ICS 77. 080. 20 H 11 YB 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/T4308—2012 低合金钢 多元素含量的测定 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法 (常规法) Low alloy steel Determination of multi-element contents (Routinemethod) 2012-11-07发布 2013-03-01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T4308—2012 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本标准起草单位：北京钢铁研究总院、安捷伦科技有限公司、北京大学地球与空间科学学院。 本标准主要起草人：罗倩华、陈玉红、马芳、韩美、王明海、王海舟。 本标准为首次发布。 YB/T4308---2012 低合金钢多元素含量的测定 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法（常规法） 范围 本标准规定了用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法测定低合金钢中硅、锰、磷、铬、镍、钼、铜、钒、 铝、砷、锡和锑含量的方法。 本标准适用于低合金钢中硅、锰、磷、铬、镍、钼、铜、钒、铝、砷、锡和锑含量的测定，并可用于块状、屑 状样品的原位和微区分析。测定范围见表1。 表1测定范围 测定范围(质量分数)/% 硅 0.01~1.8 锰 0.1~2. 0 磷 0.004~0.3 0.03~2.0 镍 0. 04~3. 9 钼 0.005~1.2 铜 0.03~1.0 钒 0.02~0.6 铝 0.003~1.5 碑 0.004~0.06 锡 0.003~0.05 锑. 0.001~0.04 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T6379.1测试方法与结果的准确度（正确度和精密度）第1部分：总则与定义 GB/T6379.2测试方法与结果的准确度（正确度和精密度）第2部分：确定标准测量方法的重复 性和再现性的基本方法 GB/T20066钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法 3原理 试料经激光剥蚀，产生的蒸气和细微颗粒由载气带入电感耦合等离子体质谱仪，测量各待测元素同 位素的质谱信号强度。以基体元素铁作内标，校正仪器灵敏度漂移和基体效应。根据校准曲线，计算样 品中各待测元素的质量分数。 1 YB/T4308—2012 4试剂与材料 4.1氟气，纯度（质量分数）不小于99.99%。 4.2氨气，纯度（质量分数)不小于99.99%。 4.3标准样品 可以是块状标准样品，也可以是微创分析用集合式标准样品。用于日常分析绘制校准曲线，所选系 列标准样品中各待测元素含量应覆盖分析范围且有适当的梯度；用于对仪器进行漂移校正时，所选标准 样品应有良好的均勾性，且接近校准曲线的上限和下限。 注：由于激光剥蚀的束斑直径仅为微米级，因此，要求用于激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱分析的标准样品有更好的 均匀性。 4.4砂纸，0.125mm0.080mm.0.038mm。 4.5树脂或牙托粉 用于样品的镶嵌。 5仪器与设备 5.1激光剥蚀系统 激光剥蚀系统包括激光器、光束传输系统、剥蚀池和观测系统，使用氨气（4.2）或氩气（4.1)作为载 气。 5.2电感耦合等离子体质谱仪 电感耦合等离子体质谱仪可以是四极杆质谱仪、磁扇质谱仪（高分辨质谱仪)或飞行时间质谱仪。为 使仪器在优化的状态下运行，每种类型的仪器应按操作手册进行操作。所有这三类仪器都需要使用氩气 (4.1)作为工作气体。 5.3磨样机 6取制样 6.1取样 按GB/T20066的规定进行取样。 6.2试样和标准样品的制备 块状试样和标准样品（4.3)应加工成适合激光剥蚀池的尺寸，也可切成小块，镶嵌于树脂或牙托粉 （4.5)等合适的材料中；屑状试样和标准样品（4.3)可取少量，直接镶嵌于树脂或牙托粉（4.5)等材料中。 试样和标准样品表面应依次使用0.125mm、0.080mm和0.038mm的砂纸（4.4)研磨、抛光成平整、 光洁的分析面，用水清洗吹干。 7仪器的准备 7.1仪器工作环境 放置激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪的实验室应防震、洁净，最好在超净实验室。室内温度应保 持在23℃士2℃，相对湿度通常在20%60% 电源应符合规定，供电电源的电压及频率应稳定，应避免突然停电，以免对仪器造成损害。 7.2仪器工作条件 在分析前先点燃等离子体30min60min以稳定仪器，其间用水清洗进样系统和炬管。具体预热时 间依仪器类型不同而定。 根据电感耦合等离子体质谱仪说明书设置仪器参数，如输出功率、冷却气流量、辅助气流量、雾化气 流量、样品提升速度、样品提升时间、冲洗时间、数据采集参数等。将仪器说明书推荐的标准溶液导入等 2 YB/T4308—2012 离子体，调节仪器的离子传输系统和检测器参数，使仪器状态适于测量。 对仪器运行一定浓度的仪器校准溶液进行质量校准，然后进行检测器校准。仪器校准溶液应含有能 覆盖所测量的质量数范围，通常含有锂、、钻、锗、镧、铅、铋、铀等元素，也可以是别的元素，浓度依据说 明书而定。 熄灭等离子体，将激光剥蚀系统与电感耦合等离子体质谱仪连接起来。开启激光器电源，选择适宜 的激光载气流量、能量密度、束斑直径、频率等参数。 将标准样品装人激光剥蚀池，按仪器说明书调节气流，然后点燃等离子体。根据仪器说明书重新调 节仪器参数，包括输出功率、冷却气流量、辅助气流量、雾化气流量、样品提升速度、样品提升时间、冲洗时 间、数据采集模式、数据采集参数和重复次数等，使激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪的工作条件得到 最优化，并在测量前至少预热30min或直到仪器稳定。 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱分析采用时间分辨的数据采集模式。 8分析步骤 8.1依据仪器说明书建立分析程序。 8.2校准样品的测量 在所选定的工作条件下，依次将每个标准样品经激光剥蚀后，进人等离子体中。在基线稳定后，开始 样品采集。同时测量各待测元素和基体元素铁的质谱信号强度，以铁为内标校正仪器测量灵敏度漂移和 基体效应，以基线的强度信号为空白。每次打开剥蚀池更换样品后，应用载气冲洗足够长的时间，以驱尽 管路和系统中的空气。 8.3绘制校准曲线 标准样品中待测元素和空白的内标校正信号强度值之差为该待测元素的净信号强度。以待测元素 的含量为横坐标，以其净信号强度为纵坐标绘制校准曲线。校准曲线相关系数不小于0.99。 8.4试样的测量 测量高含量的标准样品后，用载气冲洗，直至待测元素的同位素质谱信号强度的空白值稳定且在较 低水平。先测量待测元素同位素质谱信号的空白值，再测量试样中各待测元素同位素的质谱信号。二者 内标校正信号强度值之差为试样中该待测元素的净信号强度。 9结果计算 试样中各待测元素的含量以质量分数WMe计，由其净信号强度通过校准曲线计算得到。 10精密度 本标准的精密度试验是在2011年由6个实验室对12个分析元素的5～9个水平进行测定，每个实 验室对每个水平的元素含量按照GB/T6379.1规定的重复性条件下测定2次。对各实验室报出的原始 数据（测定值）按照GB/T6379.2进行统计分析，精密度见表2。 表2精密度 元素 水平范围(质量分数)/% 重复性限r 再现性限R 硅 0.01~1.8 lgr=-0. 9518+0. 76651gm lgR=-0.8430+0.6797lgm 锰 0.1~2.0 lgr=-1.2525+0.4512lgm lgR=—1.0648+0.6371gm 磷 0.004~0.3 r=0.00019+0.1624m R=0.00079+0.2978m 铬 r=0.00385+0.04604m R=0.01135+0.05289m 0.03~2.0 镍 0.04~3.9 lgr=—1.2809+0.9807lgm lgR=-1.0829+0.8436lgm YB/T4308—2012 表2(续) 元素 水平范围(质量分数)/% 重复性限r 再现性限R 钼 0. 005~1.2 lgr=1.1000+0.77801gm lgR=—0.8718+0.8285lgm 铜 0.03~1.0 r=0.00204+0.06286m R0.00260+0.07217m 钒 0.02~0.6 lgr=-1.2175+0.8217lgm lgR=-1.0628+0.7161lgm 铝 0.003~~1.5 Igr-1.3830+0.6942lgm lgR=1.2466+0.5642lgm 砷 0.004~0.06 lgr-1.3322+0.6522lgm lgR=1.2421+0.6301lgm 锡 0.003~0.05 r=-1.2618+0.6900lgm R=0.6755+0.8952lgm 锑 0.001~0.04 r=0.000089+0.2170m R=0.00000092+0.36.79m 式中，m是两个测定值的平均值（质量分数）。 重复性限(r)、再现性限(R)按表2给出的方程求得。 在重复性条件下，获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于重复性限（r)，以大于重复性限(r)的 情况不超过5%为前提； 在再现性条件下，获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于再现性限(R)，以大于再现性限(R)的 情况不超过5%为前提。 11 试验报告 试验报告应包括以下内容： a) 所有辨别样品、实验室及分析数据所需的内容； b) 引用本标准所用