ГОСТ 11739.6-99

ГОСТ 11739.6-99 Сплави алюмінієві ливарні та деформовані. Методи визначення заліза

ГОСТ 11739.6-99

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СПЛАВИ АЛЮМІНІЄВІ ЛИВАРНІ І ДЕФОРМОВАНІ

Методи визначення заліза

Aluminium casting and wrought alloys. Методи для визначення ірон

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введення 2000-09-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН ВАТ «Всеросійський інститут легких сплавів» (ВАТ ВІЛС), Міждержавним технічним комітетом зі стандартизації МТК 297 «Матеріали та напівфабрикати з легких сплавів»

ВНЕСЕН Держстандартом Росії

2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол N 16 від 8 жовтня 1999 р.)

За ухвалення проголосували:

3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 18 лютого 2000 р. N 41-ст міждержавний стандарт ГОСТ 11739.6-99 введений у дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 вересня 2000 р.

4 ВЗАМІН ГОСТ 11739 .6-82

5 ПЕРЕВИДАННЯ. Липень 2005 р.

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює фотометричний (при масовій частці заліза від 0,01% до 2,0%) та атомно-абсорбційний (при масовій частці заліза від 0,005% до 2,0%) методи визначення заліза в алюмінієвих ливарних та деформованих сплавах.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 61-75 Кислота оцтова. Технічні умови

ГОСТ 199-78 Натрій оцтовокислий 3-водний. Технічні умови

ГОСТ 3118-77 Кислота соляна. Технічні умови

ГОСТ 3760-79 Аміак водний. Технічні умови

ГОСТ 3778-98 Свинець. Технічні умови

ГОСТ 4038-79 Нікель (II) хлорид 6-водний. Технічні умови

ГОСТ 4204-77 Кислота сірчана. Технічні умови

ГОСТ 4328-77 Натрію гідроксид. Технічні умови

ГОСТ 4461-77 Кислота азотна. Технічні умови

ГОСТ 5456-79 Гідроксиламіну гідрохлорид. Технічні умови

ГОСТ 5457-75 Ацетилен розчинений та газоподібний технічний. Технічні умови

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводнева. Технічні умови

ГОСТ 10929-76 Водню пероксид. Технічні умови

ГОСТ 11069-2001 Алюміній первинний. Марки.

ГОСТ 25086-87 Кольорові метали та їх сплави. Загальні вимоги до методів аналізу

3 Загальні вимоги

3.1 Загальні вимоги до методів аналізу – за ГОСТ 25086 з доповненням.

3.1.1 За результат аналізу приймають середнє арифметичне результати двох паралельних визначень.

4 Фотометричний метод визначення заліза

4.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині соляної кислоти або розчині гідроксиду натрію, відновленні тривалентного заліза до двовалентного гідрохлоридом гідроксиламіну, утворенні комплексу двовалентного заліза з 1,10-фенантроліном або 2,2'-дипіридилом при 4,5 та вимірювання оптичної щільності розчину при довжині хвилі 510 нм.

Вплив міді, цинку і нікелю, що заважають, утворюють з 1,10-фенантроліном або 2,2'-дипіридилом безбарвні комплекси, усувають введенням надлишкової кількості реагенту. Крім того, в умовах розчинення проби половина міді відокремлюється від заліза. Якщо в пробі співвідношення масових часток міді і заліза дорівнює або більше 100:1, мідь, що залишилася в аліквотній частині розчину відокремлюють осадженням на свинцевій стрічці.

4.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Шафа сушильна з терморегулятором.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , розчини 1:1, 1:99 та розчин 10 моль/дм : 820 см соляної кислоти щільністю 1,19 г/см доливають до об'єму 1000 см , охолоджують та перемішують.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 200 г/дм . Розчин готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Аміак водний за ГОСТ 3760 , розчин 1:1.

1,10-фенантролін (моногідрат або гідрохлорид моногідрату): 0,25 г моногідрату або 0,30 г гідрохлориду моногідрату розчиняють при слабкому нагріванні 80 см води, що охолоджують, доливають водою до об'єму 100 см .

2,2'-дипіриділ: 0,25 г реагенту розчиняють у 100 см води.

Гідроксиламіну гідрохлорид за ГОСТ 5456 , розчин 100 г/дм .

Натрій оцтовокислий згідно з ГОСТ 199 .

Кислота оцтова за ГОСТ 61 щільністю 1,05 г/см .

Буферний розчин pH 4,5: 272 г оцтовокислого натрію розчиняють в 500 см води, фільтрують у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають 240 см оцтової кислоти доливають водою до мітки і перемішують.

Суміш реактивів: змішують 100 см розчину гідрохлориду гідроксиламіну, 100 см розчину 1,10-фенантроліну або 2,2'-дипіридилу і 300 см буферного розчину. Суміш реактивів зберігають у посуді із темного скла не більше одного місяця.

Індикатор конго червоний: 0,1 г реагенту розчиняють 100 см води за слабкого нагрівання.

Індикаторний папір конго: фільтри («біла стрічка») просочують розчином конго, висушують у сушильній шафі при температурі (110±5)°С, нарізають і зберігають у бюксі. Папір придатний до застосування протягом одного місяця.

Свинець за ГОСТ 3778 з масовою часткою заліза трохи більше 0,001% як стрічки чи дроту.

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Залізо реактивне (відновлене).

Стандартні розчини заліза.

Розчин А: 0,1 г заліза поміщають у склянку місткістю 250 см , доливають 50 см розчину соляної кислоти 1:1, накривають годинниковим склом і помірно нагрівають до розчинення, додають 2-3 краплі пероксиду водню і кип'ятять протягом 3-5 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, годинникове скло обполіскують водою над склянкою, в якій проводили розчинення, і розчин переводять в мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,0001 г заліза.

Розчин Б: 10 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 2 см розчину соляної кислоти 1:1 доливають водою до мітки і перемішують. Розчин готують перед застосуванням.

1 см розчину містить 0,00001 г заліза.

4.3 Підготовка до аналізу

Перед проведенням аналізу стружку проби відмагнічують.

4.4 Проведення аналізу

4.4.1 Наважку проби 0,5 г залежно від масової частки кремнію розчиняють одним з таких способів.

4.4.1.1 При масовій частці кремнію менше 1,5%

Наважку проби поміщають у конічну колбу місткістю 100 см , доливають 15 см розчину соляної кислоти 1:1, накривають годинниковим склом або лійкою і розчиняють при помірному нагріванні, стінки обмивають колби 10 см води та кип'ятять протягом 5 хв. До охолодженого до кімнатної температури розчину доливають воду до об'єму 50 см. і фільтрують розчин через фільтр середньої щільності («біла стрічка») у мірну колбу місткістю відповідно до таблиці 1, фільтр 2-3 рази промивають розчином соляної кислоти 1:99 порціями по 5-10 см , доливають водою до мітки та перемішують.


Таблиця 1

4.4.1.2 При масовій частці кремнію понад 1,5%

Наважку проби поміщають у склянку з фторопласту або скловуглецю місткістю 100 см. , доливають невеликими порціями 20 см. розчину гідроксиду натрію і розчиняють спочатку при кімнатній температурі, потім випарюють при помірному нагріванні до отримання густої сиропоподібної консистенції. Стінки склянки обмивають 20-25 см води, обережно приливають, невеликими порціями при безперервному перемішуванні, 20 см розчину соляної кислоти молярної концентрації 10 моль/дм і кип'ятять протягом 3-5 хв до отримання прозорого розчину, доливають 20-25 см води та продовжують нагрівання протягом 2-3 хв.

За наявності осаду міді охолоджений розчин фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка»), фільтр промивають 3-4 рази розчином соляної кислоти 1:99 порціями по 10 см збираючи фільтрат і промивні води в мірну колбу місткістю відповідно до таблиці 1. Розчин охолоджують до кімнатної температури, доливають водою до мітки і перемішують.

4.4.2 Аліквотну частину розчину, отриманого за 4.4.1.1 або 4.4.1.2 , відповідно до таблиці 1 переносять у мірну колбу місткістю 100 см . Якщо аліквотна частина дорівнює 50 см , поміщають в розчин папір конго, додають по краплях розчин аміаку до появи синьо-бузкового забарвлення паперу конго. Потім доливають 25 см суміші реактивів доливають водою до мітки і перемішують.

4.4.3 При масовій частці в пробі міді більше 0,5%, цинку понад 4,0%, нікелю більше 2,0% або їх суми понад 5,0% до розчину, приготовленого за 4.4.2, доливають надлишок 10 см розчину 1,10-фенантроліну або 2,2'-дипіридилу.

4.4.4 При співвідношенні в пробі масових часток міді та заліза більш ніж 100:1 мідь додатково відокремлюють на металевому свинці.

Для цього аліквотну частину розчину, приготовленого за 4.4.1.1 або 4.4.1.2 переносять у склянку місткістю 100 см і розбавляють водою до об'єму 30 см . У розчин поміщають свинцеву стрічку площею 3-4 см і кип'ятять при слабкому нагріванні протягом 5-8 хв. Свинцеву стрічку з обложеною на ній міддю видаляють із розчину, промивають водою в ту саму склянку, розчин охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. . Об'єм розчину в колбі має бути 50-60 см . Продовження аналізу - по 4.4.2 та 4.4.3.

4.4.5 Оптичну густину розчину вимірюють через 30 хв при довжині хвилі 510 нм у кюветі з товщиною шару 20 мм. Розчином порівняння служить розчин контрольного досвіду, приготований за 4.4.1.1 або 4.4.1.2 , 4.4.2-4.4.4 з усіма реактивами, що використовуються в ході аналізу.

Масу заліза визначають за градуювальним графіком.

4.4.6 Побудова градуювального графіка

У дев'ять із десяти мірних колб місткістю 100 см кожна відміряють 2,5; 5,0 см розчину Б; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 см розчину А, що відповідає 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003; 0,00035; 0,0004 г заліза. До розчинів доливають воду до об'єму 50 см. , 25 см суміші реактивів, додають надлишок 10 см розчину 1,10-фенантроліну або 2,2'-дипіридилу, якщо графік призначений для проб по 4.4.3, потім доливають водою до мітки і перемішують. Розчином порівняння служить розчин, який не введено залізо.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм масам заліза будують градуювальний графік.

4.5 Обробка результатів

4.5.1 Масову частку заліза , %, обчислюють за формулою

, (1)

де - Маса заліза в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування проби в аліквотній частині розчину, г.

4.5.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 2.


Таблиця 2

В процентах

5 Атомно-абсорбційний метод визначення заліза

5.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби у розчині соляної кислоти у присутності пероксиду водню та вимірюванні атомної абсорбції заліза при довжині хвилі 248,3 нм у полум'ї ацетилен-повітря.

5.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для заліза.

Пекти муфельна.

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , розчини 1:1 та 1:99.

Нікель (II) хлорид за ГОСТ 4038 розчин 1 г/дм .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см .

Кислота азотна за ГОСТ 4461 щільністю 1,35-1,40 г/см .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Алюміній згідно з ГОСТ 11069 марки А999.

Розчин алюмінію 50 г/дм : 25 г алюмінію поміщають у конічну колбу місткістю 500 см. додають 1-2 см розчину нікелю хлориду (II), невеликими порціями 275 см розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють при помірному нагріванні. У розчин доливають 1 см пероксиду водню та кип'ятять його протягом 5 хв.

Охолоджений розчин переносять у мірну колбу місткістю 500 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

Залізо реактивне (відновлене).

Стандартний розчин заліза, А - 4.2.

1 см розчину містить 0,0001 г заліза.

5.3 Підготовка до аналізу

Перед проведенням аналізу стружку проби відмагнічують.

5.4 Проведення аналізу

5.4.1 Наважку проби масою відповідно до таблиці 3 поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 30 см води та обережно, невеликими порціями, 30 см розчину соляної кислоти 1:1. Колбу нагрівають до розчинення навішування, додають 3-5 крапель пероксиду водню та кип'ятять розчин протягом 3-5 хв.


Таблиця 3

5.4.1.1 Якщо розчин прозорий, його переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

5.4.1.2 Якщо залишається осад, що вказує на наявність кремнію, розчин фільтрують у мірну колбу місткістю 100 см через фільтр середньої щільності («біла стрічка»), промиваючи фільтр 2-3 рази гарячим розчином соляної кислоти 1:99 порціями по 5-10 см , і збирають фільтрат у ту ж колбу (основний розчин).

Фільтр з осадом поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють, не допускаючи займання, і прожарюють при температурі 500-600°С протягом 2-3 хв. Після охолодження додають у тигель п'ять крапель сірчаної кислоти, 5 см фтористоводневої кислоти та по краплях азотну кислоту (приблизно 1 см ) до отримання прозорого розчину.

Розчин випарюють насухо, охолоджують, доливають до сухого залишку в тиглі 10 см. розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють його при помірному нагріванні. Розчин охолоджують, при необхідності фільтрують через маленький щільний фільтр («синя стрічка») і приєднують до основного розчину в мірній колбі місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

5.4.2 Аліквотну частину розчину відповідно до таблиці 3 поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають розчин соляної кислоти 1:1 відповідно до таблиці 3, доливають водою до мітки і перемішують.

5.4.3 Розчин контрольного досвіду готують за 5.3.1 та 5.3.2, використовуючи замість навішування проби навішування алюмінію.

5.4.4 Побудова градуювального графіка

5.4.4.1. При масовій частці заліза від 0,005 до 0,10%

У вісім мірних колб місткістю 100 см кожна доливають по 20 см розчину алюмінію, сім з них відміряють 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного розчину А, що відповідає 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г заліза.

5.4.4.2. При масовій частці заліза від 0,10 до 1,0%

У сім мірних колб місткістю 100 см кожна доливають по 2 см розчину алюмінію, по 5 см розчину соляної кислоти 1:1, у шість з них відміряють 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного розчину А, що відповідає 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г заліза.

5.4.4.3. При масовій частці заліза від 1,0 до 2,0%

У сім мірних колб місткістю 100 см кожна доливають по 1 см розчину алюмінію, по 5 см розчину соляної кислоти 1:1, у шість з них відміряють 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см стандартного розчину А, що відповідає 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 0,001 г заліза.

5.4.4.4 Розчини, отримані за 5.4.4.1 −5.4.4.3, доливають водою до мітки та перемішують.

5.4.5 Розчини проби, контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпорошують в окисне полум'я ацетилен-повітря та вимірюють атомну абсорбцію заліза при довжині хвилі 248,3 нм.

За отриманими значеннями атомної абсорбції та відповідним їм масовим концентраціям заліза будують градуювальний графік у координатах: «Значення атомної абсорбції - масова концентрація заліза, г/см ». Розчин, який не введено залізо, служить розчином контрольного досвіду при побудові градуювального графіка.

Масову концентрацію заліза в розчині проби та розчині контрольного досвіду визначають за градуювальним графіком.

5.5 Обробка результатів

5.5.1 Масову частку заліза , %, обчислюють за формулою

, (2)

де - масова концентрація заліза в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г/см ;

- масова концентрація заліза в розчині контрольного досвіду, знайдена за градуювальним графіком, г/см ;

- Об'єм розчину проби, см ;

- Маса навішування проби або маса навішування проби в аліквотній частині розчину, г.

5.5.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 4.


Таблиця 4

В процентах