编号；——分析结果及其表示；——与基本分析步骤的差异；——观察到的异常现象；——试验日期。

附录A（资料性）精密度试验原始数据精密度数据是在2023年由9家实验室对钨含量的3个不同水平样品共同试验确定的。每个实验室对每个水平的钨含量在重复性条件下独立测定7次。测定的原始数据见表A.1。表A.1精密度试验原始数据实验室水平数ww/%测定次数n1234567111.051.051.031.041.001.011.01215.1715.1615.1715.16