钢铁及合金中硫的测定

钢铁及合金中硫的测定

2010-04-30 14:13:15 阅读7 评论0 字号:

燃烧一碘量法
    硫在钢中是一种有害元索。它使钢产生热脆现象,降低钢的机械性能,对钢的耐腐蚀性和可焊性不利。在易切削钢中,为了改善钢的切削加工性能,可提高硫的含量,在一般合金中硫的含量都较低。
    钢中硫含量一般为:碳索钢中不超过0.05%;优质结构钢不超过0.045%;工具钢不超过0.03%;高级优质钢不超过0.02%;锰钢可达0.15%;生铁和铸铁可高达0.35%。
    国家标准分析方法有:GB/T223.72—199l《钢铁及合金化学分析方法 氧化铝色层分离一硫酸钡重量法测定硫量》、GB/T223.68—1997《钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量》、GB/T 223.67—1989《钢铁及合金化学分析方法 还原蒸馏一次甲基蓝光度法测定硫量》。
    工厂实用分析方法为燃烧一碘量法。
    1.方法要点
    将试样放在高温氧气流中燃烧,使硫形成二氧化硫气体,然后用水吸收生成亚硫酸。用
碘标准藩液滴定,然后用淀粉指示终点。
    2.主要反应
    3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2
    3MnS十5O2=Mn3O4+3SO2                        SO2+H2O=H2SO3
    H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI
3.试剂
(1)碘标准溶液[c(1/2 I2)=0.003mol/L] 用称量瓶称取1.9845g碘,倾入盛有15g碘化钾及60mL水之烧杯中,盖上表皿。待碘溶完后,移入棕色瓶中,以水稀释至5L,储存。
    (2)淀粉吸收液(0.04%) 称取1g淀粉.于400mL烧杯中,加几滴水,搅成糊状。再加300mL沸水,煮沸5min。取下加一小滴盐酸溶液(1+1)及0.39碘化钾,稀释至2.5L摇匀备用。
    (3)助熔剂纯锡、纯铜。
    4.仪器
    氧气净化及高温燃烧炉同碳的测定中气体容量法。测硫吸收器见图3—3。钢铁及合金中硫的测定 - akyliuquan - 恋树情节
    5.分析步骤
    称取0.5000g试样,放入已处理的瓷舟中。在吸收器中注入25~40mL淀粉水溶液,然后用橡皮塞塞紧燃烧管,并通氧和滴入碘标准溶液,使吸收液呈浅蓝色。停止通氧,取下橡皮塞,用长钩将盛有试样的瓷舟推入1300~1350℃之管状炉灼热处。塞上橡皮塞,预热10~30s,开始缓慢通氧,然后加快速度。当吸收器底部溶液蓝色消失时,滴入碘标准溶液,使溶液于燃烧期间蓝色不消失。当吸收器中溶液蓝色消失较慢时,以较慢的速度滴入碘标液,使溶液的浅蓝色保持与试样来燃烧前的蓝色深度一致,然后继续通氧lO~30s,色泽不变即为终点。
    6.计算
    w(S)=T×V/m ×100%
式中 w(S)——试样中硫的质量分数,%;
    T——碘标准溶液对硫的滴定度,g/mL;
    V——试样消耗碘标准溶禳的体积,mL;
    m——称取的试样量,g。
    7.附注
    (1)碘酸钾-碘化钾标准溶液比碘标准溶液稳定;同时,滴定时灵敏度高,不易挥发和
分解。因此,可代替碘标准溶液进行滴定。其滴定液和吸收液配制方法如下:
    ①滴定掖:称取0.1780g碘酸钾溶于水中,稀释至1 L容量瓶中。吸取100mL该液于500mL容量瓶中,加0.5 g碘化钾,以水稀释至刻度。此溶液适宜测定0.01%~0.1%的硫。
    吸取25mL上述碘酸钾溶液,于.500mL容量瓶中,加入0.5g碘化钾,以水稀释至刻度摇匀,此溶液适宜测定0.0005%~0.01%的硫i,
    ②淀粉吸收液:称取5g淀粉于烧杯中,凋成糊状。加入250mL沸水,搅拌,煮沸5min取下。加250mL冷水,一小滴浓盐酸,搅匀后静置过夜。取25mL澄清液,加15mL浓盐酸,稀释至1L备用。   
    (2)可用下列方法提高硫的转化率:
    ①适当控制氧气流量。一般在2L/min较为适宜。如气流过小,样品燃烧不xx;过大,熔体易生成气泡,并烧橡皮塞,且吸收液中碘有被带走的可能。
    ②在氧气充足的情况下,提高炉温,可提高硫的转化率。一般规定,铸铁、碳钢、低合金钢的炉温为1250~1300℃;高合金钢则需1300~1350℃。
    ③适当预热可提高硫的转化率。一般预热10~30s。过久,以防氧化铁的催化作用使二
氧化硫转化为三氧化硫而不能被碘液滴定。燃烧铸铁时,预热可延长1.5~2min。
    ④加入适当助熔剂,可提高硫的转化率。以五氧化二钒或锡做助熔剂{zh0}。前者适用于碳素钢,后者适用于高合金钢。不能用纯铅及其氧化物做助熔剂,因铅与硫能生成硫酸铅沉淀,滞留在瓷管中,使测定结果偏低。
    ⑤燃烧管应保持干净。若管壁和过滤球中脱脂棉堆积大量氧化铁,由于氧化铁的催化作用使二氧化硫转化为三氧化硫。
    (3)此法硫的转化率并非100%,故不能用理论值计算结果,而只能用硫含量近似的标样求碘液滴定度。
    8.测定范围
    硫含量0.0010%~0.20%。
    9.测定误差
    参见表3—3。
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