国家标准计划《镍合金化学分析方法 第11部分:硅、锰、磷、铬、镍、铜、钼、钴、铁、铝、钒、钛、钨和铌含量的测定 X射线荧光光谱法(常规法)》由 TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC2(全国有色金属标准化技术委员会重金属分会)执行 ,主管部门为中国有色金属工业协会。
主要起草单位 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 、有色金属技术经济研究院有限责任公司 、上海有色金属工业技术检测中心有限公司 、钢研纳克检测技术股份有限公司 、中国科学院金属研究所 、广东腐蚀科学与技术创新研究院 、金川集团股份有限公司 、广东华鳌合金新材料有限公司 。
77 冶金 |
77.120 有色金属 |
77.120.40 镍、铬及其合金 |
编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
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1 | EN | 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 | 与国际标准ISO化学分析方法、国家标准直读光谱法进行比对,多元素的重复性限r、再现性限R优于国际标准ISO化学分析方法和国家标准直读光谱法。 本标准制定完成后,未来也可以推进转化为ISO标准。 |
镍合金材料研发是国家重点发展的关键战略,其中高温合金、耐蚀合金是“十四五”重点发展和关注的关键战略材料。
镍合金材料具备优良的耐高温、耐腐蚀、强度高、塑性和韧性好等诸多优异的材料,已被广泛应用于航空航天、核电、新能源、船舶、石化、电子、医疗等领域,并占有特殊重要的地位,2023年全国标准化工作要点提出加强新兴技术领域标准研制,加快科技成果转化步伐;提升产业标准化水平,支撑现代化产业体系。
特别是关键技术领域标准研究,要推动重要基础领域标准国内国际同步制定。
随着我国高科技产业快速发展,为镍合金产业发展提供了巨大需求,我国镍合金生产企业规模化、品种高端化、质量过程控制精细化势在必行,迫切需要先进的镍合金检测技术标准体系为其提供强大的技术支撑。
镍合金材料的研发生产属于高、精、尖技术,品质控制要求极高,镍合金材料的优良的综合性能很大程度上取决于严格控制的合金化学成分,其主要合金元素有Fe、Ni、Co、Cr、Mo、W、V、Al、Ti、Nb 等,及时精确测量高饱和度的合金元素以及杂质元素的含量,是镍合金材料研发、生产工艺质量精准控制的关键所在。
国内外开展了诸多镍基合金化学成分的分析方法研究和标准制定工作,ISO标准(见附表1)和ASTM标准(见附表2),既有经典化学分析法,也有多元素同时测定的,准确、快捷的现代光谱仪器分析方法,而我国镍合金检测方法现行GB国家标准只有3个,涉及碳、硫、磷仅3个元素,其他需参照纯镍、镍铜、镍基合金粉等类似材料检测标准(见表3),采标ISO镍及镍合金相关国标项目正在开展中,总体上仍以湿法化学分析为主,操作比较繁琐,效率低、速度慢,难以满足我国镍合金生产产品质量实时控制要求和产品质量互认需要,与国外镍合金标准相比,亟待进行镍合金现代检测技术标准的完善,建立与之相适应的现代化检测技术标准迫在眉睫。
为了满足高端镍合金研究开发冶炼过程和镍合金规模化生产过程快速精确及时控制合金成分的要求,弥补目前我国镍合金检验标准手工单一检测、操作繁琐、速度慢、痕量检测能力不足等问题,诸多现代分析技术在国内外镍合金等材料检测中的广泛应用,比如X射线荧光光谱法(XRF)、直读光谱法(OES)、ICP光谱法(ICP-AES)、ICP质谱法(ICP-MS)等多元素测定技术,其中XRF作为一种先进、成熟现代仪器分析方法,具备高灵敏度,高精度、重现性好,高度自动化,可以对多元素同时准确、快速测定等特点,已经为国内外多种冶金生产广泛采用,在镍合金产品开发、冶炼过程质量控制的高含量重金属合金元素检测优势显著,已成为美国ASTM镍合金生产的在线检验技术方法标准,近年来我国也逐步颁布钢铁、高合金钢、铜及铜合金的X射线荧光光谱检测方法标准,目前,该项检测技术在科研院所和镍合金生产企业已有较广泛应用,但至今我国尚无该项检测技术相应的规范统一的检验标准。
以镍合金的技术突破和创新为重点,开展镍合金X射线荧光光谱分析检测方法研究,满足镍合金行业新材料新技术高质量发展需求,解决目前我国镍合金该项检测技术没有适合的标准问题,与国际先进检测技术接轨,将镍合金在线成分分析水平推进到国际先进水平,不仅可以减少我国稀缺金属资源损耗,也为推进我国镍合金产业结构调整与优化升级创造条件,为我国镍合金产品研发和工艺质量提升提供和国内外贸易数据互认提供基础的技术标准支撑,对加快我国镍合金新材料技术快速发展,提高在镍合金产业的国际市场竞争力具有重大意义。
本文件规定了X射线荧光光谱法测定镍合金中多元素含量的方法,适用于镍合金中Si、Mn、P、Cr、Ni、Mo、Cu、Co、Fe、Al、V、Ti、W和Nb共计14个元素含量的测定。测定范围见表1。 表1各元素的 测定范围 元素 适用范围(质量分数)% 定量范围(质量分数)% Si 0.020~4.00 0.020~3.60 Mn 0.005~5.40 0.050~5.40 P 0.0010~0.50 0.0050~0.040 Cr 0.050~33.0 1.00~23.0 Ni 20.00~100.0 20.00~99.6 Cu 0.0050~42.0 0.060~33.0 Mo 0.0030~32.0 0.03~27.9 Co 0.010~22.0 0.060~18.0 Al 0.010~4.90 0.080~4.90 Fe 0.050~60.0 0.50~54.0 Ti 0.010~5.00 0.020~3.50 V 0.0010~1.00 0.015~1.00 Nb 0.010~6.00 0.050~5.00 W 0.010~10.00 0.06~6.90 主要技术内容包括:原理、仪器与设备、安全、试剂与材料、取样和制样、仪器准备、校准(曲线校准和基本参数法或接近校正法)与标准化、结果计算、精密度、实验报告。