国家标准计划《硬质合金化学分析方法 总碳量的测定 重量法和气体容量法》由 TC243（全国有色金属标准化技术委员会）归口，TC243SC4（全国有色金属标准化技术委员会粉末冶金分会）执行 ，主管部门为中国有色金属工业协会。

主要起草单位 株洲硬质合金集团有限公司 、自贡硬质合金有限责任公司 、南昌硬质合金有限责任公司 、湖南大学 、北京科技大学 、贵州省分析测试研究院 、湖北绿钨资源循环有限公司 。

本标准非等效采用ISO国际标准：ISO 3907:2009。

采标中文名称:硬质合金化学分析方法 总碳量的测定 重量法。

一、产业背景 我国的硬质合金产业经过建国70多年来的发展，已成为硬质合金产量最大的国家。

2021年，据硬质合金行业协会统计国内硬质合金产量达到约5万吨，约占全球产量的40%。

硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。

硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。

硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。

现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。

硬质合金产业在国家工业发展中具有重要的战略意义。

硬质合金属于国家发展规划中要重点发展的新材料领域。

作为现代工业的基础性材料，与我国基础建设、重大装备、有色金属、钢铁、汽车、石化、航空航天和国防军工等支柱行业的技术发展水平密切相关。

二、市场前景 国内矿山工具发展在中国经济建设、科技进步和社会发展中占据非常重要的地位和作用，大规模的铁路、公路建设及矿产采掘、城改建设对高端的矿山工具的需求将不断提升。

地质矿山工具需求的提升将在很大程度上带动硬质合金的需求量，中国地质矿山工具硬质合金需求前景广阔。

随着中国汽车产业急速扩张，汽车零部件加工的切削工具的需求不断增大，中国钢铁、交通、建筑等领域对硬质合金的需求也愈发旺盛。

硬质合金将向精深加工、工具配套方向发展；向超细、超粗及涂层复合结构等方向发展；向循环经济、节能环保方向发展；向精密化、小型化方向发展。

我国硬质合金需求量在未来五年内会呈现逐年增加态势。

2025年，我国硬质合金需求量预计会达到7.4万吨。

三、碳量分析的必要性 碳含量是影响硬质合金性能的关键因素之一，0.01%碳量的波动会导致合金中磁饱和强度等指标显著变化，对合金性能显著影响。

准确且高精度的对碳含量的检测对于制备综合性能良好的硬质合金具有十分重要的意义，尤其是在超细或超细硬质合金制备中更为关键。

这是因为WC粉末颗粒越细，在烧结过程中越容易发生WC颗粒的长大。

而且粉末越细，硬质合金的组织越难于控制。

因为硬质合金的正常组织决定于合金中的碳含量。

碳含量如果控制不当合金中将会出现非正常组织，这将会对硬质合金的性能产生不利的影响。

合金中碳含量不足时，易出现脱碳组织相，这种相性脆且不稳定，导致合金强度下降，使用时极易出现断裂、崩刃。

合金中碳含量较高时内部将出现游离态的石墨，石墨的存在破坏了合金基体的连续性，起到一定的割裂作用，对合金的抗弯强度、韧性及耐磨性等均产生不利影响。

碳含量对硬质合金显微组织结构的影响是具体表现在每一个参数上，硬质合金生产工艺过程中对碳含量的控制必须严谨科学，以生产出性能最好的合金产品。

综上所述，建立统一、规范的碳量的测试方法非常必要。

检测出精密度高，准确度高的碳量数据，以便于精准地控制硬质合金生产工艺，生产出性能优质的硬质合金产品，科学地指导硬质合金新产品的配方、工艺改进，技术创新以及原料选择等生产管理决策。

同时还可用于第三方实验室检测，提供评定和仲裁依据，解决因测试差异带来的质量异议，推动行业产品质量和性能提升。

四、将气体容量法检测硬质合金总碳量纳入国家标准的紧迫性和必要性 目前硬质合金总碳量的测定的方法有：高频红外吸收法、燃烧气体重量法和燃烧气体容量法，不同方法的应用情况比较如下： 1、高频红外吸收法采用高频红外碳硫仪来测定碳量，不仅仪器价格高，耗材昂贵，且仅适合测量低碳样品（碳量<2%），碳硫仪测碳化钨的碳量分析精度较差。

2、GB/T5124.1 硬质合金化学分析方法重量法总碳量的测定是采用天平称量的二氧化碳质量的方式来测定碳量，是基准方法，该方法可适用于总碳标准样品的定值工作，测定结果最接近真实值。

但因分析周期长，在行业内的实验室中应用不广泛。

3、燃烧气体容量法分析速度快，设计水箱使冷凝管、量气管、吸收器、水准瓶等部件之间温度一致，可以减少因温度变化造成的测定误差，分析精度可以达到0.03%。

另外，燃烧气体容量法为基准方法，通过气体的体积来计算碳的含量，该方法在分析精确度和准确度上都高于其他两种方法。

与上述两种方法相比，燃烧气体容量法具有如下优点: （1）采用绝对法，不依赖标准样品校正，方法精度高，结果更可靠 （2）成本低，操作简单，更适合在小规模企业中推广应用。

经市场调查发现，目前燃烧气体容量法已广泛应用于全国各大型硬质合金企业的碳化钨中总碳分析和硬质合金生产的工艺配料控制中，该方法已获得硬质合金行业的统一认可。

本次修订，将增加气体容量法。

本文件代替GB/T 5124.1-2008《硬质合金化学分析方法 总碳量的测定 重量法》，主要技术变化如下: a）更改了重量法中“原理”的内容，将“恒量”修改为“去皮重”； b）更改了重量法中“仪器”的内容，增加了“4.1.3.1.1-4.1.3.1.9项”； c）更改了重量法中“图1 仪器”的内容，将“F-二氧化硅棉的塞子”修改为“4.1.3.1.6 -二氧化硅胶塞”； d）更改了重量法中“6.1 概述”的内容，将“吸收瓶（H）”修改为“吸收瓶（4.1.3.1.8）”； e）更改了重量法中“6.4 燃烧”的内容，将“舟皿(E)”修改为“舟皿(4.1.3.1.5)”； f）更改了重量法中“6.5 测定”的内容，“吸收瓶（H）”修改为“吸收瓶（4.1.3.1.8）”。 g）增加了“硬质合金化学分析方法 总碳量的测定 气体容量法”的内容。