ГОСТ 12356-81

ГОСТ 12356–81 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення титану (зі змінами N 1, 2)

ГОСТ 12356-81

Група В39

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СТАЛИ ЛЕГОВАНІ І ВИСОКОЛЕГОВАНІ

Методи визначення титану

Steels alloyed і highalloyed. Методи визначення титанію

МКС 77.080.20

Дата введення 1981-07-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством металургії СРСР

РОЗРОБНИКИ

М. П. Лякішев, С. М. Новокщенова , Ст Т. Абабков , М. С. Димова , Ст Д. Хромов , Т. Ф. Рибіна , І. Ф. Меделян , Є. І. Васильєва , О. І.Путимцева

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР з управління якістю продукції та стандартів від 07.04.81 N 1867

3. Стандарт повністю відповідає СТ РЕВ 965-78

4. ВЗАМІН ГОСТ 12356-66 в частині разд.2-6

5. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

6. Обмеження терміну дії знято за протоколом N 5-94 Міждержавної ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІУС 11-12-94)

7. ВИДАННЯ (липень 2005 р.) зі Змінами N 1, 2, затвердженими у грудні 1985 р., грудні 1990 р. (ІВД 4-86, 3-91)


Цей стандарт встановлює екстракційно-фотометричний метод визначення титану (при масовій частці титану від 0,005 до 0,3%), фотометричний метод (при масовій частці титану від 0,01 до 3,5%) у легованих та високолегованих сталях.

Стандарт повністю відповідає СТ РЕВ 965-78.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

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

(Змінена редакція, Зм. N 2).

2. ЕКСТРАКЦІЙНО-ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ТИТАНУ В СТАЛЯХ, ЩО МІСТЬ НЕ БІЛЬШ 1% НІОБІЇ І НЕ БІЛЬШ 1% ВОЛЬФРАМА

2.1. Сутність методу

Метод заснований на утворенні забарвленого в жовтий колір комплексної сполуки титану з діантипірилметаном, екстракції його хлороформом та вимірювання світлопоглинання отриманого екстракту при довжині хвилі 395 нм або при 410-430 нм (у присутності ніобію).

Маса титану 50 см екстракту становить 10-150 мкг. Залізо (III) та ванадій (V) відновлюють аскорбіновою кислотою.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

2.2. Апаратура та реактиви

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261 та розбавлена 1:1, 1:6, 1:9, 1:100.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 чи ГОСТ 14262 і розбавлена 1:2, 1:4, 1:5.

Аміак водний за ГОСТ 3760 .

Кислота азотна за ГОСТ 4461 чи ГОСТ 11125 .

Кислота аскорбінова, розчин 100 г/дм свіжоприготовлений.

Індикатор універсальний, папір.

Перекис водню за ГОСТ 10929 .

Калій піросернокислий згідно з ГОСТ 7172 .

Діантипірилметан, розчин 4 г/дм , свіжоприготовлений у соляній кислоті 1:6

Хлороформ за ГОСТ 20015 .

Олово металеве у гранулах.

Олово хлористо за ТУ 6-09-5393-88, розчин: 200 г хлористого олова розчиняють у 145 см гарячої соляної кислоти. Розчин охолоджують, доливають водою до об'єму 1 дм. і додають кілька гранул олова, свіжоприготовлений розчин.

Титан металевий за ГОСТ 19807 .

Титану двоокис.

Титан сірчанокислий, стандартні розчини, А та Б.

Розчин А: 0,1668 г свіжопрокаленої при 1000 °C двоокису титану поміщають у платинову або кварцову чашку і сплавляють з 3-5 г піросернокислого калію при 800-850 °С. Після охолодження плав розчиняють 400 см сірчаної кислоти (1:5) у склянці місткістю 600 см і залишають на 12 годин при кімнатній температурі. Розчин фільтрують через фільтр «біла стрічка» у мірну колбу місткістю 1 дм. фільтр промивають 3-4 рази сірчаною кислотою (1:5). Розчин доливають до мітки сірчаною кислотою (1:5) і перемішують.

Встановлюють масову концентрацію розчину А: 100 см стандартного розчину сірчанокислого титану поміщають у склянку місткістю 250-300 см , приливають при перемішуванні розчин аміаку до рН 8-9 за універсальним індикатором і потім надлишок 3-5 см . Розчин з осадом, що випав, нагрівають до кипіння і осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка». Фільтр з осадом промивають 3-4 рази теплою водою, що містить 10 см розчину аміаку в 1 дм води, поміщають попередньо прожарений до постійної маси і зважений платиновий тигель, висушують, озолюють і прожарюють при 1000-1100°С до постійної маси. Тигель з осадом охолоджують в ексикаторі та зважують.

Одночасно проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

Масову концентрацію розчину сірчанокислого титану ( ), виражену в г/см титану, обчислюють за формулою

де - Маса тигля з осадом двоокису титану, г;

- Маса тигля без осаду двоокису титану, г;

- Маса тигля з осадом у контрольному досвіді, г;

- Маса тигля без осаду в контрольному досвіді, г;

0,5996 - коефіцієнт перерахунку двоокису титану на титан;

- Об'єм розчину сірчанокислого титану, взятий для встановлення масової концентрації, см .

Приготування стандартного розчину А допускається з металевого титану. Для цього 0,1 г металевого титану поміщають у склянку місткістю 250-300 см. , доливають 50 см сірчаної кислоти (1:2) та розчиняють при нагріванні. Потім до розчину додають краплями азотну кислоту до знебарвлення його і випарюють до появи густих парів сірчаної кислоти. Розчин охолоджують, обережно змивають стінки склянки водою і випарюють знову до появи парів сірчаної кислоти. Після охолодження розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. , доливають до мітки сірчаною кислотою (1:5) і перемішують. 1 см розчину, містить А 0,0001 г титану.

Розчин Б (готують безпосередньо перед застосуванням): 100 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 1 дм доливають до мітки сірчаною кислотою (1:5) і перемішують; готують безпосередньо перед застосуванням.

1 см розчину містить Б 0,00001 г титану.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 2).

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Аналізовану пробу розчиняють одним із трьох способів.

Спосіб 1. Наважку сталі відповідно до табл.1 поміщають у кварцовий тигель місткістю 100-150 см , накривають кварцовою кришкою і сплавляють з 5-10 г піросернокислого калію при 700 °C. Охолоджений плав розчиняють 20 см соляної кислоти (1:9).

Таблиця 1

Спосіб 2. Наважку сталі відповідно до табл.1 поміщають у склянку місткістю 100-150 см , доливають 10 см соляної кислоти (1:1) і розчиняють при нагріванні, додаючи по краплях розчин перекису водню. Після повного розчинення проби надлишок перекису водню видаляють кип'ятінням розчину.

Спосіб 3. Наважку сталі відповідно до табл.1 поміщають у склянку місткістю 100-150 см , розчиняють при нагріванні 30 см соляної кислоти та 5-7 см азотної кислоти, приливаючи її краплями. Потім додають 10 см сірчаної кислоти (1:4) та розчин випарюють до появи парів сірчаної кислоти. Вміст склянки охолоджують, доливають 20 см. соляної кислоти (1:9) та нагрівають до розчинення солей.

Допускаються інші способи розчинення, які забезпечують повне розкладання проби та не вимагають змін у наступних стадіях аналізу.

Отриманий розчин фільтрують через фільтр «біла стрічка» (основний фільтрат), фільтр промивають два рази соляною кислотою (1:100) і два рази водою. Фільтр з осадом поміщають у кварцовий тигель, висушують, озолюють, прожарюють при 600-700 ° С і сплавляють з 1 г піросернокислого калію. Плав охолоджують, розчиняють при нагріванні 20-30 см соляної кислоти (1:9) та розчин відфільтровують через фільтр «біла стрічка». Фільтр із осадом відкидають, а отриманий фільтрат приєднують до основного фільтрату. Об'єднані фільтрати упарюють до об'єму 15-20 см. .

При масовій частці титану від 0,005 до 0,15% весь розчин переносять у ділильну вирву місткістю 100 см обмиваючи стінки склянки 15 см соляної кислоти (1:9).

При масовій частці титану від 0,015 до 0,3% розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см. доливають до мітки соляною кислотою 1:9 і перемішують. Аліквотну частину розчину, що дорівнює 20 см , поміщають у ділильну вирву місткістю 100 см , доливають 10 см соляної кислоти (1:9), 5 см розчину аскорбінової кислоти та розчин перемішують. Через 3 хв у ділильну вирву доливають 10 см розчину діантіпірілметану і перемішують. Через 30 хв, доливають 5 см розчину хлористого олова, перемішують та додають 20 см хлороформу.

Ділительну вирву струшують протягом 1 хв і після поділу шарів органічний шар зливають у мірну колбу місткістю 50 см. . Екстракцію повторюють двічі, щоразу додаючи по 5 см хлороформу. Органічні шари збирають у ту ж мірну колбу місткістю 50 см. . Екстракт у колбі доливають до мітки хлороформом, перемішують і фільтрують через сухий фільтр суху колбу, яку закривають пробкою. Через 15 хв вимірюють оптичну щільність забарвленого екстракту на спектрофотометрі при довжині хвилі 395 нм або на фотоелектроколориметр зі світлофільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвиль 390-405 нм. Товщину поглинаючого шару кювети вибирають таким чином, щоб отримати значення оптичної щільності в межах прямолінійної ділянки градуювального графіка.

Як розчин порівняння застосовують хлороформ.

Одночасно з виконанням аналізу проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

З середнього значення оптичної густини кожного аналізованого розчину віднімають середнє значення оптичної густини контрольного досвіду.

Масу титану знаходять за градуювальним графіком.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 2).

2.3.2. Побудова градуювального графіка

У сім ділильних вирв місткістю 100 см вводять по 20 см розчину соляної кислоти (1:9) та в шість з них послідовно доливають 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 12,0; 15,0 см стандартного розчину Б титану. У ділильні вирви додають по 5 см розчину аскорбінової кислоти та через 3 хв додають по 10 см розчину діантіпірілметану. Далі аналіз проводять, як зазначено у п. 2.3.1. При вимірі світлопоглинання як розчин порівняння використовують екстракт у сьомій ділильної лійці, що не містить титан.

За отриманими значеннями оптичної щільності та відповідних мас титану будують градуювальний графік.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

2.4. Обробка результатів

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

де - Маса титану в аналізованій пробі, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування сталі, що відповідає аліквотній частині розчину, г.

(Змінена редакція, зміна N 1).

3. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ТИТАНУ

3.1. Сутність методу

Метод заснований на утворенні забарвленого в жовтий колір комплексної сполуки титану з діантипірилметаном у солянокислому середовищі та вимірюванні світлопоглинання отриманого розчину при довжині хвилі 395 нм. При масовій частці титану до 0,1% масова частка вольфраму у пробі має перевищувати 1,5%.

Залізо (III) та ванадій (V) відновлюють аскорбіновою кислотою. Вольфрам та ніобій комплексують відповідно ортофосфорною та винною кислотами.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.2. Апаратура та реактиви

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота соляна згідно з ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261 і розведена 1:1, 1:9, 1:100.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 , розведена 1:1 та 1:2.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 чи ГОСТ 11125 .

Кислота ортофосфорна.

Кислота винна за ГОСТ 5817 , розчин з масовою концентрацією 20 г/дм .

Кислота аскорбінова, розчин 100 г/дм , свіжоприготовлений.

Аміак водний за ГОСТ 3760 .

Калій піросернокислий згідно з ГОСТ 7172 .

Діантипірилметан, розчин 4 г/дм , свіжоприготовлений у соляній кислоті (1:6)

Залізо карбонільне радіотехнічне за ГОСТ 13610 або ДСО-1, залізо чисте типу 008 ЖР.

Універсальний індикатор, папір.

Титан металевий за ГОСТ 19807 .

Ніобій сірчанокислий, розчин з концентрацією 0,001 г/см готують одним із нижчевказаних способів:

0,1 г металевого ніобію поміщають у платинову чашку, додають 5 см фтористоводневої кислоти і краплями азотну кислоту до повного розчинення навішування. Потім до розчину додають 10 см. сірчаної кислоти і випарюють до пари сірчаної кислоти. Розчин охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 100 см. , доводять до мітки сірчаною кислотою (1:2) і перемішують.

0,1 г металевого ніобію поміщають у колбу або склянку місткістю 100-150 см , Додають 2-3 см азотної кислоти та 40 см сірчаної кислоти та розчиняють при нагріванні. Після повного розчинення навішування розчин охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доводять до мітки водою та перемішують.

Стандартні розчини титану готують, як зазначено у п. 2.2.

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. Наважку сталі відповідно до табл.2 поміщають у склянку місткістю 100-150 см і розчиняють при нагріванні 30 см соляної кислоти та 5-7 см азотної кислоти, приливаючи її краплями.

Таблиця 2

Допускаються інші способи розчинення наважок сталі, що забезпечують повне розкладання проби і не вимагають внесення змін у подальші етапи аналізу.

Вміст склянки охолоджують, доливають 15 см. сірчаної кислоти (1:1), 2-3 см ортофосфорної кислоти (якщо сталь містить вольфрам) і випарюють до появи парів сірчаної кислоти. Склянку з розчином охолоджують, доливають 15 см розчину винної кислоти (якщо сталь містить ніобій та тантал) та розчиняють солі в 20 см соляної кислоти (1:9) під час нагрівання.

Розчин фільтрують через фільтр «біла стрічка» (основний фільтрат) і фільтр промивають два рази соляною кислотою (1:100) і два рази водою. Фільтр з осадом поміщають у тигель, висушують, озолюють, прожарюють при 600-700 °З сплавляють з 1 г піросернокислого калію. Плав охолоджують і розчиняють при нагріванні 20-30 см соляної кислоти (1:9).

Отриманий розчин приєднують до основного фільтрату, переносять у мірну колбу відповідно до табл.2, доливають до мітки соляною кислотою (1:9) і перемішують. Частину розчину фільтрують через сухий фільтр, відкидаючи перші порції фільтрату. У дві мірні колби місткістю 100 см поміщають аліквотні частини розчину відповідно до табл.2. У кожну колбу додають по 5 см розчину аскорбінової кислоти перемішують. Через 5 хв додають по 15 см соляної кислоти (1:1) та в одну з колб доливають 10 см розчину діантіпірілметану. Розчини в колбах доливають водою до мітки і перемішують.

Через 45-50 хв вимірюють оптичну щільність отриманих розчинів на спектрофотометрі при довжині хвилі 395 нм або на фотоелектроколориметр зі світлофільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвиль 390-405 нм. Товщину шару, що поглинає світло, кювети вибирають таким чином, щоб отримати значення оптичної щільності в межах прямолінійної ділянки градуювального графіка.

При аналізі ніобійвмісних сталей оптичну щільність розчинів вимірюють в інтервалі довжин хвиль 410-430 нм.

Як розчин порівняння використовують аліквотну частину розчину, що містить всі реактиви за винятком діантипірілметану.

Одночасно з виконанням аналізу проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

З середнього значення оптичної густини кожного аналізованого розчину віднімають середнє значення оптичної густини контрольного досвіду.

Масу титану знаходять за градуювальним графіком.

3.3.2. Побудова градуювального графіка

У сім склянок місткістю 100-150 см поміщають карбонільне залізо і розчин ніобію в кількостях, відповідних їх вмісту в аналізованій пробі, або навішування сталі, близької за складом до аналізованої і не містить титан. У шість із них послідовно доливають 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 та 10,0 см стандартного розчину, А титану. Сьома склянка служить для проведення контрольного досвіду. Далі аналіз проводять, як зазначено у п. 3.3.1.

Місткість мірної колби 100 см об'єм аліквотної частини 10,0 см . При вимірі світлопоглинання як розчин порівняння використовують розчин у сьомій склянці, що не містить титан. За отриманими значеннями оптичної щільності та відповідних мас титану будують градуювальний графік.

3.2-3.3.2. (Змінена редакція, Зм. N 1, 2).

3.4. Обробка результатів

3.4.1. Масову частку титану у відсотках обчислюють за формулою

де - Маса титану в аналізованій пробі, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування сталі, що відповідає аліквотній частині розчину, г.

(Змінена редакція, зміна N 1).

3.4.2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки титану наведено у табл.3.

Таблиця 3

(Змінена редакція, Зм. N 2).