1、第 30 卷 第 6 期 2008 年 12 月 山 东 冶 金 Shando ng Met all urgy Vol. 30 ， No. 6 Dece mber 2008 摘 要 ： 铌 铁 易 溶 于 硝 酸 和 氢 氟 酸 的 混 合 酸 中 ， 当 用 酸 分 解 试 样 时 ， 铌 极 易 水 解 析 出 沉 淀 ； 但 在 氢 氟 酸 存 在 下 ， 又 能 成 为 可 溶 性 络 合 物 （ H 2 NbF 7 ） ， 在 分 析 铌 铁 中 铌 时 ， 利 用 此 特 性 ， 使 铌 保 持 于 溶 液 中 而 用 光 度 法 进 行 铌 的 测 定 ， 实 现 光 度 法 高
2、 速 分 析 铌铁中的铌 。 关键词 ： 铌铁； 铌 ； 二甲酚橙光度法 ； 氢氟酸 ； 可溶性络合物 中 中图分类 号 号： O 657 . 32 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1004 - 4620 （ 2008 ） 06 - 0055 - 02 收稿日期 ： 2007 - 12 - 11 作者 简介 ： 马清 文 ， 男 ， 1968 年生 ， 1990 年毕 业于 昌潍 师范 专科 学校 化学系 。现为山东鲁丽钢铁有限公司总经理助理兼办公室主任 。 1 前 言 铌 铁 中 含 铌 量 一 般 为 50 % 80 % 。 铌 作 为 合 金 元 素 加 入 钢 中 ， 能 增 加 钢
3、 的 强 度 、 韧 性 及 抗 蠕 变 力 ， 可 使 钢 的 晶 粒 细 化 ， 降 低 钢 的 过 热 敏 感 性 及 回 火 脆 性 ， 并 能 显 著 地 改 善 钢 的 焊 接 性 能 。 铌 与 钒 、 锆 、 钛 等相似， 能对钢的性能产生良好影响 1 。 铌 铁 中 铌 量 的 测 定 ， 常 用 国 标 GB 3654 . 1 - 83 或 经 典 丹 宁 酸 水 解 重 量 法 ， 前 者 试 验 周 期 长 （ 16 20 h ） ， 并 需 要 特 殊 专 用 仪 器 和 试 剂 ； 后 者 测 试 条 件 较 难 掌 握 ， 且 试 样 中 如 果 有 钽 、 钛
4、、 钨 、 硅 等 元 素 存 在 时 ， 干 扰 铌 的 测 定 ， 需 要 进 行 一 系 列 的 处 理 ， 操 作 繁 琐 。 为 此 参 考 有 关 文 献 1 - 3 ， 尝 试 用 二 甲 酚 橙 光 度 法 测 定 铌 铁 中 高 量 铌 。 经 过 用 铌 铁 标 样 反 复 试 验 表 明 ， 只 要 试 验 条 件 选 择 好 ， 方 法 具 有 准 确 、 快 速 、 简 便 、 化 验 费 用 低 的 特 点 ， 且 不 需 要 特 殊 专 用 仪 器 和 试 剂 ， 完 全 可 以 应 用 于 炼 钢 生 产 的 例 行 分 析 和 进 厂 铌 铁 质 量 的 验
5、收 测 定 工 作 。 二 甲 酚 橙 光 度 法 测 定 铌 ， 常 用 于 钢 铁 材 料 中 微 量 或 常 量 元 素 的 分 析 4 ， 有 关 光 度 法 快 速 测 定 铌 铁 中 铌 元 素 未 见 报 导 。 铌 铁 中 铌 量 的 测 定 系 高 量 分 析 ， 采 用 少 称 试 样 ， 大 体 积 稀 释 ， 使 测 定 元 素 显 色 浓 度 在 符 合 比 尔 定 律 的 浓 度 范围内， 从而保证了测定铌量的准确度 。 2 实验用试剂 硝 酸 ： 1 . 42 g/mL ； 氢 氟 酸 ： 1 . 15 g/mL 及 1 + 50 ； 硫 酸 ： 2 + 1 及
6、1 + 19 ； 铁 溶 液 ： 称 取 硫 酸 铁 铵 4 . 3 g 溶 解 于 水 中 ， 加 1 . 0 mL H 2 SO 4 （ 1 + 1 ） ， 用 水 稀 释 至 500 mL ， 摇 匀 ； 氯 化 铝 溶 液 ： 2 . 5 ； 抗 坏 血 酸 溶 液 ： 5 ； 氟 化 铵 溶 液 ： 2 ； EDTA 溶 液 ： 0 . 02 mol/ L ； 二 甲 酚 橙 溶液： 0 . 3 。 3 操作步骤 称 取 0 . 050 0 g 试 样 于 铂 金 坩 埚 中 ， 加 氢 氟 酸 3 mL ， 滴 加 硝 酸 （ 边 摇 边 加 ） 使 其 溶 解 后 ， 加 9 m
7、L 硫 酸 （ 2 + 1 ） ， 在 电 热 板 上 加 热 冒 硫 酸 白 烟 ， 取 下 冷 却 ， 沿 坩 埚 壁 加 少 量 水 溶 解 盐 类 后 ， 移 入 100 mL 钢 铁 两 用 容 量 瓶 中 ， 并 洗 净 坩 埚 ， 此 时 溶 液 体 积 约 50 mL ； 加 热 煮 沸 ， 此 时 铌 水 解 析 出 （ 溶 液 混 浊 ） ； 加 25 mL 氢 氟 酸 （ 1 + 50 ） ， 此 时 溶 液 应 清 澈 ； 取 下 以 流 水 冷 却 至 室 温， 以水稀释至刻度 ， 摇匀为母液 。 移 取 母 液 10 mL 于 100 mL 容 量 瓶 中 ， 以
8、水 稀 释 至 刻 度 摇 匀 。 移 取 二 次 稀 释 溶 液 5 mL 两 份 分 别 于 100 mL 容 量 瓶 中 ， 各 加 6 mL 硫 酸 （ 1 + 19 ） ， 2 mL 铁 溶 液 ， 6 mL 抗 坏 血 酸 溶 液 （ 每 加 试 剂 都 必 须 摇 匀 ） ， 按 下述方法分别处理 ： 空 白 液 ： 加 15 mL EDTA 溶 液 ， 6 mL 氟 化 铵 溶 液， 3 mL 二甲酚橙溶液 ， 用水稀释至刻度 ， 摇匀。 显 色 液 ： 加 3 mL 二 甲 酚 橙 溶 液 ， 50 mL 水 ， 摇 匀 ， 加 3 mL 氯 化 铝 溶 液 ， 用 水 稀
9、释 至 刻 度 ， 摇 匀 。 放 置 15 30 min （ 视 室 温 ） ， 1 cm 比 色 皿 ， 于 波 长 530 nm 处 ， 以 空 白 液 为 参 比 测 定 吸 光 度 值 ， 在 工 作 曲 线 上 求 算 得 出 铌 的 百 分 含 量 或 按 上 述 操 作 步 骤 制 取 标 样 1 份 ， 测 定 吸 光 度 值 ， 按 直 接 比 较 法 计 算 试 样 中 铌 含量。 称 取 含 铌 量 不 同 的 铌 铁 标 样 0 . 100 0 g 5 份 ， 按 上 述 分 析 方 法 同 样 操 作 显 色 ， 测 定 吸 光 度 值 并 绘 制 工作曲线。 4
10、结果与讨论 采 用 上 述 方 法 对 铌 铁 标 样 （ YSBC 25691 - 93 ， 铌 含 量 标 定 值 为 76 . 08 % ） 及 试 样 进 行 分 析 ， 结 果 见 表 1 。 分 析 过 程 中 注 意 如 下 事 项 ： 1 ） 最 好 用 铂 金 皿 溶 解 试 样 。 也 可 用 150 mL 聚 四 氟 乙 烯 烧 杯 代 替 铂 金 坩 埚 溶 解 试 样 ， 但 要 增 大 HNO 3 、 HF 的 量 ， 改 加 HNO 3 10 mL 、 HF 5 mL 。 2 ） 冒 硫 酸 白 烟 时 间 不 宜 过 光度法 快速测定铌铁中铌 马清文， 王际祥
11、， 薛明浩 ， 王俊秀 （ 山东鲁丽钢铁有限公司 ， 山东 寿光 262724 ） 试验研究 试验研究 55山 东 冶 金 2008 年 12 月 第 30 卷 长 ， 以 防 铌 酸 脱 水 分 析 结 果 波 动 大 。 3 ） 本 法 在 稀 硫 酸 （ 0 . 15 0 . 20 mol/ L ） 介 质 中 ， 加 氢 氟 酸 使 铌 与 氟 作 用 形 成 可 溶 性 的 铌 氟 络 合 物 （ H 2 NbF 7 ） ， 用 抗 坏 血 酸 还 原 三 价 铁 ， 加 氯 化 铝 ， 除 去 过 剩 的 氟 离 子 ， 加 显 色 剂 二 甲 酚 橙 与 铌 氟 络 合 物 形
12、成 桔 红 色 络 合 物 ， 其 最 大 吸 收 在 530 550 nm 处 ， 借 此 用 光 度 法 测 定 铌 的 含 量 。 4 ） 二 甲 酚 橙 光 度 法 测 定 铌 铁 中 的 铌 时 1 ， 主 要 干 扰 元 素 如 铁 （ ） 、 锆 、 钛 、 铋 、 钼 等 ， 因 为 这 些 元 素 如 果 存 在 溶 液 中 与 二 甲 酚 橙 同 时 显 色 干 扰 铌 的 测 定 ， 三 价 铁 用 抗 坏 血 酸 还 原 消 除 之 ； 锆 和 铋 可 加 CyDTA 掩 蔽 ； 锆 、 铋 、 钛 、 钼 等 元 素 存 在 微 量 可 不 予 考 虑 。 5 ） 三
13、 价 铁 与 二 甲 酚 橙 显 色 影 响 干 扰 铌 的 测 定 ， 当 加 入 抗 坏 血 酸 还 原 后 ， 铁 被 还 原 成 二 价 而 不 再 显 色 （ 消 除 干 扰 ） ， 一 定 量 铁 的 存 在 可 使 铌 显 色 迅 速 ， 且 使 色 泽 显 色 完 全 并 保 持 稳 定 。 铌 铁 中 含 铁 量 少 ， 需 加 入 部 分 铁 溶 液 有 助 于 显 色 溶 液 的 稳 定 5 。 6 ） 由 于 铌 铁 中 铌 含 量 高 ， 空 白 液 中 加 EDTA 溶 液 不 能 使 铌 的 色 泽 全 部 掩 蔽 ， 所 以 应 补 加 氟 化 铵 助 掩 蔽
14、， 起 到 阻 止 铌 与 二 甲 酚 橙 显 色 的 作 用 。 7 ） 游 离 的 氟 离 子 存 在 严 重 影 响 铌 的 显 色 ， 需 加 入 氯 化 铝 或 硫 酸 铝 络 合 掩 蔽 之 。 8 ） 由 于 铌 铁 中 含 铌 量 高 ， 操 作 中 要严格 、 仔细 ， 否则误差较大 。 温 度 对 显 色 时 间 有 如 下 影 响 ： 25 30 时 ， 10 min 显 色 完 全 ， 18 25 时 ， 15 min 显 色 完 全 。 显 色 后 形 成 的 络 合 物 相 当 稳 定 ， 40 120 min 内 保 持 不 变， 超过 2 h 后吸光度逐渐下降
15、。 5 结 语 将 GB 3654 . 1 - 83 国 标 分 析 法 及 经 典 丹 宁 酸 水 解 重 量 法 测 定 铌 铁 中 铌 改 为 光 度 法 测 定 铌 铁 ， 该 测 定 方 法 具 有 简 便 、 快 速 、 显 色 稳 定 、 分 析 铌 结 果 准 确 等 优 点 ， 分 析 1 个 样 品 仅 80 min ， 满 足 了 快 速 炼 钢 生 产 的需要。 参考文献： 1 国 家 机 械 工 业 委 员 会 . 工 业 分 析 M . 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， 1988 ： 173 - 174 ， 179 . 2 冶 金 工 业 部 信 息 标
16、准 研 究 院 . 钢 铁 及 铁 合 金 化 学 分 析 方 法 标 准汇编 M . 北京 ： 中国标准出版社 ， 1999 ： 45 - 46 . 3 鞍 钢 钢 铁 研 究 所 . 实 用 冶 金 分 析 M . 沈 阳 ： 辽 宁 科 学 技 术 出 版 社， 1990 ： 368 . 4 电 厂 金 属 化 学 分 析 编 写 组 . 电 厂 金 属 化 学 分 析 M . 北 京 ： 水 利 电力出版社 ， 1977 ， 77 - 78 . 5 陈 寿 椿 . 重 要 无 机 化 学 反 应 M . 上 海 ： 上 海 科 学 技 术 出 版 社 ， 1963 ： 164 ， 20
17、4 . 实验样品 YSBC 25691 - 93 05 - 9 - 27 试样 06 - 12 - 8 试样 06 - 12 - 29 试样 本法测定值 （ n 6 ） 76 . 20 ， 76 . 15 ， 76 . 26 ， 76 . 15 ， 76 . 04 ， 76 . 28 70 . 08 ， 70 . 14 ， 7 0 . 26 ， 70 . 20 ， 70 . 26 ， 70 . 20 72 . 60 ， 72 . 70 ， 7 2 . 76 ， 72 . 59 ， 72 . 76 ， 7 2 . 68 66 . 07 ， 66 . 18 ， 66 . 20 ， 66 . 10
18、， 66 . 15 ， 66 . 15 平均值 76 . 18 70 . 19 72 . 68 66 . 14 标准偏差 0 . 087 4 0 . 070 1 0 . 074 4 0 . 048 8 RSD 0 . 114 7 0 . 099 9 0 . 102 4 0 . 073 7 表 1 铌铁样品测定铌结果 Quick Deter mination of Niobium in Fer roniobium by Photometry MA Qing-w en, WANG Ji-xia ng, XUE Ming -hao, WANG Jun-xiu （ Shando ng Luli Iro
19、n and Stee l Co., Ltd., Shoug uang 262724 , China ） Abstrac t: Abstrac t: Ferroni obiu m is apt to be dissolv ed in the mixt ure of nitri c aci d and hydro fluo ric aci d. When using nitr ic aci d to dissolv e ferro niob ium sample, niob ium is very apt to occ ur hydro lyt ic preci pita tio n, but u
20、nder the presenc e of hydro fluo ric aci d, it can beco me solubl e compl ex( H 2 NbF 7 ), so in the niob ium anal ysis, usuall y to use this chara cte risti c to keep niob ium bein g solve d in the solut ion so as to dete rmine niob ium wit h phot ometr y, real izing rapid dete rminat ion of niob i
21、um in ferro niob ium wit h phot omet ry. Key words: Key words: ferro niob ium; niob ium; xyl enol orang e spect ropho tomet ry; hydro fluo ric aci d; solubl e compl ex （ 上接第 54 页 ） 参考文献： 1 胡 海 明 .ZA 合 金 的 研 究 进 展 J . 材 料 导 报 ， 1998 ， 12 （ 3 ） ： 17 - 20 . 2 中国 机械 工程 学会 焊接 学会 . 焊接 手册 （ 第二 卷 ） M . 北京 ：
22、 机 械工业出版社 ， 1993 ： 575 - 576 . 3 美 国 焊 接 学 会 . 焊 接 手 册 （ 第 一 卷 ） M . 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社， 1985 ： 1 - 35 . 4 张 文 钺 . 焊 接 冶 金 学 M . 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， 1995 ： 116 - 159 . 5 郑 来 苏 . 铸 造 合 金 及 其 熔 炼 M . 西 安 ： 西 北 工 业 大 学 出 版 社 ， 1994 ： 120 - 123 . 6 Y.H.ZHU.Comple x micro -constru cti on chang es in a
23、s-cast eute c - toi d Zn-Al all oy J . Journal of Mat eria ls Scie nce, 1994 （ 29 ） : 1594 - 1552 . Study on Corrosion Resistance of High Strength ZA Alloy Weld GAO Zhong-fu 1 , 2 , HE Bing -qing 3 , ZHANG Chun-bo 1 （ 1 Shando ng Weif ang Juli Co., Ltd., Weif ang 261001 , China ; 2 Schoo l of Mat er
24、ia ls Scie nce and Engi neeri ng, Shando ng Univ ersit y, Jinan 250061 , China ; 3 Shando ng Instit ute of Light Industry, Jinan 250011 , China ） Abstrac t: Abstrac t: By means of ele ctro n micro anal ysis and opti cal micro scope , the corro sion resista nce of ZA all oy base metal and diff erent
25、high streng th ZA all oy wel ds forme d by oxy -ace tyl ene wel ding and TIG wel ding respec tiv ely in NaCl solut ion were studie d. Expe riment al result s showed that the corro sion resista nce of the wel ds was high er than base metal and the wel d forme d by TIG wel ding was high er than the wel d forme d by oxy -ace tyl ene wel ding . The corro sion resista nce of the wel ds can meet the requi rement s of the servic ing perfo rmance s. Key words: Key words: ZA all oy; wel d; corro sion resista nce 56
