ГОСТ 24018.4-80. Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения висмута

Государственный комитет СССР по стандартам · № ГОСТ 24018.4-80Действующий акт

(введен Постановлением Госстандарта СССР от 28.02.1980 № 958)

(ред. от 11.12.1990)

Введен
Постановлением Госстандарта СССР

от 28 февраля 1980 г. № 958

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ ЖАРОПРОЧНЫЕ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА

Nickel-based fireresistant alloys. Methods for the determination of bismuth

ГОСТ 24018.4-80

Группа В39

ОКСТУ 0809
(код ОКСТУ введен Изменением № 1, введенным в действие Постановлением Госстандарта СССР от 20.12.1985 № 4653)

Срок действия

с 1 июля 1981 года
до 1 июля 1986 года

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения висмута (при массовых долях от 0,0005 до 0,010%) и непламенный атомно-абсорбционный метод определения висмута (при массовых долях от 0,0002 до 0,01%).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1 Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 24018.0-80.

А. Фотометрический метод определения висмута

Сущность метода

Метод основан на образовании в среде серной кислоты 1 моль/дм3 окрашенного в желтый цвет комплексного соединения висмута с йодистым калием состава K(BiI_{4}) . Висмут предварительно отделяют от основных компонентов сплава осаждением в виде сульфида тиоацетамидом в аммиачном растворе (рН 7,5) в присутствии винной кислоты в качестве комплексообразующего вещества.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

рН-метр.

Термометр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1 и 1:100.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, ГОСТ 11125-84 и разбавленная 1:1.

Смесь соляной и азотной кислот: к 150 см3 соляной кислоты добавляют 50 см3 азотной кислоты, перемешивают; и разбавленная 1:1, готовят непосредственно перед использованием.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, ГОСТ 14262-78.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, ГОСТ 24147-80 и разбавленный 1:200.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор с массовой концентрацией 50 г/см3 (г/дм3).

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75, раствор с массовой концентрацией 25 г/см3 (г/дм3).

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75, раствор с массовой концентрацией 0,1 г/см3 (г/дм3).

Тиоацетамид, водный раствор с массовой концентрацией 2 г/см3 (г/дм3).

Квасцы алюмокалиевые по ГОСТ 4329-77, раствор с массовой концентрацией 1 г/см3 (г/дм3).

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74, раствор с массовой концентрацией 10 г/см3 (г/дм3).

Тиомочевина по ГОСТ 6344-73, раствор с массовой концентрацией 2 г/см3 (г/дм3).

Универсальная индикаторная бумага, рН 1 — 10.

Никель марки Н0 по ГОСТ 849-70.

Никелевый порошок по ГОСТ 9722-79.

Медь марки М00бк по ГОСТ 859-78.

Медь азотнокислая, раствор с массовой концентрацией 1 г/см3 (г/дм3): 1 г металлической меди растворяют при нагревании в 15 — 20 см3 азотной кислоты (1:1). Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Абзац исключен с 1 июля 1991 года. - Изменение № 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 11.12.1990 № 3098.

Висмут марок Ви0; Ви00; Ви000; Ви0000 по ГОСТ 10928-75.

Стандартные растворы висмута.

Раствор А: 0,1 г висмута растворяют в 30 см3 азотной кислоты (1:1) при нагревании, охлаждают, приливают 10 см3 серной кислоты, выпаривают до начала выделения паров серной кислоты и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0001 г висмута.

Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 2 см3 серной кислоты, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,00001 г висмута.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Массу навески сплава: 1 г при массовой доле висмута от 0,0005 до 0,005%; 0,5 г при массовой доле висмута свыше 0,005 до 0,010% помещают в стакан (или колбу) вместимостью 250 — 300 см3, приливают 30 см3 смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. Раствор выпаривают до объема приблизительно 10 см3. Добавляют 30 см3 воды, 15 — 20 см3 раствора винной кислоты, 1 см3 раствора азотнокислой меди и нагревают в течение 5 мин. Раствор охлаждают, приливают 20 — 25 см3 раствора аммиака и снова нагревают в течение 5 — 8 мин. Устанавливают рН 7,5 раствором соляной кислоты (1:1), используя рН-метр. Разбавляют раствор водой до приблизительно 150 см3, нагревают до 85 — 90 °С, приливают 10 см3 раствора тиоацетамида и выдерживают 10 мин при этой же температуре. Вновь приливают 10 см3 раствора тиоацетамида и оставляют раствор с осадком на 2 ч при 40 — 50 °С и охлаждают. Осадок сульфидов отфильтровывают на два фильтра средней плотности (белая лента), промывают 7 — 8 раз холодной водой. Фильтрат отбрасывают. Осадок на фильтре растворяют 40 — 50 см3 (порциями по 10 см3) горячей смеси соляной и азотной кислот (1:1) и промывают фильтр 2 — 3 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, в котором проводилось осаждение.

К полученному раствору прибавляют 2 см3 серной кислоты, раствор выпаривают до начала выделения паров серной кислоты и охлаждают. Обмывают стенки стакана водой и вновь выпаривают до начала выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в 50 см3 воды, прибавляют 5 см3 раствора азотнокислого серебра, 10 см3 раствора надсернокислого аммония, нагревают в течение 3 — 5 мин, приливают 10 см3 раствора алюмокалиевых квасцов и раствор аммиака до слабого запаха. Содержимое стакана нагревают в течение 3 — 5 мин, осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности (белая лента) и промывают 3 — 4 раза горячим раствором аммиака (1:200). Фильтрат отбрасывают. Осадок растворяют в 30 см3 горячей смеси соляной и азотной кислот (1:1), собирая раствор в стакан, в котором проводилось осаждение. Затем приливают 2 см3 серной кислоты, выпаривают раствор до начала выделения паров серной кислоты и охлаждают. Обмывают стенки стакана водой, снова выпаривают раствор до начала выделения паров серной кислоты и охлаждают. Соли растворяют в 10 — 15 см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, разбавляют водой до 30 — 35 см3, приливают 10 см3 раствора йодистого калия и перемешивают. Раствор оставляют на 2 — 3 мин, добавляют 2,5 см3 раствора тиомочевины порциями в 2 — 3 приема для восстановления свободного йода, доливают до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при \lambda_{max} = 337 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 430 до 480 нм. В качестве раствора сравнения используют воду.

Содержание висмута находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

3.2 Построение градуировочного графика

В пять стаканов (или колб) вместимостью 250 — 300 см3 помещают по 0,5 г металлического никеля или никелевого порошка. В четыре стакана (или колбы) приливают последовательно 0,5; 1,0; 3,0; 5,0 см3 стандартного раствора Б висмута. Пятый стакан (или колба) служит для проведения контрольного опыта. Во все стаканы добавляют по 30 см3 смеси соляной и азотной кислот. Далее поступают, как указано в п. 3.1, из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им массам висмута строят градуировочный график.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Массовую долю висмута (Х) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{m \cdot 100}{m_{1}} ,

где m — масса висмута, найденная по градуировочному графику, г;

m_{1} — масса навески сплава, г.

4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать (при доверительной вероятности 0,95) допускаемых значений, указанных в табл. 2.

Б. Непламенный атомно-абсорбционный метод
определения висмута

Сущность метода

Метод основан на измерении поглощения излучения свободными атомами висмута при длине волны 223,1 нм или 306,8 нм, образующимися при введении анализируемого раствора в электротермический атомизатор. Висмут предварительно отделяют от основных компонентов сплава осаждением в виде сульфида тиоацетамидом в аммиачном растворе (рН 7,5) в присутствии винной кислоты в качестве комплексообразующего вещества и сульфида меди в качестве коллектора.

5. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
(раздел 5 введен Изменением № 2, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 11.12.1990 № 3098)

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с электротермическим атомизатором.

Лампа для определения висмута.

Аргон высокой чистоты по ГОСТ 10157-79 или смесь аргона с 5% водорода.

рН-метр.

Термометр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, по ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, ГОСТ 11125-84 и разбавленная 1:1.

Смесь соляной и азотной кислот: к 150 см3 соляной кислоты добавляют 50 см3 азотной кислоты, перемешивают; и разбавленная 1:1. Смесь кислот готовят непосредственно перед использованием.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор 500 г/дм3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Тиоацетамид, раствор 20 г/дм3.

Медь марки М00 бк по ГОСТ 859-78.

Медь азотнокислая, раствор 0,01 г/см3 1 г металлической меди растворяют при нагревании в 15 — 20 см3 азотной кислоты (1:1).

Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Никель марки Н0 по ГОСТ 849-70.

Никелевый порошок по ГОСТ 9722-79.

Висмут марок Ви0, Ви00, Ви000, Ви0000 по ГОСТ 10928-75.

Стандартные растворы висмута:

Раствор А: 0,1 г висмута растворяют в 30 см3 азотной кислоты при нагревании, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0001 г висмута.

Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3 азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,00001 г висмута.

Раствор В: 10 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3 азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор готовят непосредственно перед использованием.

1 см3 стандартного раствора В содержит 0,000001 г висмута.

6. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
(раздел 6 введен Изменением № 2, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 11.12.1990 № 3098)

6.1. Навеску сплава массой (табл. 1) помещают в стакан или колбу вместимостью 250 — 300 см3, приливают 20 — 30 см3 смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовым стеклом и растворяют навеску при нагревании.

Таблица 1

Массовая доля висмута, %	Масса навески, г
От 0,0002 до 0,002 включ. Св. 0,002 « 0,005 » « 0,005 » 0,01 «»	0,5 0,2 0,1

Раствор выпаривают до объема приблизительно 10 см3. Добавляют 30 см3 воды, 15 — 20 см3 раствора винной кислоты, 1 см3 раствора азотнокислой меди и нагревают в течение 10 мин.

Раствор охлаждают, добавляют 20 — 25 см3 аммиака и снова нагревают в течение 5 — 8 мин. Устанавливают рН 7,5 раствором соляной кислоты (1:1), используя рН-метр. Раствор разбавляют водой до объема приблизительно 150 см3, нагревают до 85 — 90 °С, приливают 10 см3 раствора тиоацетамида, выдерживают 10 мин при этой же температуре. Вновь приливают 10 см3 раствора тиоацетамида, оставляют раствор с осадком на 2 ч при 40 — 50 °С и охлаждают.

Осадок сульфидов отфильтровывают на два фильтра средней плотности (белая лента), промывают 7 — 8 раз холодной водой. Фильтрат отбрасывают. Осадок на фильтре растворяют в 40 — 50 см3 (порциями по 10 см3) горячей смеси соляной и азотной кислот, разбавленной (1:1) и промывают фильтр 2 — 3 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан (или колбу), где производилось осаждение. Раствор выпаривают досуха, соли растворяют в 5 см3 азотной кислоты и снова выпаривают досуха. Соли растворяют в 10 см3 раствора азотной кислоты (1:1) при нагревании, накрывая стакан или колбу стеклом, охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают водой до метки, перемешивают.

Отбирают микропипеткой аликвотную часть раствора, равную 20 мкдм3, вводят в электротермический атомизатор и фиксируют величину поглощения излучения с помощью регистрирующего устройства. Для измерения отбирают не менее трех аликвотных частей раствора.

Массу висмута находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

6.2 Подготовка прибора к измерению

Включение прибора, настройку спектрофотометра на резонансное излучение, регулировку блока управления, блока атомизации проводят согласно инструкции, прилагаемой к прибору.

Условия определения висмута:

Аналитическая линия ( \lambda ) — 223,1 нм, — 306,8 нм.

Спектральная ширина щели — 0,2 нм.

Время высушивания при 100 °С — 10 с.

Время разложения при 560 °С — 15 с.

Время атомизации при 1930 °С — 10 с.

Определение висмута проводят в полном потоке инертного газа с отключением его на стадии атомизации.

6.3 Построение градуировочного графика

В семь стаканов (или колб) вместимостью 250 — 300 см3 помещают навески металлического никеля или никелевого порошка в соответствии с табл. 1.

В шесть стаканов (или колб) приливают последовательно 1, 2, 4, 6, 8, 10 см3 стандартного раствора В висмута. Седьмой стакан (или колба) служит для проведения контрольного опыта.

Во все стаканы приливают по 20 — 30 см3 смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании. Растворы выпаривают до объема приблизительно 10 см3, добавляют по 30 см3 воды, по 20 см3 раствора винной кислоты и нагревают в течение 10 мин. Далее поступают, как указано в пп. 5.3.1 и 5.3.2.

Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам висмута строят градуировочный график.

7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
(раздел 7 введен Изменением № 2, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 11.12.1990 № 3098)

7.1 Массовую долю висмута (Х) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{m \cdot 100}{m_{1}} ,

где m — масса висмута, найденная по градуировочному графику, г;

m_{1} — масса навески сплава, г.

7.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать (при доверительной вероятности 0,95) допускаемых значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля висмута, %	Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,0002 до 0,0005 включ. Св. 0,0005 « 0,001 » « 0,001 » 0,002 « » 0,002 « 0,005 » « 0,005 » 0,01 «»	0,0002 0,0005 0,001 0,002 0,003