CN103454262A

CN103454262A - 一种测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法

Info

Publication number: CN103454262A
Application number: CN 201310360016
Authority: CN
Inventors: 廖波; 吴来磊; 吴大勇; 肖福仁
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-08-19
Also published as: CN103454262B

Abstract

本发明公开一种测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法。该方法采用蒸馏水和盐酸的混合液溶解试样，但该混合液对非固溶钒（以碳氮化钒形式存在）不溶解，通过离心沉降可以实现将钢中的固溶钒和碳氮化钒分离。另外由于碳氮化钒溶于王水，利用王水直接将沉降物溶解配制成溶液。采用电感耦合等离子体发射光谱仪分别测定两种溶液中钒的光谱强度，根据采用相同方法制备的标准溶液中钒含量的光谱强度与含量的关系曲线对比，即可分别计算出固溶钒含量和非固溶钒含量。本发明方法简单，能够准确分别测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量。

Description

一种测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法

技术领域

本发明涉及一种钢中钒的分离和定量测量方法，特别是涉及一种测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法。

背景技术

微合金钢的开发不仅可以改善钢的性能，同时也可以降低生产成本，减少污染，使资源得到了更为合理的利用，微合金技术是现代钢铁技术的发展方向。在控轧控冷所生产的钢材中，结合钢的动、静态再结晶温度设计轧制工艺，以获得细小的奥氏体晶粒，从而最终细化室温钢材的组织，提高钢的性能。钒是发展现代超级钢最主要的合金元素之一，不仅可以细化奥氏体晶粒，而且其析出强化效果可以显著提高钢的强度，特别是在中厚板、线材等高强度低碳微合金钢中的运用更是必不可少。

钒的固溶和析出行为及其对轧制冷却组织变化的影响是轧制工艺确定的关键因素，尤其是对钒的析出强化效果的控制已然成为钢的成分和轧制工艺设计的基础。然而，对于析出强化，钒的析出物（以碳氮化钒形态）尺寸通常为几纳米到几十纳米时效果最好，采用酸溶过滤的方法难以实现碳氮化钒的分离。因此如何实现该尺寸范围析出物的分离，进而对钢中固溶钒和非固溶钒（碳氮化钒中的钒）定量分析成为一个难题。目前现有钒含量的测定方法中，（如中国金属学会推荐的技术方法CSM 07 02 23 01-2003低合金钢-钒含量的测定-高锰酸钾氧化亚铁滴定法、CSM 07 02 23 02-2003低合金钢-钒含量的测定-过硫酸铵氧化铁滴定法、CSM 07 02 23 03-2003低合金钢-钒含量的测定-硝酸氧化亚铁滴定法、CSM 07 02 23 05-2003低合金钢-钒含量的测定-5-Br-P酸D酸P光度法、CSM 07 02 94 01-2003低合金钢-锰、磷、铬、镍、钼、铜、钒、钴、钛、铝含量的测定-电感耦合等离子体发射光谱法），主要利用硝酸、盐酸及其混合酸将钢中钒全部溶解，之后通过光度法、滴定法等测定钢中总的钒含量，但是却没有实现将钢中固溶钒和非固溶钒（碳氮化钒）分离，分别测定其含量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法。该发明将固溶钒与非固溶钒分离，并且能够准确测定微合金钢中固溶钒的含量和非固溶钒的含量。

一种测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法，其具体步骤如下：

1. 固溶钒含量标准溶液的配制及校准曲线的绘制：

（1.1）酸液的配制：盐酸（优级纯，密度1.19g/cm³）及蒸馏水。将盐酸加入到蒸馏水中，搅拌，制得的液体为混合液即酸液。该酸液各组分的体积比为：盐酸：水=1：1。

（1.2）固溶钒含量标准溶液的配制：称取3~9份质量为M（M= 0.2~0.5）g的铁粉（纯度≥99.5%），分别放入内盛20~50 mL上述酸液的容器中。将上述3~9个容器放入水浴箱，水浴加热至70℃，并保温3~4 h以保证铁粉充分溶解。取出上述容器并将溶液分别完全转移至3~9个容量瓶中，蒸馏水冲洗容器3~5次，冲洗液也转移至容量瓶。选取其中一份溶液作为空白溶液，直接用蒸馏水定容至L ₁ mL刻度（L ₁=100~200 mL，为容量瓶体积）。其它溶液中则分别按一定均匀梯度增加量加入100 mg/mL的标准钒溶液，标准溶液的最大加入量应包含被测钢中钒含量的范围，再用蒸馏水定容至L ₁ mL刻度。从被定容后的3~9份溶液分别取L ₂mL放入离心管中（L ₂=30~50 mL，为提取溶液体积），置入Centrifuge 5430型离心机进行离心分离，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间10~15 min，保证不溶物沉降完全。

（1.3）固溶钒含量校准曲线的绘制：用iCAP 6300电感耦合等离子体发射光谱仪测定并记录各离心管上层清液中钒的特征光谱强度，由仪器在仪器内部自动建立强度与相对应溶液中钒浓度之间的对应关系曲线，即固溶钒含量校准曲线。电感耦合等离子体原子发射光谱仪的工作参数为：RF功率1150 W，辅助气流速0.5 L/min，蠕动泵泵速50 rpm，雾化压力28 PSI，观察高度12 mm。

2. 非固溶钒含量标准溶液的配制及校准曲线的绘制

（2.1）王水的配制：盐酸（优级纯，密度为1.19 g/cm³）及硝酸（优级纯，密度为1.42 g/cm³）。将盐酸和硝酸按体积比3：1混合、搅拌，制得的混酸即王水。

（2.2）非固溶钒的分离：（a）将（1.3）测定后离心管中的上层清液缓缓倒去，配合滴管去除液体至离心管中液体体积约3 ml，之后加入蒸馏水至50 ml，放入离心机进行离心沉降，离心转速为5000-7500 rpm，离心时间5 min。如此循环3~5次，最后去除溶液至残留体积约1ml。每次去除溶液过程中确保不去掉沉降物。（b）准备多个离心管(一般4~6个)，把3~9个容量瓶中剩余的溶液按样完全转移至离心管，蒸馏水冲洗容量瓶3~5次，冲洗液同样转移至离心管，每次所取溶液体积小于离心管体积。（c）将全部离心管依次放入Centrifuge 5430型离心机进行离心分离，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间10~15min保证未溶物沉降完全，并对离心后的液体按步骤（a）处理。

（2.3）非固溶钒标准溶液的配制：（a）对步骤（2.2）处理后的每个离心管分别加入10~15 mL王水，并放入水浴箱，水浴加热至70 ℃，并保温0.5~1 h确保沉降物完全溶解。（b）取出离心管，然后将其中溶液按样完全移入L ₁ mL容量瓶中。蒸馏水冲洗离心管3~5次，冲洗液也转移到L ₁ mL容量瓶中。（c）选取其中一份溶液作为空白溶液，用蒸馏水定容至L ₁ mL刻度。其它容量瓶则分别按一定梯度增加量加入100 mg/mL的标准钒溶液，标准溶液的最大加入量应包含被测钢中钒含量的范围，然后再用蒸馏水定容至L ₁ mL刻度。

（2.4）非固溶钒含量校准曲线的绘制：用iCAP 6300电感耦合等离子体发射光谱仪测定并记录各容量瓶溶液中的钒的特征光谱强度，由仪器在仪器内部自动建立钒浓度与强度的对应关系曲线，即非固溶钒含量校准曲线。电感耦合等离子体原子发射光谱仪的工作参数为：RF功率1150 W，辅助气流速0.5 L/min，蠕动泵泵速50 rpm，雾化压力28 PSI，观察高度12 mm。

3. 固溶钒含量的测定

（3.1）从微合金钢试样上加工一定量的粉末。称取M（M = 0.2~0.5）g上述粉末放入盛有20~50 mL 酸液的容器中。

（3.2）将上述容器放入水浴箱，水浴加热至70 ℃，并保温3~4 h以保证铁粉溶解完全。溶解后的液体完全转移至容量瓶中，蒸馏水冲洗容器3~5次，冲洗液也转移至容量瓶。用蒸馏水将溶液定容至L ₁ mL刻度，摇匀。

（3.3）取溶液L ₂mL放入离心管中于Centrifuge 5430型离心机中进行离心分离，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间10~15 min保证碳氮化钒沉降完全。

（3.4）用电感耦合等离子体发射光谱仪，根据仪器内部已自动建立的固溶钒含量校准曲线，测定出离心管中上层清液的钒浓度，即固溶钒浓度X ₁。

（3.5）根据公式：

Figure 2013103600169100002DEST_PATH_IMAGE001

，计算出样品中固溶钒的含量。

式中：

—固溶钒的质量百分数，%；

X ₁—溶液中的固溶钒的浓度，mg/mL；

L ₁—溶液的总体积，mL；

M—称取试样粉末的质量，g。

4. 非固溶钒含量的测定

（4.1）将步骤（3.4）测定后的离心管中的上层清液缓缓倒去，配合滴管去除液体至离心管中液体体积约3ml，之后加入蒸馏水至50ml进行离心沉降，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间5 min。如此循环3~5次，最后去除溶液至残留体积约1ml。每次去除溶液过程中确保不去掉沉降物。

（4.2）准备多个离心管(一般4~6个)，把未测定的剩余溶液完全转移至离心管，蒸馏水冲洗容器3~5次，冲洗液也放入离心管，每次所取溶液体积小于离心管体积。

（4.3）对未测定的剩余溶液进行离心分离，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间10~15min保证碳氮化钒沉降完全。并对离心后的液体按步骤（4.1）处理。

（4.4）向每个离心管分别加入10~15 mL王水，后放入水浴箱，水浴加热至70 ℃，并保温1~1.5 h确保沉降物完全溶解。

（4.5）取出离心管，然后将全部溶液转移至L ₁ mL容量瓶中。蒸馏水冲洗离心管3~5次，冲洗液也转入L ₁ mL容量瓶中。之后用蒸馏水定容至L ₁ mL刻度，摇匀。

（4.6）用电感耦合等离子体发射光谱仪，根据仪器内部已自动建立非固溶钒含量校准关系曲线测定定容后溶液中的钒浓度，即非固溶钒浓度X ₂。

（4.7）根据公式：

Figure 2013103600169100002DEST_PATH_IMAGE003

，计算出样品中非固溶钒的含量。

式中：

—非固溶钒的质量百分数，%；

X ₂—溶液中的非固溶钒的浓度，mg/mL；

L ₁—溶液的总体积，mL；

M—称取试样粉末的质量，g。

本发明与现有技术相比具有如下优点：1、能够实现微合金钢中固溶钒和非固溶钒（以碳氮化钒形态存在）的分离，并准确分别测定微合金钢中固溶钒含量和非固溶钒的含量；2、方法简单，测定结果准确；3、适合各种型号微合金钢，特别是高钒钢中固溶钒含量和非固溶钒含量测定。

具体实施方式：

实施例1

本实施例采用iCAP 6300型电感耦合等离子体发射光谱仪，对3种钒微合金钢分别经1150 ℃保温3 h固溶处理后的固溶钒含量和非固溶钒含量进行测定，具体测定步骤如下：

100 mL盐酸（优级纯，密度1.19 g/cm³）加入到100 mL蒸馏水中，搅拌，获得的酸液即酸液。称取4份质量为0.25 g的铁粉（纯度≥99.5%），分别放入1#、2#、3#、4# 内盛25 mL上述酸液的容器中。将上述1#-4#容器放入水浴箱，用水浴加热至70 ℃，并保温4h使铁粉全部溶解。将容器中的溶液分别转移到4个200 mL的容量瓶中。用蒸馏水冲洗溶解试样的容器5次，并将冲洗液分别转移至各自的容量瓶。将1#溶液作为空白溶液，直接用蒸馏水定容至200 mL刻度。2#、3#、4#溶液中则分别加入1mL、5mL和25mL的100mg/mL的标准钒溶液，再用蒸馏水定容至200 mL刻度。从1#-4# 200 mL容量瓶中分别取70 mL放入4个100 mL离心管中进行离心沉降，离心转速7500 rmp，离心时间10 min。用iCAP 6300型电感耦合等离子体发射光谱仪测定各离心管溶液中钒的特征光谱强度，由仪器在内部按程序自动建立强度与相对应溶液中钒浓度之间的对应关系，即固溶钒含量的校准曲线。

将1#-4#容量瓶中剩余的溶液分别完全转移至多个离心管，最后蒸馏水冲洗容量瓶5次，冲洗液也转入离心管，置于Centrifuge 5430型离心机进行离心分离，离心转速7000 rmp，离心时间10min。1#-4#每个试样需要4个100 mL离心管。将离心管中的上层溶液缓缓倒去，配合滴管去除液体至离心管中液体体积约3 ml，之后加入蒸馏水至50 ml进行离心沉降，离心转速为7000 rpm，离心时间5 min。如此循环4次，最后去除溶液至残留体积约1ml。每次去除溶液过程中确保不去掉沉降物。每个离心管加入10 mL王水，放入水浴箱，用水浴加热至70℃，并保温0.5 h使沉降物全部溶解。取出离心管，将对应的离心管溶液依次移入1#-4# 200 mL容量瓶中。用蒸馏水冲洗每个离心管5次，冲洗液也转入对应的容量瓶中。以1#溶液作为空白溶液，蒸馏水定容至200 mL刻度。2#、3#、4#溶液中则分别加入1 mL、5 mL、25 mL的100 mg/mL的标准钒溶液，再用蒸馏水定容至200 mL刻度。用iCAP 6300型电感耦合等离子体发射光谱仪测定并记录各离心管溶液中的钒的特征光谱强度，由仪器在仪器内部自动建立钒浓度与强度的对应关系曲线，即非固溶钒含量校准曲线。

从钒微合金钢试样上加工一定量的粉末，称取0.25 g上述粉末放入盛有25 mL酸液的容器中。将上述容器放入水浴箱，用水浴加热至70 ℃，保温4 h至铁粉全部溶解，后溶液完全转移至200 mL的容量瓶中，蒸馏水冲洗容器5次，冲洗液也转移至容量瓶，最后用蒸馏水定容至200 mL刻度，摇匀。从容量瓶中取70 mL溶液，放入离心管中于Centrifuge 5430型离心机中进行离心分离，离心转速为7000 rpm，离心时间10 min。用iCAP 6300型电感耦合等离子体发射光谱仪，根据已建立的固溶钒含量校准曲线，由仪器自动读出溶液中的钒浓度，即固溶钒的浓度X ₁，如表1第2列所示。将测定结果，代入公式：

，该数值即为样品中固溶钒的含量，如表1第3列所示。

式中：

—固溶钒的质量百分数，%；

X ₁—溶液中固溶钒的浓度，mg/mL；

L ₁—溶液的体积，mL；

M—称取试样粉末的质量，g。

将容量瓶中的剩余溶液分别完全转移至多个离心管，蒸馏水冲洗容量瓶5次，冲洗液也转入离心管，置入Centrifuge 5430型离心机中进行离心沉降，离心转速7000 rmp，离心时间10 min。每样共需要4个100 mL离心管。将离心管中的上层溶液缓缓倒去，配合滴管去除液体至离心管中液体体积约3 ml，之后加入蒸馏水至50 ml进行离心沉降，离心转速为7000 rpm，离心时间5 min。如此循环4次，最后去除溶液至残留体积约1 ml。每次去除溶液过程中确保不去掉沉降物。每个离心管加入10 mL王水，放入水浴箱，水浴加热至70 ℃，保温0.5 h使沉降物全部溶解。取出离心管，将对应离心管中的溶液分别转移至200 mL容量瓶中。蒸馏水冲每个离心管5次，冲洗液也转入对应的容量瓶中，最后蒸馏水定容至200 mL刻度。用iCAP 6300型电感耦合等离子体发射光谱仪，根据已建立的非固溶钒含量校准曲线，自动读出溶液中的钒浓度，即非固溶钒浓度X ₂，如表1第4列所示。将测定结果，代入公式：

，计算出样品中非固溶钒的含量，如表1第5列所示。

式中：

—非固溶钒的质量百分数，%；

X ₂—溶液中非固溶钒的浓度，mg/mL；

L ₁—溶液的体积，mL；

M—称取试样粉末的质量，g。

采用上述方法，对上述经1150 ℃保温5min固溶处理后3种钒微合金钢的固溶钒含量和非固溶钒含量测定结果如表1所示。表1中第6列测定钒的总量为固溶钒含量和非固溶钒含量相加的结果（即W _V1+ W _V2），表1中第7列实际钒含量为按标准检测方法测定的结果。

表1 实施例1固溶钒和非固溶钒含量测定结果

实施例2

本实施例采用iCAP 6300型电感耦合等离子体发射光谱仪，对5种高钒微合金钢的固溶钒和非固溶钒的含量进行测定，5种钢分别在1150℃保温5 min固溶处理后，经850 ℃变形60%后保温1000 s。具体测定步骤如下：

将盐酸（优级纯，密度1.19 g/cm³）加入到蒸馏水中（体积比为：盐酸：水=1：1），搅拌，制得的混合液即酸液。称取5份质量为0.2 g的铁粉(纯度≥99.5%)，分别放入1#、2#、3#、4#、5#内盛20 mL上述酸液的容器中。将上述1# - 5#容器放入水浴箱，水浴加热至70℃，并保温3 h以保证铁粉充分溶解。将1# -5#溶液直接完全转移至100 mL容量瓶中，蒸馏水冲洗容器5次，冲洗液也转移至容量瓶。将1#溶液作为空白溶液，蒸馏水定容至100mL刻度。2#-5#溶液中则分别加入5 mL、10 mL、20 mL、40 mL的100mg/mL的标准钒溶液，再用蒸馏水定容至100 mL刻度。分别取定容后1#-5#溶液40mL放入100mL离心管中，置入Centrifuge 5430型离心机中进行离心分离，离心转速为7500 rpm，离心时间10 min。用iCAP-6300型电感耦合等离子体发射光谱仪测定并记录各离心管上层清液中钒的特征光谱强度，由仪器在仪器内部自动建立强度与相对应溶液中钒浓度之间的对应关系曲线，即固溶钒含量校准曲线。

把1#-5#容量瓶中剩余液分别完全转移至离心管，蒸馏水冲洗容器5次，冲洗液转移入离心管。置入Centrifuge 5430型离心机中进行离心分离，离心转速为7500 rpm，离心时间10 min。将所有离心管1#-5#上层溶液缓缓倒去，配合滴管去除液体至离心管中液体体积约3 ml，之后加入蒸馏水至50 ml进行离心沉降，离心转速为7500 rpm，离心时间5 min。如此循环4次，最后去除溶液至残留体积约1 ml。每次去除溶液过程中确保不去掉沉降物。1#-5#每个离心管倒入10 mL王水。将上述离心管放入水浴箱，用水浴加热至70 ℃，并保温0.5 h确保沉降物完全溶解。取出离心管，然后将溶液依次分别转入100 mL容量瓶中。蒸馏水冲洗离心管5次，冲洗液也转入到100 mL容量瓶中。把1#溶液作为空白溶液，蒸馏水定容至100 mL刻度。2#-5#容量瓶中则分别加入5mL、10mL、20mL、40 mL的100mg/mL的标准钒溶液，标准溶液的最大加入量应包含被测钢中钒含量的范围，然后再用蒸馏水定容至100 mL刻度。用iCAP 6300型电感耦合等离子体发射光谱仪测定并记录各容量瓶溶液中的钒的特征光谱强度，由仪器在仪器内部自动建立钒浓度与强度的对应关系曲线，即非固溶钒含量校准曲线。

从高钒微合金钢试样上加工一定量的粉末，称取0.2 g上述粉末放入盛有20 mL酸液的容器中。将上述容器放入水浴箱，水浴加热至70 ℃，保温3 h使铁粉全部溶解，随后溶液完全转移至100 mL的容量瓶中，蒸馏水冲洗容器5次，冲洗液也归入容量瓶。最后用蒸馏水将溶液定容至100 mL刻度，摇匀。从容量瓶中取40 mL溶液，放入离心管中进行离心分离，离心转速为7500 rpm，离心时间10 min。用iCAP-6300型电感耦合等离子体发射光谱仪进行测试，根据仪器内部已建立的固溶钒含量校准曲线，由仪器自动读出溶液中的固溶钒浓度X ₁，如表2第2列所示。代入公式：

，该数值即为试样中固溶钒的含量，如表2第3列所示。

式中：

—固溶钒的质量百分数，%；

X ₁—溶液中的固溶钒浓度，mg/mL；

L ₁—溶解液的体积，mL；

M—称取高钒钢试样的质量，g。

将容量瓶中剩余的溶液分别完全转移至离心管中，每个样需3个离心管，蒸馏水冲洗容量瓶5次，冲洗液也转入离心管，进行离心分离，离心转速7500 rmp，离心时间10 min。加上之前测定的离心管，将每个离心管中的上层清液缓慢倒去，配合滴管去除液体至离心管中液体约3 ml，后加入蒸馏水至50 ml进行离心沉降，离心转速为5000-7500 rpm，离心时间5 min。如此循环4次，最后去除溶液至残留体积约1 ml。每次去除溶液过程中确保不去掉沉降物。每个离心管加入10 mL王水，放入水浴箱，水浴加热至70 ℃，保温0.5 h使沉降物全部溶解。取出离心管，将对应的离心管溶液完全转移至100 mL容量瓶中。蒸馏水冲离心管5次，冲洗液也转入对应的容量瓶中，最后蒸馏水定容至100 mL刻度。用iCAP-6300型电感耦合等离子发射光谱仪，根据已建立的非固溶钒含量校准曲线，由仪器自动读出溶液中的非固溶钒浓度X ₂，如表2第4列所示。测定结果代入公式：，计算出样品中非固溶钒的含量。

式中：

—非固溶钒的质量百分数，%；

X ₂—溶液中的非固溶钒浓度，mg/mL；

L ₁—溶解液的体积，mL；

M—称取高钒钢试样粉末的质量，g。

采用上述方法，对5种高钒微合金钢固溶钒含量和非固溶钒含量的测定结果，如表2所示。其中表2中第6列测定钒的总量为测定的固溶钒含量和非固溶钒含量相加的结果（即W _V1+W _V2），表2中第7列实际钒含量为按标准检测方法测定的结果。

表2 实施例2中钒浓度和钒含量测定结果

Claims

1.一种测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：

（1）固溶钒含量标准溶液的配制及校准曲线的绘制：

（1.1）酸液的配制：盐酸及蒸馏水，将盐酸加入到蒸馏水中，搅拌，制得的液体为混合液即酸液，该酸液各组分的体积比为：盐酸：水=1：1；

（1.2）固溶钒含量标准溶液的配制：称取3~9份质量为M= 0.2~0.5 g的铁粉，分别放入内盛20~50 mL上述酸液的容器中；将上述3~9个容器放入水浴箱，用水浴加热至70℃，并保温3~4 h以保证铁粉充分溶解；取出上述容器并直接将溶液分别转移到3~9个容量瓶中，容器用蒸馏水冲洗3~5次，冲洗液也转移至容量瓶；选取其中一份溶液作为空白溶液，直接用蒸馏水定容至L ₁ mL刻度，L ₁=100~200 mL为容量瓶体积；其它溶液中则分别按一定均匀梯度增加量加入100 mg/mL的标准钒溶液，标准溶解的最大加入量应包含被测钢中钒含量的范围，再用蒸馏水定容至L ₁ mL；分别提取3~9份溶液L ₂mL于离心试管中，L ₂=30~50 mL为提取溶液体积，放入离心机，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间10~15 min，保证不溶物沉降完全。

（1.3）固溶钒含量标准溶液的测定：用电感耦合等离子体发射光谱仪测定并记录各离心管上层清液中钒的特征光谱强度，由仪器在仪器内部自动建立强度与相对应溶液中钒浓度之间的对应关系曲线，即固溶钒含量校准曲线；电感耦合等离子体原子发射光谱仪的工作参数为：RF功率1150W，辅助气流速0.5L/min，蠕动泵泵速50rpm，雾化压力28PSI，观察高度12mm；

（2）非固溶钒含量标准溶液的配制及校准曲线的绘制

（2.1）王水的配制：将盐酸和硝酸按体积比3：1混合、搅拌，制得的混酸即王水；

（2.2）非固溶钒的分离：

（a）将步骤（1.3）测定后离心管中的上层清液缓缓倒去，配合滴管去除液体至离心管中液体体积约3 ml，之后加入蒸馏水至50 ml进行离心沉降，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间5 min；如此循环3~5次，最后去除溶液至残留体积约1ml，每次去除溶液过程中确保不去掉沉降物；

（b）准备多个离心管，把3~9份容量瓶中剩余的溶液按份完全转移至离心管，蒸馏水冲洗容量瓶3~5次，冲洗液同样转移至离心管，每次所取溶液体积小于离心管体积；

（c）将全部离心管依次放入Centrifuge 5430型离心机进行离心分离，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间10~15min保证未溶物沉降完全，并对离心后的液体按步骤（a）处理；

（2.3）非固溶钒标准溶液的配制：

（a）对步骤（2.2）中每个离心管分别加入10~15 mL王水，并放入水浴箱，水浴加热至70 ℃，并保温0.5~1 h确保沉降物完全溶解；

（b）取出离心管，然后将每份溶液依次移入L ₁ mL容量瓶中，蒸馏水冲洗离心管3~5次，冲洗液也转移到L ₁ mL容量瓶中；

（c）选取其中一份溶液作为空白溶液，用蒸馏水定容至L ₁ mL刻度，其它容量瓶则分别按一定梯度增加量加入100 mg/mL的标准钒溶液，标准溶液的最大加入量应包含被测钢中钒含量的范围，然后再用蒸馏水定容至L ₁ mL刻度；

（2.4）非固溶钒含量校准曲线的绘制：用电感耦合等离子体发射光谱仪测定并记录各容量瓶溶液中的钒的特征光谱强度，由仪器在仪器内部自动建立钒浓度与强度的对应关系曲线，即非固溶钒含量校准曲线，电感耦合等离子体原子发射光谱仪的工作参数同步骤（1.3）；

（3）固溶钒含量的测定

（3.1）从合金钢试样上加工一定量的粉末，称取M= 0.2-0.5 g上述粉末放入盛有20-50 mL 酸液的容器中；

（3.2）将上述容器放入水浴箱，用水浴加热至70 ℃，并保温3~4 h以保证铁粉全部溶解溶解；将溶解后的液体直接转移到容量瓶中，蒸馏水冲洗容器3~5次，冲洗液也转移至容量瓶，用蒸馏水将溶液定容至L ₁ mL体积，摇匀；

（3.3）取溶液L ₂ mL放入离心管中于离心机中进行离心分离，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间10~15 min保证碳氮化钒沉降完全；

（3.4）用电感耦合等离子体发射光谱仪，根据仪器内部已自动建立的光谱强度和钒浓度的关系曲线测定出离心管中上层清液的钒浓度X ₁；电感耦合等离子体原子发射光谱仪的工作参数同步骤（1.3）；

（3.5）根据公式：

Figure 2013103600169100001DEST_PATH_IMAGE001

，计算出样品中固溶钒的含量；

式中：

—固溶钒的质量百分数，%；

X ₁—步骤d测得的钒浓度，mg/mL；

L ₁—溶解液的体积，mL；

M—粉末试样的质量，g；

（4）非固溶钒含量的测定

（4.1）将步骤（3.4）测定后的离心管中的上层清液缓缓倒去，配合滴管去除液体至离心管中液体体积约3 ml，之后加入蒸馏水至50 ml进行离心沉降，离心转速为5000~7500 rpm，离心时间5 min，如此循环3~5次，最后去除溶液至残留体积约1 ml，每次溶液去除过程中确保不去掉沉降物；

（4.2）准备多个离心管，将3~9个容量瓶中的剩余溶液完全转移至离心管，蒸馏水冲洗容器3~5次，冲洗液放入离心管，每次所取溶液体积小于离心管体积；

（4.3）将离心管置于Centrifuge 5430型离心机进行离心分离，离心转速为5000-7500 rpm，离心时间10~15 min，保证碳氮化钒沉降完全，并对离心后的液体按步骤（4.1）处理；

（4.4）向每个离心管加入10-15 mL王水，后放入水浴箱，水浴加热至70℃，并保温1~1.5h确保沉降物完全溶解；

（4.5）取出离心管，将溶液移入L ₁mL容量瓶中，蒸馏水冲洗离心管3-5次，冲洗液也加入L ₁ mL容量瓶中，再用蒸馏水将溶液定容至L ₁mL刻度，摇匀；

（4.6）用电感耦合等离子体发射光谱仪，根据仪器内部已自动建立的光谱强度和钒浓度的关系曲线测定出溶液中的钒浓度X ₂；电感耦合等离子体原子发射光谱仪的工作参数同步骤（1.3）；

（4.7）根据公式：，计算出样品中非固溶钒的含量；

式中：

—非固溶钒的质量百分数，%；

X ₂—步骤f中测得的钒浓度，mg/mL；

L ₁—溶解液的体积，mL；

M—试样和纯铁粉的质量，g。

2.根据权利要求1所述的测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法，其特征是：所述固溶钒和非固溶钒的分离，使用离心沉降的方法，所述方法采用离心机为德国产Centrifuge 5430台式高速离心机，其转速为5000~7500rpm。

3.根据权利要求1所述的测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法，其特征是：所述电感耦合等离子体原子发射光谱仪的型号为美国赛默飞公司的iCAP 6300，工作参数为：RF功率1150W，辅助气流速0.5L/min，蠕动泵泵速50rpm，雾化压力28PSI，观察高度12mm。

4.根据权利要求1所述的测定微合金钢中固溶钒和非固溶钒含量的方法，其特征是：所述盐酸为优级纯，密度为1.19 g/cm³；硝酸为优级纯，密度为1.42g/cm³；水为蒸馏水，铁粉纯度≥99.5%质量百分数。