ГОСТ 19863.5-91. Сплавы титановые. Методы определения железа
(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 05.05.1991 № 625)
от 5 мая 1991 г. № 625
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Titanium alloys. Methods for the determination of iron
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. Разработан и внесен Министерством авиационной промышленности СССР.
Разработчики: В.Г. Давыдов, д-р техн. наук; В.А. Мошкин, канд. техн. наук; Г.И. Фридман, канд. техн. наук; Л.А. Тенякова; М.Н. Горлова, канд. хим. наук; Л.В. Антоненко; О.Л. Скорская, канд. хим. наук.
2. Утвержден введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.05.1991 № 625.
4. Периодичность проверки — 5 лет.
5. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
|---|---|
| ГОСТ 199-78 | 2.2 |
| ГОСТ 3118-77 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 4204-77 | 2.2 |
| ГОСТ 4461-77 | 3.2 |
| ГОСТ 5456-79 | 2.2 |
| ГОСТ 5457-75 | 3.2 |
| ГОСТ 5817-77 | 2.2 |
| ГОСТ 9656-75 | 3.2 |
| ГОСТ 13610-79 | 3.2 |
| ГОСТ 17746-79 | 3.2 |
| ГОСТ 10484-78 | 3.2 |
| ГОСТ 25086-87 | 1.1 |
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле от 0,01 до 2,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,01 до 5,0%) методы определения железа.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.
1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в серной кислоте, восстановлении трехвалентного железа до двухвалентного гидрохлоридом гидроксиламина, образовании оранжевого комплекса двухвалентного железа с 1,10-фенантролином при рН 5 и измерении оптической плотности раствора при длине волны 510 нм.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота серная по ГОСТ 4202 плотностью 1,84 г/см3 и раствор 1:3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см3 и раствор 1:1.
Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм3.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.
Смесь реактивов: в коническую колбу вместимостью 1 дм3 помещают 1,25 г 1,10-фенантролина, приливают 500 см3 воды и нагревают до растворения. К раствору добавляют 40 г винной кислоты, 500 г уксуснокислого натрия, доливают водой до 1 дм3 и перемешивают. Раствор пригоден для применения в течение 3 недель.
Железо реактивное (восстановленное).
Раствор А: 0,1 г железа помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 80 см3 раствора соляной кислоты, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, ополаскивают часовое стекло водой в стакан, в котором проводили растворение, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,0001 г железа.
Раствор Б: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 5 см3 раствора соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят перед употреблением.
1 см3 раствора Б содержит 0,00001 г железа.
2.3. Подготовка к анализу
Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.
2.4. Проведение анализа
2.4.1. Навеску пробы массой 0,2 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 30 см3 раствора серной кислоты, накрывают колбу часовым стеклом или воронкой и нагревают до растворения пробы, поддерживая первоначальный объем водой.
В раствор приливают по каплям раствор гидрохлорида гидроксиламина до исчезновения фиолетовой окраски и в избыток пять капель, кипятят 1 — 2 мин, охлаждают до комнатной температуры, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
2.4.2. Аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 1 переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают воду до 60 см3, 5 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, 20 см3 смеси реактивов, через 10 мин доливают водой до метки и перемешивают.
| Массовая доля железа, % | Объем аликвотной части раствора, см3 |
|---|---|
| От 0,01 до 0,1 включ. Св. 0,1 « 0,5 » « 0,5 » 1,0 « » 1,0 « 2,0 » | 25 5 2 1 |
2.4.3. Оптическую плотность раствора измеряют через 30 мин при длине волны 510 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 30 мм.
Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, который готовят по пп. 2.4.1 и 2.4.2 со всеми используемыми в анализе реактивами.
При анализе сплавов, содержащих хром, никель и ванадий, раствором сравнения служит компенсирующий раствор: аликвотную часть раствора пробы согласно табл. 1 переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
В этом случае оптическую плотность раствора контрольного опыта измеряют по отношению к воде и вычитают из оптической плотности растворов пробы.
Массовую долю железа рассчитывают по градуировочному графику.
2.4.4 Построение градуировочного графика
В десять из одиннадцати мерных колб вместимостью по 100 см3 отмеряют 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,000005; 0,00001; 0,000015; 0,00002; 0,000025; 0,00003; 0,000035; 0,000035, 0,00004; 0,000045; 0,00005 г железа, во все колбы приливают по 5 см3 раствора контрольного опыта и далее продолжают по пп. 2.4.2 и 2.4.3. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий железа.
По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам железа строят градуировочный график.
2.5. Обработка результатов
2.5.1 Массовую долю железа (X) в процентах вычисляют по формуле
где m — масса железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
m_{1} — масса пробы в аликвотной части раствора, г.
2.5.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
| Массовая доля железа, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,010 до 0,030 включ. Св. 0,030 « 0,100 » « 0,10 » 0,30 « » 0,30 « 0,50 » « 0,50 » 1,00 « » 1,00 « 2,00 » | 0,004 0,006 О,02 0,03 0,05 0,08 | 0,006 0,010 0,03 0,04 0,06 0,10 |
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
3.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористо-водородной кислотах и измерении атомной абсорбции железа при длине волны 248,3 нм в пламени ацетилен-воздух.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для железа.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см3, растворы 2:1 и 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 — 1,40 г/см3.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота борофтористоводородная: к 280 см3 фтористоводородной кислоты при температуре (10 +/- 2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Титан губчатый по ГОСТ 17746 марки ТГ-100.
Раствор А, 20 г/дм3: 4 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 160 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 8 см3 борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют 2 см3 азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Раствор Б, 10 г/дм3: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 80 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 4 см3 борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании.
После растворения навески добавляют двадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Железо карбонильное по ГОСТ 13610.
Раствор А: 1 г чистого карбонильного железа растворяют в 50 см3 раствора соляной кислоты 1:1, добавляют несколько капель азотной кислоты, кипятят раствор в течение 1 — 2 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,001 г железа.
Раствор Б: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г железа.
3.3 Подготовка к анализу — по п. 2.3.
3.4. Проведение анализа
3.4.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл. 3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, добавляют 20 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 1 см3 борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании.
| Массовая доля железа, % | Масса навески пробы, см3 | Вместимость мерной колбы, см3 | Объем добавляемого раствора соляной кислоты 1:1, см3 |
|---|---|---|---|
| От 0,01 до 0,10 включ. Св. 0,10 « 1,0 » « 1,0 » 5,0 «» | 0,5 0,25 0,25 | 100 250 250 | 2 5 - |
После растворения пробы добавляют 5 — 10 капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью согласно табл. 3, добавляют раствор соляной кислоты 1:1 (см. табл. 3), доливают водой до метки и перемешивают.
3.4.2. При массовой доле железа свыше 1,0 до 5,0% отбирают аликвотную часть раствора 20 см3, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают.
3.4.3. Раствор контрольного опыта готовят по пп. 3.4.1 и 3.4.2.
3.4.4 Построение градуировочного графика
3.4.4.1 При массовой доле железа от 0,01 до 0,1%
В шесть мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 25 см3 раствора титана А, в пять из них отмеряют 0,5; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 см3 стандартного раствора железа Б, что соответствует 0,00005; 0,00015; 0,0003; 0,00045; 0,0006 г железа.
3.4.4.2 При массовой доле железа свыше 0,1 до 1,0%
В шесть мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 10 см3 раствора титана Б, в пять из них отмеряют 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см3 стандартного раствора железа Б, что соответствует 0,0001; 0,00025; 0,0005; 0,00075; 0,001 г железа.
3.4.4.3 При массовой доле железа свыше 1,0 до 5,0%
В шесть мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 2 см3 раствора титана Б, в пять из них отмеряют 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 стандартного раствора железа Б, что соответствует 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
3.4.4.4. К растворам в колбах, приготовленным по пп. 3.4.4.1, 3.4.4.2, 3.4.4.3, добавляют по 2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают.
3.4.5. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-воздух (окислительное) и измеряют атомную абсорбцию железа при длине волны 248,3 нм.
По полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массовым концентрациям железа строят градуировочный график в координатах «Значение атомного поглощения — Массовая концентрация железа, г/см3».
Массовую концентрацию железа в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
3.5. Обработка результатов
3.5.1 Массовую долю железа ( X_{1} ) в процентах вычисляют по формуле
где C_{1} — массовая концентрация железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;
C_{2} — массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V — объем раствора пробы, см3;
m — масса навески в растворе пробы или в соответствующей аликвотной части раствора пробы, г.
3.5.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 4.
| Массовая доля железа, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,010 до 0,025 включ. Св. 0,025 « 0,050 » « 0,050 » 0,100 « » 0,100 « 0,250 » « 0,250 » 0,500 « » 0,50 « 1,00 » « 1,00 » 2,50 « » 2,50 « 5,00 » | 0,003 0,005 0,010 0,015 0,025 0,05 0,10 0,15 | 0,005 0,007 0,015 0,020 0,030 0,07 0,15 0,20 |