ГОСТ 19863.4-91

ГОСТ 19863.4-91 Сплави титанові. Методи визначення вольфраму

ГОСТ 19863.4-91

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СПЛАВИ ТИТАНОВІ

Методи визначення вольфраму

Titanium alloys.
Методи для визначення значення tungsten

ОКСТУ 1809

Дата введення 1992-07-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством авіаційної промисловості СРСР

РОЗРОБНИКИ

В.Г.Давидов, д-р техн. наук; В. А. Мошкін , канд. техн. наук; Г. І. Фрідман , канд. техн. наук; Л. А. Тенякова ; M.Н.Горлова, канд. хім. наук; А. І. Корольова ; О. Л. Скорська , канд. хім. наук

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР з управління якістю продукції та стандартів від 05.05.91 N 625

3. ВЗАМІН ГОСТ 19863.4-80

4. Періодичність перевірки – 5 років

5. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює фотометричні (при масовій частці від 0,1 до 6,0%) та атомно-абсорбційний (при масовій частці від 0,5 до 6,0%) методи визначення вольфраму.

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

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

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

2. ФОТОМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛЬФРАМУ (при масовій частці вольфраму від 1,0 до 6,0%)

2.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині сірчаної кислоти, утворенні жовтого комплексного з'єднання пятивалентного вольфраму з роданистим амонієм після попереднього відновлення шестивалентного вольфраму трихлористим титаном та вимірювання оптичної щільності розчину при довжині хвилі 400 нм.

Титан, залізо, нікель і хром попередньо відокремлюють гідроксидом натрію. Вплив молібдену при співвідношенні молібдену та вольфраму не більше ніж 1:1 усувають додаванням відповідної масової частки молібдену при побудові градуювального графіка.

2.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Пекти муфельна з терморегулятором.

Фільтри знезолені за ТУ 6-09-1678.

Адсорбент (мацерований папір): 100 г подрібнених фільтрів («червона стрічка») поміщають у склянку місткістю 500 см , доливають 300 см води та перемішують мішалкою до отримання однорідної маси.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см , розчини 1:1 та 1:3.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см та розчини 2:1, 1:1 та 1:4.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 щільністю 1,35-1,40 г/см та розчин 1:5.

Суміш кислот: до 300 см соляної кислоти доливають 100 см азотної кислоти та перемішують.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчини 20 г/дм та 200 г/дм .

Амоній роданистий за ГОСТ 27067 , розчин 500 г/дм .

Титан за ГОСТ 17746 * марки ТГ-100.
_______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 17746-96 , тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

Титан трихлористий, розчин 10 г/дм : 1 г титану поміщають у конічну колбу місткістю 250 см. , доливають 50 см розчину соляної кислоти 2:1, накривають годинниковим склом або лійкою і розчиняють при нагріванні, підтримуючи постійний обсяг тим самим розчином соляної кислоти.

Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. доливають розчином соляної кислоти 2:1 до мітки і перемішують. Розчин придатний для застосування протягом 4 діб при зберіганні у темному місці у колбі з пробкою.

Натрій вольфрамовокислий 2-водний за ГОСТ 18289 .

Стандартний розчин вольфраму: 1,7941 г натрію вольфрамовокислого поміщають в конічну колбу місткістю 250 см , доливають 100 см розчину гідроксиду натрію 20 г/дм та розчиняють при помірному нагріванні.

Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 1000 см. доливають розчином гідроксиду натрію 20 г/дм. до мітки та перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить 0,001 г вольфраму.

Для встановлення масової концентрації вольфраму аліквотні частини по 50 см стандартного розчину вольфраму поміщають у три склянки місткістю по 400 см , доливають по 15 см азотної кислоти та випарюють до об'єму 5-6 см . Потім доливають по 100 см окропу, кип'ятять 15 хв, додають мацерований папір і збовтують.

Осад відфільтровують через фільтр середньої густини («біла стрічка») і промивають 5-6 разів розчином азотної кислоти, нагрітим до 30-40 °C.

Фільтр з осадом поміщають у доведений при температурі 750-800 °C до постійної маси і зважений порцеляновий або платиновий тигель, підсушують, обережно озолюють при температурі 400-500 °C, прожарюють в печі муфельної при температурі 750-800 °C , охолоджують в ексикаторі та зважують.

Одночасно проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

Масову концентрацію вольфрамовокислого натрію по вольфраму ( ) у г/см обчислюють за формулою

, (1)

де - Маса тигля з осадом, г;

- Маса тигля, г;

- Об'єм розчину вольфрамовокислого натрію, взятий для встановлення масової концентрації, см ;

0,7930 - коефіцієнт перерахунку триокису вольфраму на вольфрам.

Залізо (III) хлорид 6-водне за ГОСТ 4147 , розчин 100 г/дм : 100 г хлориду заліза (III) поміщають у склянку місткістю 1000 см. і розчиняють у 200 см розчину соляної кислоти 1:4, доливають 700 см води та перемішують.

Молібден металевий високої чистоти за ТУ 48-19-69, що містить не менше ніж 99,5% молібдену.

Стандартний розчин молібдену: 1 г молібдену поміщають у конічну колбу місткістю 250 см і розчиняють у 30 см суміші кислот. Потім доливають 30 см розчину сірчаної кислоти 1:1 і випарюють до появи білої пари. Розчин охолоджують до кімнатної температури, доливають 50 см води, що нагрівають до розчинення солей; розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,001 г молібдену.

Метиловий оранжевий: 0,1 г реагенту розчиняють у 100 см води при слабкому на

гріванні.

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Наважку проби масою 0,25 г поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 40 см розчину сірчаної кислоти 1:3 та нагрівають до повного розчинення. У розчин додають по краплях азотну кислоту до зникнення фіолетового забарвлення, три краплі надлишок, випарюють до появи густих білих пар і продовжують нагрівання протягом 3 хв.

Розчин охолоджують до кімнатної температури, доливають 40 см води та нагрівають до розчинення солей, перемішують, додають 10 см розчину хлориду заліза (III), 40 см розчину гідроксиду натрію 200 г/дм і перемішують.

Розчин переводять порціями по 10 см у мірну колбу місткістю 250 см , Що містить 50 см розчину натрію гідроксиду, нагрітого до температури 80-85 °C. Колбу обмивають 10 см гарячого розчину гідроксиду натрію 200 г/дм , перемішують, охолоджують до кімнатної температури в проточній воді, доливають водою до мітки і перемішують.

Осаду дають відстоятися протягом 15-20 хв, розчин фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») у конічну колбу місткістю 250 см , відкидаючи перші порції фільтрату

Аліквотну частину розчину відповідно до табл.1 поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 2 см розчину роданистого амонію, 45 см розчину соляної кислоти 2:1, перемішують та охолоджують до температури 15-17 °C.

Таблиця 1

До охолодженого розчину доливають п'ятнадцять крапель (порціями по п'ять крапель) розчину трихлористого титану. У разі присутності в сплаві молібдену трихлористий титан доливають порціями по чотири краплі до зникнення червоно-жовтогарячого забарвлення комплексної сполуки молібдену з роданід-іонами і п'ять крапель надлишок. Через 5 хв після утворення стійкого жовто-зеленого забарвлення доливають розчином соляної кислоти 1:1 до мітки і перемішують.

2.3.2. Оптичну щільність розчину вимірюють через 5 хв, але не пізніше ніж через 30 хв при довжині хвилі 400 нм в кюветі з товщиною шару фотометрируемого 30 мм. Розчином порівняння служить розчин контрольного досвіду, який готують за п. 2.3.1 з усіма реактивами, що використовуються в аналізі.

2.3.3. Масову частку вольфраму обчислюють за градуювальним графіком.

2.3.4. Побудова градуювального графіка

У сім конічних колб місткістю по 250 см поміщають навішування титану масою по 0,25 г. У шість з них відміряють 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0 см стандартного розчину вольфраму, що відповідає 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01; 0,0125; 0,015 г вольфраму, доливають 40 см розчину сірчаної кислоти 1:3 і далі продовжують за п. 2.3.1.

За наявності у сплаві молібдену у вісім конічних колб місткістю по 250 см відміряють стандартний розчин молібдену у кількості, що відповідає масовій частці молібдену в пробі. Розчином порівняння служить розчин, який не введений вольфрам.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм мас вольфраму будують градуювальний графік.

2.4. Обробка результатів

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

, (2)

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

- Маса навішування проби у відповідній аліквотній частині розчину, г.

2.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, зазначених у табл.2.

Таблиця 2

3. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛЬФРАМУ (при масовій частці вольфраму від 0,1 до 1,5%)

3.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в суміші соляної та борофтористоводневої кислот, утворенні жовтого комплексного з'єднання пятивалентного вольфраму з роданистим амонієм після попереднього відновлення шестивалентного вольфраму трихлористим титаном та вимірювання оптичної щільності розчину при довжині хвилі 400 нм.

Вплив молібдену при співвідношенні молібдену та вольфраму не більше ніж 1:1 усувають додаванням відповідної масової частки молібдену при побудові градуювального графіка.

Метод застосовується для сплавів з масовою часткою вольфраму трохи більше 1,5%.

3.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Пекти муфельна з терморегулятором.

Фільтри знезолені за ТУ 6-09-1678.

Адсорбент (мацерований папір): 100 г подрібнених фільтрів («червона стрічка») поміщають у склянку місткістю 500 см , доливають 300 см води та перемішують мішалкою до отримання однорідної маси.

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

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , розчини 1:1 та 2:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 щільністю 1,35-1,40 г/см , Розчин 1:5.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Кислота борна ГОСТ 9656 .

Кислота борофтористоводнева: до 280 см фтористоводневої кислоти при температурі (10±2) °C додають порціями 130 г борної кислоти і перемішують. Реактив готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Амоній роданистий за ГОСТ 27067 , розчин 150 г/дм .

Титан згідно з ГОСТ 17746 марки ТГ-100.

Титан трихлористий, розчин 10 г/дм : 1 г титану поміщають у конічну колбу місткістю 250 см. , доливають 50 см розчину соляної кислоти 2:1, накривають годинниковим склом або лійкою і розчиняють при нагріванні, підтримуючи постійний обсяг тим самим розчином соляної кислоти.

Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. доливають розчином соляної кислоти 2:1 до мітки і перемішують.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 20 г/дм .

Натрій вольфрамовокислий 2-водний за ГОСТ 18289 .

Стандартний розчин вольфраму - за п. 2.2.

Молібден металевий високої чистоти за ТУ 48-19-69, що містить не менше ніж 99,5% молібдену.

Стандартний розчин молібдену

п. 2.2.

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. Наважку проби масою відповідно до табл.3 поміщають у конічну колбу місткістю 100 см , доливають 20 см соляної кислоти, 1 см борофтористоводневої кислоти та нагрівають до повного розчинення.

Таблиця 3

Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають водою до мітки та перемішують. Аліквотну частину розчину 10 см поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 10 см розчину роданистого амонію, п'ятнадцять крапель (порціями по п'ять крапель) розчину трихлористого титану, доливають розчином соляної кислоти 1:1 до мітки і перемішують.

3.3.2. Оптичну щільність розчину вимірюють через 10 хв, але не пізніше ніж через 30 хв при довжині хвилі 400 нм у кюветі з товщиною шару фотометрируемого 30 мм.

Розчином порівняння служить розчин контрольного досвіду: навішування титану відповідно до табл.3 поміщають у конічну колбу місткістю 100 см та продовжують аналіз за п. 3.3.1.

3.3.3. Масову частку вольфраму обчислюють за градуювальним графіком.

3.3.4. Побудова градуювального графіка

У дев'ять конічних колб місткістю по 100 см поміщають навішування титану відповідно до табл.3. У вісім їх відміряють 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 см стандартного розчину вольфраму, що відповідає 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025; 0,003; 0,0035; 0,004 г вольфраму, доливають по 20 см соляної кислоти, 1 см борофтористоводневої кислоти та продовжують аналіз за п. 3.3.1.

За наявності у сплаві молібдену дев'ять конічних колб місткістю по 100 см відміряють стандартний розчин молібдену у кількості, що відповідає масовій частці молібдену в пробі.

Розчином порівняння служить розчин, який не введений вольфрам.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм мас вольфраму будують градуювальний графік.

3.4. Обробка результатів

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

, (3)

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

- Маса навішування проби у відповідній аліквотній частині розчину, г.

3.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, зазначених у табл.4.

Таблиця 4

4. АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛЬФРАМУ

4.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в соляній та борофтористоводневій кислотах та вимірюванні атомної абсорбції вольфраму при довжині хвилі 255,1 нм у полум'ї ацетилен – закис азоту.

4.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для вольфраму.

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Закис азоту медичний.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , Розчин 2:1.

Кислота азотна за ГОСТ 11125 щільністю 1,35-1,40 г/см та розчин 1:5.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Суміш фтористоводневої та азотної кислот у співвідношенні 1:1.

Кислота борна ГОСТ 9656 .

Кислота борофтористоводнева: до 280 см фтористоводневої кислоти при температурі (10±2) °C додають порціями 130 г борної кислоти і перемішують. Реактив готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Вольфрам високої чистоти за ТУ 48-19-57.

Стандартні розчини вольфраму

Розчин А: 5 г вольфраму поміщають у фторопластовий стакан, додають 75 см суміші фтористоводневої та азотної кислот у співвідношенні 1:1. Після розчинення навішування розчин переводять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину, містить А 0,01 г вольфраму.

Розчин Б: 10 см розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді, готують перед вживанням.

1 см розчину містить 0,001 г вольфра

ма.

4.3. Проведення аналізу

4.3.1. Наважку проби масою 0,5 г поміщають у конічну колбу місткістю 100 см , додають 20 см розчину соляної кислоти 2:1, 1 см борофтористоводневої кислоти розчиняють при помірному нагріванні. Розчин охолоджують до кімнатної температури, додають 1 см пероксиду водню, 10 см борофтористоводневої кислоти і переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

4.3.2. Розчин контрольного досвіду готують за п. 4.3.1.

4.3.3. Побудова градуювального графіка

4.3.3.1. При частці вольфраму від 0,5 до 2,0%

У п'ять конічних колб місткістю по 100 см поміщають по 0,5 г навішування сплаву, аналогічного за аналізованим складом, але не містить вольфраму, і проводять розчинення за п. 4.3.1, потім в чотири з них відміряють 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01 г вольфраму, і далі продовжують аналіз за п. 4.3.1.

4.3.3.2. При масовій частці вольфраму понад 2,0 до 6,0%

У п'ять конічних колб місткістю по 100 см поміщають по 0,5 г навішування сплаву, аналогічного за аналізованим складом, але не містить вольфраму, і проводять розчинення за п. 4.3.1, потім в чотири з них відміряють 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 см стандартного розчину А, що відповідає 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 г вольфраму, і далі виконують операції з п. 4.3.1.

4.3.4. Розчин проби, розчин контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпорошують в полум'я ацетилен - закис азоту (відновне) та вимірюють атомну абсорбцію вольфраму при довжині хвилі 255,1 нм.

За отриманими значеннями атомних абсорбцій та відповідним їм масовим концентраціям вольфраму будують градуювальний графік у координатах «Значення атомного поглинання — Масова концентрація вольфраму, г/см ».

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

4.4. Обробка результатів

4.4.1. Масову частку вольфраму ( ) у відсотках обчислюють за формулою

, (4)

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

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

- Об'єм розчину проби, см ;

- Маса навішування проби, г

.

4.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, зазначених у табл.5.

Таблиця 5