ГОСТ 12354–81 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення молібдену (зі зміною N 1)

ГОСТ 12354-81

Група В39

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СТАЛИ ЛЕГОВАНІ І ВИСОКОЛЕГОВАНІ

Методи визначення молібд

ГОСТ 12346-78 (ІСО 439-82, ІСО 4829-1-86) Стали леговані та високолеговані. Методи визначення кремнію (зі змінами N 1, 2, 3, 4)

ГОСТ 12346-78
(ІСО 439-82,
ISO 4829-1-86)

Група В39

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СТАЛИ ЛЕГОВАНІ І ВИСОКОЛЕГОВАНІ

Методи визначення кремнію

Alloyed і high-alloyed steels. Методи silicon determination

МКС 77.080.20
ОКСТУ 0809

Дата введення 1980-01-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством чорної металургії СРСР

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 23.11.78 N 3081

3. ВЗАМІН ГОСТ 12346–66 , крім загальних вказівок

4. Стандарт повністю відповідає СТ РЕВ 484-77 та стандартам ІСО 439-82 та ІСО 4829-1-86

5. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

6. Обмеження строку дії знято ухвалою Держстандарту СРСР від 23.10.91 N 1640

7. ВИДАННЯ (серпень 2009 р.) із Змінами N 1, 2, 3, 4, затвердженими у серпні 1980 р., серпні 1984 р., червні 1989 р., жовтні 1991 р. (ІВД 11-84, 1 , 8-89, 1-92)


Цей стандарт встановлює фотометричний метод визначення кремнію (при масовій частці кремнію від 0,05% до 0,80%), гравіметричний метод визначення кремнію (при масовій частці кремнію від 0,1% до 7,0%).

Стандарт повністю відповідає СТ РЕВ 489-77, а також стандартам ISO 439-82* та ISO 4829-1-86*.
________________
* Доступ до міжнародних та зарубіжних документів, згаданих тут і далі за текстом, можна отримати, перейшовши за посиланням. - Примітка виробника бази даних.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 2, 3).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 28473 .

(Змінена редакція, зміна N 4).

2. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КРЕМНІЮ (0,05-0,80%)

2. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КРЕМНІЮ (0,05%-0,80%)

2.1. Сутність методу

Метод заснований на утворенні жовтого кремнемолібденового комплексу в солянокислому розчині (оптимальне значення рН 1,3-1,5), відновлення цієї сполуки аскорбіновою кислотою до кремнемолібденової сині та вимірювання оптичної щільності забарвленого розчину.

Заважаючий вплив фосфорномолібденового комплексу усувається додаванням щавлевої кислоти. Миш'яково-молібденовий комплекс утворюється лише за температури кипіння розчину.

Метод застосовується щодо кремнію в сталях, містять менше 3% вольфраму і 2% ніобію.

(Змінена редакція, Зм. N 3).

2.2. Апаратура та реактиви

Спектрофотометр типу СФ-16 або фотоелектроколориметр.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261 і розведена 1:1, 1:3, 1:50.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 або ГОСТ 14262 розведена 4:5 або 1:1.

Кислота фтористоводнева (плавикова) за ГОСТ 10484 .

Кислота щавлева за ГОСТ 22180 , 8%-ний розчин.

Кислота аскорбінова, 2% розчин; готують безпосередньо перед вживанням.

Залізо карбонільне особливої чистоти.

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765 , 5%-ний розчин, виготовлений з перекристалізованого реактиву.

Перекристалізація молібденовокислого амонію. 250 г реактиву розчиняють 400 см води при нагріванні до 70 °C - 80 °C. Обережно додають аміак до явного запаху. Розчин фільтрують через фільтр «синя стрічка», охолоджують до 20 °C - 25 °C і приливають при перемішуванні 300 см етилового спирту. Осаду дають відстоятися 1 год і відфільтровують на фільтр «біла стрічка», поміщений у вирву Бюхнера, користуючись водоструминним насосом. Осад промивають 2-3 рази етиловим спиртом та висушують на повітрі.

Спирт етиловий за ГОСТ 18300 .

Натрій вуглекислий безводний за ГОСТ 83 , х.ч.

Допускається застосування реактиву при вмісті кремнію трохи більше 0,003%.

Калій вуглекислий - вуглекислий натрій за ГОСТ 4332 .

Двоокис кремнію за ГОСТ 9428 .

Натрій кремнекислий, стандартні розчини, А та Б.

Приготування розчину А. 0,2139 г двоокису кремнію, прожареного до постійної маси при 1000 °C - 1100 °C, поміщають у платиновий тигель, додають 2 г вуглекислого натрію або вуглекислого калію-натрію, перемішують, закривають кришкою і сплав0 - 1100 °C. Тигель охолоджують, обполіскують зовні водою, поміщають у склянку місткістю 250-300 см. , доливають 50-60 см води та нагрівають до повного розчинення плава.

Розчин кремнекислого натрію фільтрують у мірну колбу місткістю 1 дм. фільтр промивають 3-5 разів гарячою водою і відкидають. Розчин у колбі охолоджують, доливають до мітки водою та перемішують. Розчин кремнекислого натрію зберігають у поліетиленовому або кварцовому посуді; 1 см розчину, містить А 0,0001 г кремнію.

Визначення масової концентрації стандартного розчину А.

Солянокислотний метод. 50 см розчину, А поміщають у склянку місткістю 250-300 см і доливають 20-25 см соляної кислоти 1:1. Розчин у склянці випарюють насухо. Сухий залишок змочують 5-7 см соляної кислоти і знову випарюють насухо.

Сухий залишок нагрівають 1 годину при 130 °C - 140 °C. Доливають 8-10 см соляної кислоти та нагрівають 3-5 хв; доливають 80-100 см гарячої води, склянку накривають годинниковим склом та розчин нагрівають до кипіння. Кремнієву кислоту відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної фільтрувальної маси. Осад промивають 3-5 разів гарячою соляною кислотою 1:20 і ще 2-3 рази гарячою водою. Фільтр із осадом зберігають.

Фільтрат і промивну рідину переносять у склянку, в якій проводили перше осадження кремнієвої кислоти, і випарюють насухо. Сухий залишок змочують 5-7 см соляної кислоти і знову випарюють насухо. Сухий залишок нагрівають 1 годину при 130 °C - 140 °C. До сухого залишку доливають 8-10 см. соляної кислоти, нагрівають 3-5 хв, доливають 80-100 см гарячої води нагрівають до розчинення солей і потім майже до кипіння. Кремнієву кислоту відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної фільтробмажної маси. Осад промивають 3-5 разів гарячою соляною кислотою 1:20 і 2-3 рази гарячою водою. Фільтри з основним та додатково виділеним опадами поміщають у платиновий тигель, висушують і озолюють. Осад прожарюють при 1000-1100 °С.

Тигель з осадом охолоджують в ексикаторі та зважують. Осад змочують 2-3 краплями води, додають 3-4 краплі сірчаної кислоти 1:1, 3-5 см. фтористоводневої кислоти і, не даючи розчину кипіти, обережно випаровують вміст тигля насухо. Залишок у тиглі прожарюють при 1000 °C - 1100 °C, охолоджують в ексикаторі і зважують.

В обох випадках осад у тиглі прожарюють до постійної маси.

Сірчанокислотний метод. 50 см розчину, А поміщають у склянку місткістю 250-300 см , доливають 25-30 см сірчаної кислоти 1:2, нагрівають до появи її пари, нагрівають ще 3-5 хв, після чого охолоджують. Обережно додають 10 см соляної кислоти, нагрівають 3-5 хв і охолоджують. При перемішуванні додають невеликими порціями 80-100 см. гарячої води. Склянку накривають годинниковим склом і нагрівають розчин майже до кипіння.

Осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної фільтрувальної маси. Осад на фільтрі промивають 3-5 разів гарячою соляною кислотою 1:20 та 2-3 рази гарячою водою. Фільтр із осадом зберігають. Фільтрат і промивну рідину переносять у склянку, в якій робили перше осадження кремнієвої кислоти, нагрівають до появи парів сірчаної кислоти, нагрівають ще 3-5 хв, після чого охолоджують. Додають 10 см соляної кислоти, нагрівають 3-5 хв і обережно, при перемішуванні, доливають невеликими порціями 80-100 см гарячої води.

Склянку накривають годинниковим склом і нагрівають розчин майже до кипіння. Осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної фільтробмасової маси, промивають 3-5 разів гарячою соляною кислотою 1:20 і ще 2-3 рази гарячою водою. Фільтри з основним та додатково виділеним опадами поміщають у платиновий тигель, висушують і озолюють.

Осад прожарюють при 1000 °C - 1100 °C. Після охолодження в ексикаторі тигель з осадом зважують. Осад змочують 2-3 краплями води, додають 3-4 краплі сірчаної кислоти 1:1, 3-5 см. фтористоводневої кислоти і, не даючи розчину кипіти, обережно випарюють насухо. Залишок у тиглі прожарюють при 1000 °C - 1100 °C, охолоджують в ексикаторі і зважують.

В обох випадках осад у тиглі прожарюють до постійної маси.

Масову концентрацію кремнію, г, що міститься в 1 см розчину кремнекислого натрію ( ), обчислюють за формулою

,

де - Маса тигля з осадом двоокису кремнію, г;

- Маса тигля із залишком після обробки фтористоводневої кислотою, г;

- Маса тигля з осадом у контрольному досвіді, г;

- маса тигля із залишком у контрольному досвіді після обробки фтористоводневою кислотою, г;

0,4674 - коефіцієнт перерахунку двоокису кремнію на кремній;

50 - об'єм стандартного розчину А, взятого для досвіду, см .

Розчин Б готують перед вживанням. 10 см стандартного розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають до мітки водою і перемішують.

1 см розчину містить Б 0,00001 г кремнію.

(Змінена редакція, Зм. N 2, 3, 4).

2.3. Проведення аналізу

0,1 г сталі поміщають у склянку або колбу місткістю 100 см , доливають 10 см соляної кислоти (1:3) та 1 см азотної кислоти при масовій частці кремнію до 0,40% або 20 см соляної кислоти (1:3) та 1 см азотної кислоти при масовій частці кремнію 0,40%-0,80%. Накривають склянку або колбу годинниковим склом та нагрівають до розчинення навішування, не допускаючи кипіння. Доливають 10 см води і кип'ятять 2-3 хв до видалення оксидів азоту.

Якщо сталь не розчиняється у зазначених кислотах, навішування можна розчиняти в суміші соляної та азотної кислот (1:1), (3:1) або в суміші азотної та соляної кислот (1:6), (1:8).

Кількість доданої для розчинення навішування соляної та азотної кислот не повинна перевищувати вищезазначеного.

Фільтр з осадом поміщають платиновий тигель, висушують і озолюють. Осад прожарюють при 900 °C - 1000 °C. Після охолодження в ексикаторі вміст тигля сплавляють з 0,5 г натрію вуглекислого при 1000 °C - 1100 °C.

Тигель з плавом охолоджують, обполіскують зовнішні стінки тигля водою і поміщають у склянку місткістю 200 см . Плав вилуговують в 20-25 см води під час нагрівання. Розчин охолоджують та приєднують до основного фільтрату; доливають до мітки водою і перемішують. Отриманий розчин фільтрують через сухий фільтр «біла стрічка» у конічну колбу місткістю 100 см , відкидаючи перші порції розчину, попередньо обполоснувши ними колбу.

У дві мірні колби місткістю 100 см поміщають по 20 см розчину, якщо в сталі міститься 0,05%-0,40% кремнію, або 10 см розчину, якщо сталі містяться 0,40%-0,80% кремнію. У колби доливають по 50 см води та в одну з них додають 10 см розчину молібденовокислого амонію Розчин другої колби використовують як розчин порівняння. Поява осаду або легкої опалесценції при додаванні амонію молібденовокислого свідчить про рН 1,3-1,5, необхідний для утворення кремнемолібденового комплексу.

Через 15 хв після додавання розчину молібденовокислого амонію доливають у вказаному порядку: по 5 см сірчаної кислоти 4:5, по 5 см 8%-ного розчину щавлевої кислоти та по 5 см 2%-ного розчину аскорбінової кислоти. Після додавання кожного реактиву розчини перемішують. Розчини доливають водою до мітки, перемішують і витримують протягом 30 хв (20±4) °С.

Величину оптичної щільності розчинів вимірюють на спектрофотометрі при 810 нм у кюветі з товщиною поглинаючого шару 10 мм або на фотоелектроколориметрі при (630±10) нм у кюветі з товщиною поглинаючого шару 20 мм.

Кількість кремнію в міліграмах з урахуванням поправки контрольного досвіду визначають за градуювальним графіком.

(Змінена редакція, Зм. N 3).

2.3.1. Побудова градуювального графіка

У сім мірних колб або склянок місткістю 100 см поміщають по 0,1 г карбонільного заліза, доливають по 10 см соляної кислоти 1:3 та нагрівають, не допускаючи кипіння розчину, 3-5 хв. Доливають по 1 см азотної кислоти та продовжують нагрівання до повного розчинення заліза. Потім доливають по 10 мл води і кип'ятять 2-3 хв до видалення оксидів азоту. Розчини охолоджують.

До розчинів доливають певні кількості мілілітрів стандартного розчину кремнекислого Б натрію, що містять 0,02; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40 мг кремнію. Сьома мірна колба або склянка слугує для проведення контрольного досвіду. При розчиненні наважок у склянках розчини переносять у мірні колби місткістю 100 см. , доливають водою до міток і перемішують. Отримані розчини фільтрують через сухі фільтри «біла стрічка» конічні колби місткістю 150-200 мл, відкидаючи перші порції розчину, попередньо сполоснувши ними колби.

У дві мірні колби місткістю 100 см поміщають по 20 см фільтрату, доливають по 50 см води та в одну з них додають 10 мл розчину молібденовокислого амонію. Розчин другої колби використовують як розчин порівняння. Поява осаду або легкої опалесценції при додаванні амонію молібденовокислого свідчить про рН 1,3-1,5, необхідний для утворення кремнемолібденового комплексу.

Через 15 хв після додавання розчину молібденовокислого амонію приливають при перемішуванні у зазначеному порядку: по 5 см сірчаної кислоти 4:5, по 5 см розчину щавлевої кислоти та по 5 см розчину аскорбінової кислоти Доливають водою до міток, перемішують і витримують 30 хв при (20±4) °С.

Оптичну щільність розчинів вимірюють на спектрофотометрі при 810 нм у кюветі з товщиною поглинаючого шару 10 мм або на фотоелектроколориметрі при (630±10) нм у кюветі з товщиною поглинаючого шару 20 мм.

Зі значень оптичної щільності аналізованих розчинів віднімають значення оптичної щільності розчину контрольного досвіду.

За знайденими значеннями оптичної щільності та відповідним значенням маси кремнію будують градуювальний графік.

(Змінена редакція, Изм. N 2, 3).

2.4. Обробка результатів

2.4.1. Масову частку кремнію ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса навішування сталі, що відповідає аліквотній частині розчину, мг;

- Маса кремнію, знайдена за градуювальним графіком, мг.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

2.4.2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки кремнію вказані в табл.1.

Таблиця 1

(Змінена редакція, зміна N 4).

3. ГРАВІМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КРЕМНІЮ (0,10-7,00%)

3. ГРАВІМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КРЕМНІЮ (0,10%-7,00%)

3.1. Сутність методу

Метод заснований на виділенні кремнію у вигляді полімеризованої кремнієвої кислоти з кислого розчину, її дегідратації та зважуванні отриманого двоокису кремнію.

3.2. Реактиви та розчини

Кислота соляна за ГОСТ 14261 та розведена 1:1, 1:10, 1:50.

Кислота азотна згідно з ГОСТ 4461 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 , розведена 1:1 та 1:4.

Кислота фтористоводнева (плавикова) за ГОСТ 10484 .

Кисота хлорна щільністю не менше 1,54 г/см .

Амоній роданистий, за ГОСТ 19522 , 50 г/дм ; 5% розчин.

Натрій безводний вуглекислий за ГОСТ 83 .

Калій вуглекислий - вуглекислий натрій за ГОСТ 4332 .

(Змінена редакція, Зм. N 2, 3, 4).

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. Маса навішування та кількість кислот, що застосовуються для її розчинення, наведені у табл.2.

Таблиця 2

(Змінена редакція, Зм. N 1, 3).

3.3.2. (Виключений, Зм. № 3).

3.3.3. Визначення кремнію в сталях, що містять до 5% вольфраму та до 10% хрому, сірчанокислотним методом

Наважку сталі (п. 3.3.1) поміщають у склянку місткістю 250-300 см і доливають сірчану кислоту, 1:4. Склянку накривають годинниковим склом і нагрівають до повного розкладання навішування. До розчину доливають невеликими порціями 3-5 см. азотної кислоти, випарюють при помірному нагріванні до появи парів сірчаної кислоти та нагрівають ще 3-5 хв.

Якщо навішування не розчиняється в сірчаній кислоті, її розчиняють у 30-50 см суміші соляної та азотної кислот у співвідношенні 3:1. Потім доливають 40-60 см сірчаної кислоти 1:4, нагрівають до появи її пари і нагрівають ще 3-5 хв.

Склянку охолоджують, додають 10 см соляної кислоти та обережно, при перемішуванні, доливають невеликими порціями 130-150 см. гарячої води. Склянку накривають годинниковим склом, нагрівають до розчинення солей і майже до кипіння.

Осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної фільтрувальної маси. Осад на фільтрі промивають гарячою соляною кислотою 1:20 до відсутності промивної рідини іонів тривалентного заліза (за реакцією з роданистим амонієм) і 2-3 рази гарячою водою. Фільтр із осадом зберігають.

Фільтрат та промивну рідину переносять у склянку, в якій проводили розчинення навішування, нагрівають до появи парів сірчаної кислоти та нагрівають ще 3-5 хв.

Склянку охолоджують, додають 10 см соляної кислоти, нагрівають 3-5 хв і обережно, при перемішуванні, доливають невеликими порціями 130-150 см води. Склянку накривають годинниковим склом, нагрівають до розчинення солей і майже до кипіння.

Осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної фільтробмасової маси, промивають гарячою соляною кислотою 1:20 до відсутності в промивній рідині іонів тривалентного заліза (за реакцією з роданистим амонієм) і 2-3 рази гарячою водою.

Фільтри з основним та додатково виділеним опадами поміщають у платиновий тигель, висушують і озолюють. Осад прожарюють при 1000 °C - 1100 °C.

Після охолодження в ексикаторі тигель з осадом зважують. Осад змочують 2-3 краплями води, додають 3-4 краплі сірчаної кислоти 1:1 (за наявності в осаді оксидів вольфраму, ніобію та ін. додають 4-6 крапель сірчаної кислоти 1:1), доливають 3-5 см фтористоводневої кислоти і, не даючи розчину кипіти, обережно випаровують вміст тиглю до видалення парів сірчаної кислоти. Залишок у тиглі прожарюють при 1000 °C - 1100 °C (якщо в сталі міститься більше 0,5% вольфраму, осад у тиглі прожарюють при 750 °C - 800 °С), охолоджують в ексікаторі і зважують.

В обох випадках осад у тиглі прожарюють до постійної маси.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 2, 3).

3.3.4. Визначення кремнію в сталях, що містять до 1% вольфраму, хлорнокислотним методом

Наважку сталі (п. 3.3.1) поміщають у склянку місткістю 250-300 см , доливають 20-30 см суміші соляної та азотної кислот у співвідношенні 3:1 або 40 см суміші соляної кислоти, розведеної 1:1, азотної кислоти, розведеної 3:1, і нагрівають до повного розкладання навішування. Наливають 20-30 см хлорної кислоти густиною 1,65 і нагрівають до появи її парів. Склянку накривають годинниковим склом і нагрівають 15-20 хв.

Розчин охолоджують обережно, при перемішуванні, доливають 120-130 см. гарячої води нагрівають до розчинення солей і потім майже до кипіння.

Осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної фільтрувальної маси. Осад промивають гарячою соляною кислотою 1:20 до відсутності у промивній рідині іонів тривалентного заліза (за реакцією з роданистим амонієм) та ще 2-3 рази гарячою водою. Фільтр із осадом зберігають.

Фільтрат та промивну рідину переносять у склянку, в якій проводили розчинення навішування. Розчин випарюють до появи парів хлорної кислоти та нагрівають 15-20 хв. Склянку охолоджують, обережно, при перемішуванні, доливають 120-130 см. гарячої води нагрівають до розчинення солей і потім майже до кипіння.

Осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної фільтрувальної маси. Осад на фільтрі промивають гарячою соляною кислотою 1:20 до відсутності у промивній рідині іонів тривалентного заліза (за реакцією з роданистим амонієм), потім 2-3 рази гарячою водою.

Фільтри з основним та додатково виділеним опадами поміщають у платиновий тигель, висушують і озолюють. Осад прожарюють при 1000 ° C - 1100 ° C до постійної маси. Після охолодження в ексикаторі тигель з осадом зважують. Осад змочують 2-3 краплями води, додають 3-4 краплі сірчаної кислоти 1:1 (за наявності в осаді оксидів вольфраму, ніобію та ін. додають 4-6 крапель сірчаної кислоти 1:1), доливають 3-5 см фтористоводневої кислоти, і, не даючи розчину кипіти, обережно випаровують вміст тиглю до видалення парів сірчаної кислоти. Тигель прожарюють при 1000 °C - 1100 °C (якщо в сталі міститься більше 0,5% вольфраму, осад в тиглі прожарюють при 750 °C - 800 °С), охолоджують в ексікаторі і зважують.

В обох випадках осад прожарюють до постійної ваги.

(Змінена редакція, Изм. N 2, 3).

3.4. Обробка результатів

3.4.1. Масову частку кремнію ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса навішування, г;

- Маса тигля з осадом двоокису кремнію, г;

- Маса тигля із залишком після обробки фтористоводневої кислотою, г;

- Маса тигля з осадом, отриманим у контрольному досвіді, г;

- Маса тигля з залишком, отриманим у контрольному досвіді після обробки фтористоводневої кислотою, г;

0,4674 - коефіцієнт перерахунку двоокису кремнію на кремній.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.4.2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки кремнію вказані в табл.1.

(Змінена редакція, зміна N 4).