ГОСТ 28817-90 (СТ СЭВ 6747-89, ИСО 4503-78, ИСО 4883-78). Государственный стандарт Союза ССР. Сплавы твердые спеченные. Рентгенофлуоресцентный метод определения металлов
(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 27.12.1990 № 3363)
Примечание
С 01.07.2003 до вступления в силу технических регламентов акты федеральных органов исполнительной власти в сфере технического регулирования носят рекомендательный характер и подлежат обязательному исполнению только в части, соответствующей целям, указанным в п. 1 ст. 46 Федерального закона от 27.12.2002 г. № 184-ФЗ. Документ введен в действие с 01.07.1991.
СПЛАВЫ ТВЕРДЫЕ СПЕЧЕННЫЕ. РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
Sintered hardmetals. Determination of metallic elements by X-ray fluorescence
ГОСТ 28817-90 (СТ СЭВ 6747-89, ИСО 4503-78, ИСО 4883-78)
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 27.12.1990 № 3363.
3. Приложения 1 и 2 настоящего стандарта подготовлены методом прямого применения международных стандартов ИСО 4503-78 «Твердые сплавы. Определение содержания металлических элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод плавления» и ИСО 4883-78 «Твердые сплавы. Определение металлических элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод растворения». Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 6747-89, кроме Приложений 1 и 2.
5. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер раздела |
|---|---|
| ГОСТ 4461-77 | 2 |
| ГОСТ 5817-77 | 2 |
| ГОСТ 10484-78 | 2 |
| ГОСТ 18300-87 | 2 |
Настоящий стандарт устанавливает рентгенофлуоресцентный метод определения титана, тантала, кобальта, ниобия, вольфрама и железа в сложных карбидах, твердосплавных карбидных смесях и предварительно спеченных твердых сплавах (далее твердые сплавы) при массовой доле: титана от 1,0 до 40,0%, кобальта от 1,0 до 60,0%, тантала от 0,1 до 35,0%, железа от 0,01 до 3,0%, ниобия от 0,05 до 15,0%, вольфрама от 45,0 до 95,0%.
Метод основан на возбуждении характеристического вторичного рентгеновского излучения определяемого компонента и регистрации этого излучения спектрометрической аппаратурой.
Допускается проводить анализ по международным стандартам ИСО 4503 и ИСО 4883, приведенным в Приложениях 1 и 2.
При разногласиях анализ проводится по стандарту.
1. АППАРАТУРА
1.1 Оборудование лабораторное обычное.
1.2. Спектрометр рентгенофлуоресцентный СРМ-20М, СРМ-25 или любого другого типа.
1.3 Комплекс вычислительный.
1.4 Пресс с усилием 10 т/см2.
2. МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спирт этиловый ректификованный технический ГОСТ 18300.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Стандартные образцы категории ОСО и СОП, в которых аттестованное содержание компонентов не отличается от анализируемых более чем в два раза.
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1 Подготовка анализируемых проб и стандартных образцов.
В прессформу засыпают 4 — 5 г борной кислоты ровным слоем.
На полученную подложку из борной кислоты высыпают ровным слоем 4 — 5 г анализируемой пробы. Прессуют таблетку и помещают ее в кассету прибора.
Аналогично изготавливают таблетки стандартного образца.
Стандартные образцы по гранулометрическому составу должны соответствовать анализируемой пробе.
3.2. На спектрометре устанавливают характеристическую длину волны определяемого компонента; на квантометре фиксируют каналы, по которым будет производиться отсчет характеристического излучения определяемого компонента.
Одновременно устанавливают рабочее напряжение и ток на рентгеновской трубке. Все параметры измерения, включая материал анода рентгеновской трубки, выбирают таким образом, чтобы получить оптимальное число импульсов, при этом необходимо использовать следующие аналитические линии: титан — K_{\alpha 1,2} ; ниобий — K_{\alpha 1,2} ; тантал — L_{\alpha} ; вольфрам — L_{\alpha} ; железо — K_{\alpha 1,2} ; кобальт — K_{\alpha 1,2} .
Подключают вычислительный комплекс и вводят в него программу, необходимую для обработки результатов анализа.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Массовую долю компонента ( C_{i\text{пр}} ) в процентах вычисляют по формуле
где K_{i} — отношение интенсивностей характеристического вторичного рентгеновского излучения i-го компонента анализируемой пробы и стандартного образца, вычисляемое по формуле
где J_{i\text{пр}} , J_{i\text{ст}} — интенсивности характеристического вторичного рентгеновского излучения i-го компонента в пробе и стандартном образце;
\text{С}_{i\text{пр}},\text{С}_{i\text{ст}} — концентрации i-го компонента в пробе и стандартном образце, %;
\mu_{i\text{пр}},\mu_{i\text{ст}} — коэффициенты массового поглощения рентгеновского излучения i-го компонента в пробе и стандартном образце, вычисляемые по формуле
\mu_{i\text{пр}(\text{ст})} = \sum_{\text{к}} \mu_{i}^{\text{к}} \cdot C_{\text{пр}(\text{ст})}^{\text{к}} , (3)
где \mu_{i}^{\text{к}} — массовый коэффициент поглощения характеристического излучения i-го компонента анализируемой пробы (стандартного образца),
Таким образом, массовая доля компонента ( \text{С}_{i\text{пр}} ) в процентах вычисляют по формуле
\text{С}_{i\text{пр}} = K_{i} \cdot (\text{С}_{i\text{ст}} - \text{С}_{i}^{\alpha}) - \frac{\sum_{\text{к}} \mu_{i}^{\text{к}} \cdot (C_{\text{пр}}^{\text{к}} - \text{С}_{i\alpha})}{\sum_{\text{к}} \mu_{i}^{\text{к}} \cdot (C_{\text{ст}}^{\text{к}} - \text{С}_{i\alpha})} , (4)
где \text{С}_{i\alpha} — учет фона производится вычитанием интенсивности фона, замеренной на линии, расположенной рядом с аналитической линией определяемого компонента, из интенсивности аналитической линии определяемого компонента в анализируемой пробе и стандартном образце.
4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в таблице.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ИСО 4503-78
Твердые сплавы. Определение содержания
металлических элементов рентгеновской
флуоресценцией. Метод плавления
Настоящий стандарт устанавливает рентгеновский флуоресцентный метод определения кобальта, хрома, железа, марганца, молибдена, никеля, ниобия, тантала, титана, вольфрама, ванадия и циркония в карбидах и твердых сплавах.
карбидам ниобия, тантала, титана, ванадия, вольфрама и циркония;
смесям этих карбидов и металлическим связкам;
всем маркам предварительно спеченных или спеченных твердых сплавов, полученных из этих карбидов.
Массовая доля элементов приведена в табл. 1.
Определяется метод измерения интенсивности характеристического рентгеновского спектра элементов. Для ликвидации влияний размера частиц и влияний интерференции испытуемая порция растворяется в соответствующей смеси кислот и преобразуется в сульфаты или непосредственно окисляется. Сульфаты или оксиды затем расплавляются в смеси тетрабората натрия и соединения бария.
Следует учесть влияние, например, линейной интерференции титана и вольфрама на ванадий.
Во время анализа используйте реагенты только известной аналитической марки и только дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.
5.1 Пероксид бария, безводный, или карбонат бария, безводный.
5.2 Тетраборат натрия, безводный.
Для обеспечения обезвоживания нагрейте тетраборат натрия, примерно, до 400 °С.
5.3 Фтористоводородная кислота, \rho 1,12 г/мл.
5.4. Азотная кислота, \rho 1,24 г/мл (азотная кислота, \rho 1,42 г/мл, разбавленная 1 + 1).
5.5. Серная кислота, \rho 1,54 г/мл (серная кислота, \rho 1,84 г/мл, разбавленная 1 + 1).
Обычная лабораторная аппаратура.
6.1 Рентгеновский спектрометр.
6.2. Печи для окисления испытуемой порции от 700 до 900 °С и для подготовки расплава бората, примерно, при 1100 °С.
6.3 Платиновые тарелочки, 50 до 100 мл.
Примечание. Желательно использовать тарелочки, изготовленные из 95% Pt + 5% Au.
6.4. Пластина с отполированной поверхностью из сплава платины составом, например, 85% Pt + 10% Rh + 5% Au или 95% Pt + 5% Au.
Примечание. Пластина должна иметь температуру на поверхности от 300 до 400 °С, при которой диск из бората легко отсоединялся и не растрескивался.
6.5. Латунные кольца или жаропрочные стальные цилиндры, или графитовые цилиндры.
Примечание. Вместо пластины и латунных колец можно использовать формы из графита или жаропрочной стали.
6.6 Приспособление для сухого или мокрого шлифования.
7.1. Образец следует измельчить в ступке, изготовленной из материала, который не влияет на состав образца. Измельченный материал следует просеять через сито с отверстиями 2 мм при использовании метода растворения в кислоте или просеять через сито с отверстиями 0,18 мм при использовании метода окисления.
7.2 Анализ следует проводить на двух или трех испытуемых порциях.
8.1. Взвесьте с точностью до ближайших 0,001 г, примерно, 0,5 г испытуемого образца.
Примечание. Если в состав образца входит смазка, следует внести поправку на содержание смазки.
8.2. Испытуемую порцию помещают на платиновую тарелочку и либо растворяют, либо окисляют. Процедуру окисления не используют, если содержание молибдена превышает 0,1% (м/м).
8.2.1. Добавьте 15 мл азотной кислоты в неокисленную или частично окисленную порцию, умеренно нагрейте тарелочку, добавьте капля за каплей 2 мл фтористоводородной кислоты и выдержите тарелочку при умеренной температуре.
После полного растворения испытуемой порции добавьте 1 — 2 мл серной кислоты. Высушите и нагрейте, примерно, при 600 °С до тех пор, пока не прекратится образование SO_{3} . Охладите.
Так как существует возможность перемещения молибдена из одного тигля в другой, то постарайтесь избежать такого перемещения во время процесса нагрева. Поэтому не нагревайте образцы с высоким и низким содержанием молибдена в печи в одной партии.
8.2.2. Окислите испытуемую порцию на воздухе в печи при температуре от 700 до 900 °С в течение 1 часа. Если достигнуто полное окисление, то продолжайте, как указано в п. 8.3. Если не достигнуто полное окисление (как, например, в твердых сплавах с высоким содержанием титана), то продолжайте, как указано в п. 8.2.1.
8.3. Хорошо перемешайте испытуемую порцию с расплавленной буферной смесью, содержащей (15 +/- 0,01) г тетрабората натрия и (4 +/- 0,01) г пероксида бария или (4,5 +/- 0,01) г карбоната бария и постепенно нагревайте тарелочку до тех пор, пока ее содержимое не расплавится полностью и не окончится реакция. Накройте тарелочку крышкой. Растворите оксиды, расплавив их при температуре, примерно, 1100 °С в течение 10 — 15 мин. Для получения однородной массы помешайте расплав.
8.4. Налейте расплав в предварительно нагретое кольцо, помещенное на опорную пластину, лежащую на нагревательном устройстве с температурой 300 — 400 °С. Оставьте охлаждаться до тех пор, пока диск не отойдет от пластины. Поместите диск с кольцом на асбестовую пластину и дайте им остыть до комнатной температуры.
8.5. Проведите сухое или мокрое шлифование диска на шлифовальном устройстве до получения гладкой и ровной поверхности.
Примечание. Окончательное сухое или мокрое шлифование должно быть выполнено наждачной бумагой № 220. Следует соблюдать осторожность при шлифовании всухую, чтобы избежать загрязнения образца шлифовальной бумагой.
8.6 Анализ с помощью рентгеновской спектрометрии.
9. Рентгеновский флуоресцентный анализ
9.1. Для получения оптимального числа импульсов следует учесть все параметры, измерения, включая материал мишени рентгеновской трубки.
9.2 Следует использовать аналитические линии, показанные в табл. 2.
| Элемент | Co, Сr, Fe, Mn, Mo, Nb, Ni, Ti, V, Zr | Ta, W |
|---|---|---|
| Аналитическая линия | K_{\alpha 1,2} | L_{\alpha_{1}} |
Примечание. Рекомендуется измерять все элементы в первом порядке отражения от кристалла LiA (200). При определении титана берутся измерения отражений второго порядка от кристалла PET (пентаэритрит).
9.3 В случае необходимости следует производить коррекцию на фон.
10. Подготовка калибровочных кривых
Калибровочные кривые должны строиться на основании синтетически подготовленных образцов, состав которых указан в п. 2, и которые должны примерно соответствовать маркам анализируемых твердых сплавов. При подготовке образцов известные количества металлов или их соответствующих соединений должны тщательно перемешиваться. Анализ смесей проводится так, как указано в пп. 8.2 - 8.6.
11.1 Допуски
Отклонения двух или трех произвольных определений не должны превышать значений, приведенных в табл. 3.
11.2 Окончательный результат
Представляется среднее арифметическое значение приемлемых измерений, округленных до ближайшего значения (табл. 4).
| Массовая доля, % | Округление до ближайшего, % |
|---|---|
| От 0,05 до 0,4 включ. | 0,01 |
| Св. 0,4 « 30 » | 0,1 |
| « 30 » 95 «» | 1 |
В отчет об испытаниях должна быть включена следующая информация:
а) ссылка на данный Международный стандарт;
б) подробная информация, касающаяся идентификации испытуемого образца;
г) процедуры, не указанные в данном Международном стандарте или рассматриваемые как второстепенные;
д) любые детали, не оговоренные в данном Международном стандарте, которые могут повлиять на результат.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ИСО 4883-78
Твердые сплавы. Определение металлических элементов
рентгеновской флуоресценцией. Метод растворения
Стандарт устанавливает рентгеновский флуоресцентный метод определения кобальта, железа, марганца, молибдена, никеля, ниобия, тантала, титана, вольфрама, ванадия и циркония в карбидах и твердых сплавах. Результаты, определяемые этим методом по ИСО 4503 в тех же пределах, эквивалентны, а стандарты — взаимозаменяемы.
карбидам ниобия, тантала, титана, ванадия, вольфрама и циркония;
смесям этих карбидов и связующих металлов;
ко всем маркам предварительно спеченных, спеченных твердых сплавов, полученных из этих карбидов, минимальная массовая доля элементов приведена в табл. 1.
| Определяемый элемент | Массовая доля, % |
|---|---|
| Кобальт | 0,05 |
| Железо | 0,05 |
| Марганец | 0,05 |
| Молибден | 0,05 |
| Ниобий | 0,07 |
| Никель | 0,05 |
| Тантал | 0,10 |
| Титан | 0,2 |
| Ванадий | 0,05 |
| Вольфрам | 0,10 |
| Цирконий | 0,05 |
Измерение интенсивности характеристического спектра рентгеновского излучения определяемых элементов. Для исключения влияния эффектов, связанных с размерами частиц и взаимодействиями между элементами, проба растворяется в смеси фтористоводородной и азотной кислот.
Следует учитывать влияние, например, линейной интерференции титана и вольфрама на ванадий.
Во время анализа используйте реагенты только известной аналитической марки и только дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.
5.1 Фтористоводородная кислота: \rho = 1,12 г/мл.
5.2 Азотная кислота: \rho = 1,42 г/мл.
5.3 Растворитель
Смешать две части фтористоводородной кислоты, одну часть азотной кислоты и две части дистиллированной воды.
5.4 Раствор винная кислота 200 г/л.
Обычная лабораторная аппаратура.
6.1. Рентгеновский спектрометр, приспособленный для проведения анализа растворов.
6.2. Кюветы для образцов готовятся из материалов, стойких к воздействию смеси фтористоводородной и азотной кислот; окошки кювет закрываются пленкой толщиной 6 мкм, изготовленной из эфиро-пропилено-терефталевой кислоты.
7.1. Образец должен измельчаться в ступке, изготовленной из материала, не влияющего на состав образца. Измельченный материал должен быть просеян через сито с диаметром отверстия 2 мм.
7.2 Анализы следует проводить на двух или трех испытуемых порциях.
8.1. Взвесьте в полипропиленовом стакане емкостью 150 мл (2 +/- 0,001) г испытуемого образца.
Примечание. Если в состав образца входит смазка, то следует внести поправку на содержание образца.
8.2. Добавьте к образцу 20 мл растворителя. Добейтесь полного растворения пробы путем 30-минутного нагревания на водяной бане.
8.3. Охладите раствор и поместите раствор в 50 мл мерную полипропиленовую колбу, содержащую 10 мл раствора винной кислоты.
Доведите объем водой до метки и перемешайте.
8.4. Отфильтруйте раствор через сухой фильтр в полипропиленовый стакан.
8.5. Заполните кювету раствором так, чтобы высота раствора была не менее 10 мм.
8.6 Проведите анализ с помощью рентгеновского спектрометра.
9. Рентгеновский флуоресцентный анализ
9.1. Подберите все параметры, включая материал мишени рентгеновской трубки для получения оптимального числа импульсов.
9.2 Использовать аналитические линии, показанные в табл. 2.
| Элемент | Co, Fe, Mo, Мn, Nb, Ni, Ti, V, Zn | Ta, W |
|---|---|---|
| Аналитическая линия | K_{\alpha 1,2} | L_{\alpha_{1}} |
9.3 Если есть необходимость, сделайте поправку на фон.
10. Построение градуировочных кривых
10.1. Построение градуировочных кривых должно проводиться с использованием, как минимум, пяти эталонных образцов, приготовленных по методу, описанному в разделе 8, исходя из точно известных количеств смесей чистых металлов или их соответствующих соединений. Для каждого типа твердых сплавов должна быть построена своя градуировочная кривая.
В качестве внешнего эталона используется эталонный образец, имеющий, примерно, тот же состав, что и анализируемый образец.
Градуировочные кривые должны быть построены для каждого элемента путем нахождения зависимости между его концентрацией и отношением интенсивности рентгеновского излучения эталонного образца и рентгеновского излучения внешнего эталона.
10.2. Элементы в испытуемом образце должны определяться нахождением отношения интенсивности рентгеновского излучения исследуемого образца к интенсивности рентгеновского излучения внешнего эталона и определения концентрации из соответствующей градуировочной кривой.
11.1 Допуски
Отклонения двух или трех произвольных определений не должны превышать значений, приведенных в табл. 3.
11.2 Конечные результаты
Представляется среднее арифметическое значение приемлемых измерений, округленных до ближайшего значения (табл. 4).
| Массовая доля, % | Округление до ближайшего, % |
|---|---|
| От 0,05 до 0,4 включ. | 0,01 |
| Св. 0,4 « 30 » | 0,1 |
| « 30 » 95 «» | 1 |
В отчет об испытаниях должны быть включены:
а) ссылка на данный Международный стандарт;
б) подробная информация, касающаяся идентификации образца;
г) процедуры, не указанные в данном Международном стандарте или рассматриваемые как второстепенные;
д) любые детали, способные повлиять на результат.