ГОСТ 3240.16-76. Государственный стандарт Союза ССР. Сплавы магниевые. Методы определения суммы редкоземельных элементов и церия

(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 28.12.1976 № 2889)

(ред. от 01.06.1987)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ МАГНИЕВЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММЫ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЦЕРИЯ

Magnesium alloys. Methods for determination of sum of rare-earth elements and cerium

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Разработан и внесен Министерством авиационной промышленности СССР.

Исполнители: Н.А. Канаев, В.А. Коренева.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28.12.76 № 2889.

3. Введен впервые.

4. Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 3118-77	Разд. 2
ГОСТ 3240.0-76	1.1
ГОСТ 3760-79	Разд. 2
ГОСТ 3773-72	Разд. 2
ГОСТ 4199-76	Разд. 2
ГОСТ 4204-77	Разд. 2
ГОСТ 4208-72	Разд. 2
ГОСТ 4919.1-77	Разд. 2
ГОСТ 22180-76	Разд. 2
ГОСТ 25086-87	Разд. 5
ГОСТ 8.315-78	Разд. 5

5. Срок действия продлен до 01.01.93 Постановлением Госстандарта СССР от 30.06.87 № 3009.

6. Переиздание (декабрь 1988 г.) с Изменением № 1, утвержденным в июне 1987 г. (ИУС 11-87).

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический метод определения суммы редкоземельных элементов (при массовой доле редкоземельных элементов от 0,3 до 5,0%) и титриметрический метод определения церия (при массовой доле церия от 0,1 до 1,5%).

Метод основан на отделении редкоземельных элементов и церия от основной массы магния раствором тетраборнокислого натрия в присутствии хлористого аммония. Гидраты окислов металлов растворяют в соляной кислоте и выделяют оксалаты редкоземельных элементов.

Определение заканчивают прокаливанием оксалатов до получения окислов. Если в сплаве содержится церий, то осадок после прокаливания растворяют в кислоте, церий окисляют до четырехвалентного состояния и титруют раствором соли Мора.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 3240.0-76.

2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1, 1:99.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:5.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72, 25%-ный раствор.

Натрий тетраборнокислый по ГОСТ 4199-76, 2%-ный раствор.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75, 15%-ный раствор.

Кислота щавелевая по ГОСТ 22180-76, насыщенный и 3%-ный растворы.

Церий сернокислый закисный, 0,05 М раствор. Титр раствора устанавливают по щавелевой кислоте.

Метиловый оранжевый, 0,2%-ный раствор.

Ферроин, приготовление и хранение по ГОСТ 4919.1-77.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая по ГОСТ 4208-72 (соль Мора) и 0,02 М раствор. Титр раствора устанавливают по сернокислому церию. Для этого 10 см3 раствора сернокислого церия помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, разбавляют 40 см3 воды, прибавляют 15 см3 15%-ного раствора надсернокислого аммония, 5 см3 серной кислоты, разбавленной 1:5, и кипятят 5 мин. Затем осторожным вращением колбы удаляют кислород, охлаждают раствор, прибавляют две капли индикаторной смеси и титруют раствором соли Мора до появления розовой окраски.

Титр раствора сернокислого железа (Т), выраженный в г/мл церия, вычисляют по формуле

где m — количество церия, взятое для установки титра, г;

V — объем раствора сернокислого железа, израсходованный на титрование, см3.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Массу навески сплава определяют в зависимости от массовой доли суммы редкоземельных элементов, как указано в табл. 1.

Массовая доля редкоземельных элементов, %	Масса навески сплава, г
От 0,3 до 4,0 Св. 4,0 « 5,0»	1 0,5

Пробу помещают в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают до полного растворения.

Стенки стакана обмывают водой, прибавляют 50 см3 раствора хлористого аммония, нейтрализуют раствор аммиаком по метиловому оранжевому до желтой окраски, приливают 10 капель аммиака в избыток, охлаждают, прибавляют 100 см3 раствора тетраборнокислого натрия, тщательно перемешивают стеклянной палочкой и оставляют стоять для коагуляции осадка. Через 40 — 50 мин раствор отфильтровывают, не перемешивая, через два фильтра средней плотности, переносят осадок на фильтр и промывают 5 — 6 раз раствором тетраборнокислого натрия.

Осадок растворяют на фильтре в 30 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1. Фильтр промывают несколько раз горячей водой, раствор собирают в стакан, в котором растворяли пробу, выпаривают почти досуха.

Осадок растворяют в 50 см3 раствора соляной кислоты, разбавленной 1:99, прибавляют 30 см3 воды, нагревают до кипения и осаждают редкоземельные элементы 50 см3 нагретого до кипения насыщенного раствора щавелевой кислоты, тщательно перемешивая в течение 5 мин стеклянной палочкой с резиновым наконечником.

Раствор с выпавшим осадком оставляют на 3 — 4 ч, а если содержание редкоземельных элементов незначительно, то до следующего дня. Затем осадок собирают на плотном фильтре и промывают 10 — 12 раз холодным 3%-ным раствором щавелевой кислоты.

Осадок с фильтром сушат, прокаливают в течение 1 ч при 950 °С, охлаждают и взвешивают сумму редкоземельных элементов.

Для определения церия взвешенный осадок переносят в коническую колбу вместимостью 250 см3 и при нагревании растворяют в 20 — 30 см3 серной кислоты (1:5), затем раствор выпаривают до появления паров серной кислоты в течение 1,5 ч, приливают 10 — 15 см3 раствора надсернокислого аммония и кипятят 5 — 7 мин. Осторожно вращая колбу, удаляют кислород и охлаждают раствор, после чего прибавляют 1 — 2 капли ферроина и титруют церий раствором соли Мора до получения устойчивой розовой окраски.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Массовую долю суммы редкоземельных элементов (X) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{m \cdot 0,82 \cdot 100}{m_{1}} ,

где m — масса окислов редкоземельных элементов, г;

0,82 — средний коэффициент пересчета окислов редкоземельных элементов на чистые металлы;

4.2 Массовую долю церия ( X_{1} ) в процентах вычисляют по формуле

X_{1} = \frac{V \cdot T \cdot 100}{m} ,

где V — объем раствора сернокислого закисного железа, израсходованный на титрование, см3;

Т — титр раствора сернокислого закисного железа, выраженный в г/мл церия;

4.3. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений массовой доли редкоземельных элементов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля редкоземельных элементов, %	Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,3 до 0,5 Св. 0,5 « 1,5 » 1,5 « 5,0»	0,05 0,1 0,25

4.4. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений массовой доли церия не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

Таблица 3

Массовая доля церия, %	Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,1 до 0,4 Св. 0,4 « 1,0 » 1,0 « 1,5»	0,015 0,04 0,06

5. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Контроль точности измерений массовой доли церия от 0,1 до 1,5% проводят с использованием Государственного стандартного образца ГСО 3363-86.

Кроме того, используют Государственные стандартные образцы магниевых сплавов, вновь выпущенные, а также отраслевые стандартные образцы и стандартные образцы предприятия магниевых сплавов, выпущенные в соответствии с ГОСТ 8.315-78. Контроль точности измерений проводят в соответствии с ГОСТ 25086-87.

Допускается проводить контроль точности измерений массовой доли суммы редкоземельных элементов и церия методом добавок.

---