zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2025-91-3-16-26zldm-2422Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISРазработка комплекта стандартных образцов для спектрального анализа анизотропной электротехнической сталиDevelopment of a set of reference materials for spectral analysis of anisotropic electrical steelНосиковаЕ. В.NosikovaE. V.

Екатерина Викторовна Носикова

398040, Липецк, пл. Металлургов, д. 2

Ekaterina V. Nosikova

2, pl. Metallurgov, Lipetsk, 398040

tchesnokowak@yandex.ruЯкубенкоЕ. В.YakubenkoE. V.

Елена Всеволодовна Якубенко

398040, Липецк, пл. Металлургов, д. 2

Elena V. Yakubenko

2, pl. Metallurgov, Lipetsk, 398040

ЛепилинаМ. Ю.LepilinaM. Yu.

Мария Юрьевна Лепилина

398040, Липецк, пл. Металлургов, д. 2

Maria Yu. Lepilina

2, pl. Metallurgov, Lipetsk, 398040

МихайловА. М.MikhailovA. M.

Александр Михайлович Михайлов

108820, Москва, п. завода Мосрентген, а/я 1829

Alexander M. Mikhailov

P.O. Box 1829, Mosrentgen, Moscow, 108820

ЕрмолаеваТ. Н.ErmolaevaT. N.

Татьяна Николаевна Ермолаева

398600, Липецк, Московская ул., стр. 30

Tatyana N. Ermolaeva

30, Moskovskaya ul., Lipetsk, 398600

etn@stu.lipetsk.ruБарановскаяВ. Б.BaranovskayaV. B.

Василиса Борисовна Барановская

119991, Москва, Ленинский просп., д. 31

Vasilisa B. Baranovskaya

31, Leninsky prosp., Moscow, 119991

ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат»РоссияNovolipetsk Metallurgical Plant (PJSC NLMK)Russian FederationООО Научно-технический центр «Технологии Специальной Металлургии»РоссияScientific and Technical Center «Technologies of Special Metallurgy»Russian FederationЛипецкий государственный технический университетРоссияLipetsk State Technical UniversityRussian FederationИнститут общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН)РоссияN.S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2025200320259131626Copyright © Носикова Е.В., Якубенко Е.В., Лепилина М.Ю., Михайлов А.М., Ермолаева Т.Н., Барановская В.Б., 20252025Носикова Е.В., Якубенко Е.В., Лепилина М.Ю., Михайлов А.М., Ермолаева Т.Н., Барановская В.Б.Nosikova E.V., Yakubenko E.V., Lepilina M.Y., Mikhailov A.M., Ermolaeva T.N., Baranovskaya V.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/2422

Разработан комплект из 10 твердых стандартных образцов (СО) электротехнической стали с широким перечнем аттестованных легирующих и примесных компонентов (B, C, N, Al общий, Al кислоторастворимый, Si, P, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Nb, Mo и Sn), позволяющий контролировать точность определения элементов спектральными методами. Подтверждены однородность и стабильность химического состава комплекта, установлены значения погрешности аттестованных содержаний нормируемых элементов. С использованием разработанного комплекта построены линейные градуировочные зависимости для определения всех нормируемых элементов методами искровой атомно-эмиссионной спектрометрии (ИАЭС) (R2 = 0,9817 – 0,9998) и рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) (R2 = 0,8141 – 0,9999) с пределами обнаружения 0,1 – 170 и 0,8 – 18 ppm соответственно. С применением статистического критерия Уилкоксона показана возможность совместного использования разработанного и чешского комплектов СО SPL SST-1A – SST-4A для определения элементов методами ИАЭС и РФА. Разработанный комплект применяется в лабораториях металлургического предприятия.

A set of solid reference materials of electrical steel with a wide list of standardized impurity and alloying components has been developed for determination of B, C, N, Al total, Al acid-soluble, Si, P, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Nb, Mo, and Sn. The RM set allows monitoring the accuracy of determination of elements by spectral methods. The consistency and stability of the chemical composition of the set were confirmed, and the error values of the certified elements were evaluated. Using this RM set the linear calibration graphs for determination of all the elements by spark atomic emission spectrometry (SAES) (R2 = 0.9817 – 0.9998) and X-ray fluorescence spectrometry (XRF) (R2 = 0.8141 – 0.9999) with detection limits of 0.1 – 170 and 0.8 – 18 ppm correspondingly were plotted. Using the Wilcoxon statistical criterion, the possibility of joint use of the developed and Czech SPL SST-1A – SST-4A sets for the determination of components by SAES and XRF was demonstrated. The developed kit is used in the laboratories of a metallurgical enterprise.

электротехническая сталькомплект твердых стандартных образцовискровая атомно-эмиссионная спектрометриярентгенофлуоресцентный анализградуировочный графиксличение комплектов стандартных образцовelectrical steela set of solid reference materialsspark atomic emission spectrometryX-ray fluorescence spectrometrycalibration curvescomparison of sets of reference materialsReferencesЛобанов М. Л., Редикульцев А. А., Зорина М. А. Металлофизика материалов для электромашиностроения: уч. пособие. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019. — 144 с.Lobanov M. L., Redikultsev A. A., Zorina M. A. Metallophysics of materials for electrical engineering: study guide. — Yekaterinburg: Ural University Publishing, 2019. — 144 p. [in Russian].Синельников В. А. Выплавка низкоуглеродистой электротехнической стали. — М.: Металлургия, 1991. — 143 с.Sinelnikov V. A. Smelting of low-carbon electrotechnical steel. — Moscow: Metallurgiya, 1991. — 143 p. [in Russian].Якубенко Е. В., Войткова З. А., Ермолаева Т. Н. Изучение особенностей градуировки по растворам в многоэлементном анализе конструкционных сталей методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связной плазмой и электроразрядным пробоотбором / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 10. С. 7 – 12.Yakubenko E. V., Voitkova Z. A., Ermolaeva T. N. Studying the features of solution calibration in the multi-element analysis of structural steels by atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma and electric discharge sampling / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2014. Vol. 80. No. 10. P. 7 – 12 [in Russian].Ходаковская И. В., Попкова Г. Н., Базьянова В. В. Сравнение методов аттестации микропримесей олова, сурьмы и свинца в стандартных образцах сталей / Стандартные образцы. 2016. № 3. С. 32 – 37. DOI: 10.20915/2077-1177-2016-0-3-32-37Khodakovskaya I. V., Popkova G. N., Bazianova V. V. Comparison of methods for certification of stannic, stibium and lead traces in reference materials for steel / Standart. Obr. 2016. No. 3. P. 32 – 37 [in Russian]. DOI: 10.20915/2077-1177-2016-0-3-32-37Пупышев А. А., Данилова Д. А. Использование атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой для анализа материалов и продуктов черной металлургии / Аналитика и контроль. 2007. Т. 11. № 2 – 3. С. 131 – 181.Pupyshev A. A., Danilova D. A. Use of atomic emission spectroscopy with inductively coupled plasma for the analysis of materials and products of ferrous metallurgy / Analyt. Kontrol’. 2007. Vol. 11. Nos. 2 – 3. P. 131 – 181 [in Russian].Попкова Г. Н., Базьянова В. В., Шахова Ю. Н. Определение алюминия в стали методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 1. Ч. 2. С. 49 – 53. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-49-53Popkova G. N., Bazyanova V. V., Shakhova Yu. N. Determination of aluminum in steel by atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2018. Vol. 84. No. 1(2). P. 49 – 53 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-49-53Игнатенко Т. И., Третьякова М. В., Лащенова Е. А., Трофимова А. Г. Разработка комплекта стандартных образцов ИСО УГ141 – ИСО УГ146 для градуировки эмиссионных и рентгеновских спектрометров / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 2. Ч. II. С. 53 – 56. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-2-II-53-56Ignatenko T. I., Tretyakova M. V., Laschenova E. A., Trofimova A. G. Development of a set of steel sertified reference materials ISO UG141 – ISO UG146 for calibration of spectrometers / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2023. Vol. 89. No. 2. Part II. P. 53 – 56 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-2-II-53-56Третьякова М. В., Игнатенко Т. И., Трофимова А. Г. Разработка новых комплектов стандартных образцов сталей для спектрального анализа / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 1. Ч. II. С. 33 – 37. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-33-37Tretiakova M. V., Ignatenko T. I., Lashchenova E. A., Trofimova A. G. Elaboration of the new sets of certified reference materials of steels for spectrometry / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2018. Vol. 84. No. 1. Part II. P. 33 – 37 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-33-37Котляревская Э. Н., Комина И. Г., Лащенова Е. А. Исследование точности спектрального определения алюминия и никеля в стали по результатам МСИ / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 1. Ч. II. С. 28 – 32. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-28-32Kotlyarevskaya E. N., Comina I. G., Lashchenova E. A. Study of the accuracy of spectral analysis in determination of aluminum and nickel in steel by the results of inter-laboratory comparative tests / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2018. Vol. 84. No. 1. Part II. P. 28 – 32 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-28-32ГОСТ ISO Guide 33–2019. Стандартные образцы. Надлежащая практика применения стандартных образцов. — М.: Стандартинформ, 2019. — 30 с.GOST ISO Guide 33–2019. Reference Materials. Good practice of using reference materials. — Moscow: Standartinform, 2019. — 30 p. [in Russian].Акланд М. И., Поносов В. И. Стандартные образцы и их применение / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 1. Ч. 2. С. 6 – 13. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-06-13Akland M. I., Ponosov V. I. Reference materials and their use / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2018. Vol. 84. No. 1. Part II. P. 6 – 13 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-06-13Степановских В. В. Институт стандартных образцов — разработчик и изготовитель стандартных образцов сырья и материалов металлургического производства / Стандартные образцы. 2015. № 3. С. 3 – 9.Stepanovskikh V. V. Reference materials institute developer and producer of reference materials of raw and metallurgical production materials / Standart. Obr. 2015. No. 3. P. 3 – 9 [in Russian].Луценко А. Н., Летов А. Ф., Карацевцев Ф. Н. Проблемные вопросы разработки стандартных образцов состава и свойств материалов авиационного назначения / Стандартные образцы. 2016. № 4. С. 31 – 41. DOI: 10.20915/2077-1177-2016-0-4-31-41Lutsenko A. N., Letov A. F., Karachevtsev F. N. Problematic issues of the development of reference materials of composition and properties for aircraft industry / Standart. Obr. 2016. No. 4. P. 31 – 41 [in Russian]. DOI: 10.20915/2077-1177-2016-0-4-31-41Карачевцев Ф. Н., Ерошкин С. Г., Горбовец М. А. Развитие производства стандартных образцов состава сплавов в НИЦ «Курчатовский институт» — ВИАМ / Труды ВИАМ. 2022. № 10(116). С. 140 – 148. DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-10-140-148Karachevtsev F. N., Eroshkin S. G., Gorbovets M. A. Development of the production of standard samples of the composition of alloys at the National Research Center «Kurchatov Institute» — VIAM / Tr. VIAM. 2022. No. 10(116). P. 140 – 148 [in Russian]. DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-10-140-148Карачевцев Ф. Н., Летов А. Ф., Проценко О. М., Якимова М. С. Разработка стандартных образцов состава авиационных сплавов / Стандартные образцы. 2013. № 4. С. 30 – 34.Karachevtsev F. N., Letov A. F., Protsenko O. M., Yakimova M. S. Development of reference materials of the composition of aviation alloys / Standart. Obr. 2013. No. 4. P. 30 – 34 [in Russian].Ерошкин С. Г., Дынин Н. В. Разработка стандартных образцов состава сплавов алюминиевых типа Д1, Д16 / Труды ВИАМ. 2018. № 2(62). С. 30 – 37. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-2-4-4Eroshkin S. G., Dynin N. V. Experience in the development and production of reference materials of composition of aluminum alloy D1, D16 / Tr. VIAM. 2018. No. 2(62). P. 30 – 37 [in Russian]. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-2-4-4Карачевцев Ф. Н., Ерошкин С. Г., Мосолов А. Н. Стандартный образец для спектрального анализа сплава алюминиевого ВСДП-16 / Эталоны. Стандартные образцы. 2022. Т. 18. № 1. С. 39 – 50. DOI: 10.20915/2077-1177-2022-18-1-39-50Karachevtsev F. N., Eroshkin S. G., Mosolov A. N. Reference material for the spectral analysis of the VSDP-16 aluminum alloy / Étalony. Standart. Obr. 2022. Vol. 18. No. 1. P. 39 – 50 [in Russian]. DOI: 10.20915/2077-1177-2022-18-1-39-50Карачевцев Ф. Н., Ерошкин С. Г., Трофимов Н. В. и др. Разработка стандартных образцов состава магниевого сплава МЛ19 / Труды ВИАМ. 2022. № 1(107). С. 26 – 34. DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-1-26-34Karachevtsev F. N., Eroshkin S. G., Trofimov N. V., et al. Development of standard samples of magnesium alloy ML19 / Tr. VIAM. 2022. No. 1(107). P. 26 – 34 [in Russian]. DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-1-26-34Карачевцев Ф. Н., Ерошкин С. Г., Мостяев И. В. и др. Разработка стандартных образцов состава магниевых сплавов марок ВМЛ20 и ВМД16 / Труды ВИАМ. 2021. № 5(99). С. 39 – 47. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-5-39-47Karachevtsev F. N., Eroshkin S. G., Mostyaev I. V., et al. Development of standard samples of magnesium alloys VML20 and VMD16 / Tr. VIAM. 2021. No. 5(99). P. 39 – 47 [in Russian]. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-5-39-47Карачевцев Ф. Н. Разработка стандартных образцов жаропрочных никелевых сплавов для определения вредных примесей и редкоземельных элементов спектральными методами / Стандартные образцы. 2015. № 4. С. 46 – 55. DOI: 10.20915/2077-1177-2015-0-4-46-55Karachevtsev F. N. Development of certified reference materials of heat resisting nickel alloys for determination of detrimental impurities and rare earth elements by spectral methods / Standart. Obr. 2015. No. 4. P. 46 – 55 [in Russian]. DOI: 10.20915/2077-1177-2015-0-4-46-55Карачевцев Ф. Н., Титов В. И. Разработка стандартных образцов состава жаростойких сплавов на основе никеля для спектрального анализа катодов, используемых для ионно-плазменных покрытий рабочих и сопловых лопаток ГТД / Труды ВИАМ. 2021. № 5(99). С. 14 – 22. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-5-14-22Karachevtsev F. N., Titov V. I. Development of standard samples of the composition of heat-resistant nickel-based alloys for spectral analysis of cathodes used for ion-plasma coatings of GTE working and nozzle blades / Tr. VIAM. 2021. No. 5(99). P. 14 – 22 [in Russian]. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-5-14-22Сприкут Р. В., Мазничевский А. Н. Изготовление специальных сталей для стандартных образцов в условиях ООО «ЛАСМЕТ» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 2. Ч. II. С. 39 – 42. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-2-II-39-42Sprikut R. V., Maznichevsky A. N. Production of the steels of special duty at the «LASMET» Ltd. for developing reference samples / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2023. Vol. 89. No. 2. Part II. P. 39 – 42 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-2-II-39-42Логунов А. В., Михайлов М. А., Михайлов А. М. Обеспечение высокого качества литых заготовок современных сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов. — М., 2022. — 179 с.Logunov A. V., Mikhailov M. A., Mikhailov A. M. Ensuring high quality of cast blanks of modern complex alloyed heat-resistant nickel alloys. — Moscow, 2022. — 179 p. [in Russian].Третьякова М. В., Лащенова Е. А. Исследование материала нового комплекта стандартных образцов ИСО ЧГ50 – ИСО ЧГ55 для спектрального анализа чугунов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 1. Ч. II. С. 38 – 41. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-38-41Tretyakova M. V., Laschenova E. A. Study of the new set of certified reference materials ICRM ChG50 – ICRM ChG55 for spectral analysis of alloyed cast irons / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2018. Vol. 84. No. 1. Part II. P. 38 – 41 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-1(II)-38-41Третьякова М. В., Лащенова Е. А., Кочергина Е. В. Расширение и оптимизация номенклатуры стандартных образцов для спектрального анализа чугуна / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 2. Ч. II. С. 49 – 52. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-2-II-49-52Tretyakova M. V., Laschenova E. A., Kochergina E. V. Expansion and optimization of the nomenclature of certified reference materials for spectral analysis of cast irons / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2023. Vol. 89. No. 2. Part II. P. 49 – 52 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-2-II-49-52Карачевцев Ф. Н., Летов А. Ф., Проценко О. М., Якимова М. С. Разработка стандартных образцов состава авиационных сплавов / Стандартные образцы. 2013. № 4. С. 30 – 34.Karachevtsev F. N., Letov A. F., Protsenko O. M., Yakimova M. S. Development of standard samples of the composition of aviation alloys / Standart. Obr. 2013. No. 4. P. 30 – 34 [in Russian].СТО 05757665-FL-0072–2020. Система менеджмента качества. Оценка деятельности. Мониторинг, измерение, анализ и оценка ISO 9001:2015 (9.1.3). Разработка и аттестация стандартных образцов предприятия состава веществ и материалов. — Липецк: ПАО «НЛМК», 2020. — 61 с.STO 05757665-FL-0072–2020. The standard of the organization. The quality management system. Evaluation of the activity. Monitoring, measurement, analysis and evaluation of ISO 9001:2015 (9.1.3). Development and certification of reference materials of the company’s composition of substances and materials. — Lipetsk: PJSC «NLMK», 2020. — 61 p. [in Russian].Щербаков Э. Д., Лапин В. П. Влияние деформационного старения на свойства различных изделий из стали / Литье и металлургия. 2010. № 3(57). С. 216 – 221.Shcherbakov E. D., Lapin V. P. The effect of deformation aging on the properties of various steel products / Lit’e Metallurg. 2010. No. 3(57). P. 216 – 221 [in Russian].РМГ 56–2002 ГСИ. Комплекты стандартных образцов состава веществ и материалов. Методика взаимного сличения. — М.: Изд-во стандартов, 2004. — 10 с.RMG 56–2002. State system for ensuring the uniformity of measurements. Sets of reference materials of composition of substances and materials. Mutual comparison procedure. — Moscow: Izd. standartov, 2004. — 10 p. [in Russian].Дворецков Р. М., Славин А. В., Карачевцев Ф. Н., Загвоздкина Т. Н. Сличение комплектов стандартных образцов никелевых сплавов ВЖ172 и ВЖЛ21 с помощью метода АЭС-ИСП / Труды ВИАМ. 2021. № 11(105). С. 120 – 132. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-11-120-132Dvoretskov R. M., Slavin A. V., Karachevtsev F. N., Zagvozdkina T. N. Comparisons of the nickel alloys VZh172 and VZhL21 reference materials kits using the AES ICP method / Tr. VIAM. 2021. No. 11(105). P. 120 – 132 [in Russian]. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-11-120-132Налобин Д. П., Осинцева Е. В. Способы сличения стандартных образцов состава веществ и материалов / Стандартные образцы. 2006. № 1(3). С. 36 – 44.Nalobin D. P., Osintseva E. V. Methods of comparing reference materials of the composition of substances and materials / Standart. Obr. 2006. No. 1(3). P. 36 – 44 [in Russian].Осинцева Е. В. Сличения стандартных образцов: планирование и обработка результатов / Стандартные образцы. 2016. № 4. С. 3 – 14. DOI: 10.20915/2077-1177-2016-0-4-3-14Osintseva E. V. Reference material comparisons: design of experiment and processing of measurement results / Standart. Obr. 2016. No. 4. P. 3 – 14 [in Russian]. DOI: 10.20915/2077-1177-2016-0-4-3-14Степановских В. В., Гузеев Л. И. Сличение отечественных и зарубежных стандартных образцов на приборе SA-2000 / Аналитика и контроль. 2000. Т. 4. № 3. С. 293 – 297.Stepanovskikh V. V., Guzeev L. I. Comparison of domestic and foreign standard samples on the SA-2000 device / Analyt. Kontrol’. 2000. Vol. 4. No. 3. P. 293 – 297 [in Russian].МИ 3257–2009 ГСИ. Стандартные образцы материалов (веществ). Методика взаимного сличения. — Екатеринбург: УНИИМ, 2009. — 36 с.MI 3257–2009 GSI. Standard samples of materials (substances). The method of mutual comparison. — Yekaterinburg: UNIIM, 2009. — 36 p. [in Russian].Кендалл М. Дж., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. — М.: Наука, 1973. — 899 с.Kendall M. G., Stuart A. The advanced theory of statistics. Vol. 2. Inference and relationship. — Moscow: Nauka, 1973. — 899 p. [Russian translation].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.