ГОСТ 20068.3-79

ГОСТ 20068.3-79 Бронзи безолов'яні. Метод спектрального аналізу за стандартними окисними зразками з фотографічною реєстрацією спектру (зі Змінами N 1, 2)

ГОСТ 20068.3-79

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

БРОНЗИ БЕЗОЛОВ'ЯНІ

Метод спектрального аналізу з окисних стандартних
зразкам з фотографічною реєстрацією спектру

Tinless bronze. Метод spectral analysis of oxide
standard specimens with spectrum photographic record

ОКСТУ 1709

Дата введення 1980-07-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством кольорової металургії СРСР

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 29.10.79 N 4102

3. ВЗАМІН ГОСТ 20068.3-74

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

5. Обмеження терміну дії знято за протоколом N 7-95 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІВД 11-95)

6. ВИДАННЯ зі Змінами N 1, 2, затвердженими у червні 1984 р., листопаді 1989 р. (ІУС 9-82, 2-90)


Цей стандарт поширюється на безолов'яні бронзи марок БрА5, БрА7, БрАМц9-2, БрАМц10-2, БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1,5, БРАЖН10-4-4, БрАЖНМц9-4-4-1, БрКМц3-1, БрА , БрБНТ1,7, БрБНТ1,9 та БрКН1,3 за ГОСТ 18175 та встановлює метод спектрального аналізу за окисними зразками з фотографічною реєстрацією спектра.

Метод заснований на використанні як аналізованих зразків та стандартних зразків (СО) окисних порошків бронз, одержуваних шляхом розчинення металу в азотній кислоті з подальшим термічним розкладанням солей. Спресовані таблетки порошкові бронзи або СО на графітових підставках вводять в дугу постійного струму. Реєстрацію спектрів здійснюють за допомогою спектрографа. Метод дає можливість проводити аналіз проб у будь-якому вигляді.

Метод дозволяє визначати в безолов'яних бронзах залізо, нікель, марганець, цинк, олово, свинець, миш'як, алюміній, сурму, кремній та титан у діапазоні масових часток, зазначених у табл.1.

Таблиця 1

Східність і відтворюваність результатів аналізу характеризується величинами розбіжностей, що допускаються, наведеними в табл.2, при довірчій ймовірності =0,95.

Таблиця 2

Примітки:

1. При перевірці виконання встановлених нормативів розбіжностей, що допускаються, двох результатів паралельних визначень за приймають середньоарифметичне першого ( ) та другого ( ) результатів паралельних визначень даної домішки в одній і тій самій пробі.

2. При перевірці встановлених нормативів розбіжностей, що допускаються, двох результатів аналізу за приймають середньоарифметичне двох зіставних результатів аналізу.


Метод спектрального аналізу за окисними стандартними зразками є арбітражним.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методу аналізу - за ГОСТ 25086 .

1.2. Систематична перевірка відтворюваності результатів аналізу проб за ГОСТ 18242 .

(Введений додатково, Зм. N 2).

2. АПАРАТУРА, РЕАКТИВИ ТА РОЗЧИНИ

Спектрограф кварцовий чи дифракційний середньої чи великої дисперсії. Допускається використання спектральної апаратури з фотоелектричної реєстрації спектра, якщо вона забезпечує збіжність результатів аналізу, вказану в табл.2.

Джерело постійного струму для живлення дуги, що забезпечує напругу 200-400 і силу струму до 10 А.

Пристрій для високочастотного підпалювання дуги постійного струму від будь-якої системи генератора (ПС-39, ДГ, ІГ).

Мікрофотометр, призначений для вимірювання оптичних густин спектральних ліній.

Комплект для пресування порошків

Чорт.1

Прес масляний, гідравлічний або будь-який інший, що забезпечує тиск 1,5-2 т.

Пресформа з легованої сталі (наприклад ХВГ) з пуансоном діаметром 4-6 мм, висотою 50-80 мм (див. рис.1). Пуансон і внутрішню поверхню матриці загартовують та цементують, після чого ретельно шліфують та доводять поверхні.

Пекти муфельна будь-якого типу з термопарою, що дозволяє отримувати та підтримувати температуру до 800 °C.

Платинові, фарфорові або кварцові випарювальні чашки для розчинення та випарювання проб (для розчинення можна застосовувати також колби або склянки із жаростійкого скла).

Графітові електроди-підставки діаметром 8-10 мм зі сферичною лункою діаметром електродів глибиною (2±0,2) мм (див. рис.2).

Розташування електродів із пробами при зйомці спектрограм

а — розташування та розміри електродів та брикету до експонування;
б - зйомка в анодному режимі; в — Зйомка в режимі катода. 1 - графітова підставка; 2 - брикет; 3 - розплав; 4 - підставний електрод

Чорт.2

Спектральні вугілля марки С-3 діаметром (6±0,2) мм.

Стандартні зразки, виготовлені за ГОСТ 8315.

Сушильна шафа.

Електроплитка.

Верстат з набором фасонних різців для заточування вугільних електродів та електродів-підставок.

Платівки спектрографічні типу 1 або 2 чутливістю 0,5-5 од., «Мікро» чутливістю 10-60 од. та платівки типу УФШ.

Ваги аналітичні на 200 г з різновагою типу АДВ-200.

Ступка агатова або з органічного скла.

Бюкси для зберігання брикетів.

Пінцети для брикетів.

Скляні чи пластмасові ковпачки для захисту від пилу заточених електродів.

Магніт типу МВМ 63.

Секундомір або реле часу.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 , розведена 1:1 або 1:3.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Метолпара-метиламінофенолсульфат за ГОСТ 25664 .

Гідрохінон (парадіоксибензол) за ГОСТ 19627 .

Натрій сірчистокислий за ГОСТ 195 .

Натрій безводний вуглекислий за ГОСТ 83 .

Калій бромистий згідно з ГОСТ 4160 .

Натрій сірчанокислий кристалічний (тіосульфат) за ГОСТ 244 .

Кислота оцтова згідно з ГОСТ 61 .

Вода дистильована за ГОСТ 6709 .

Проявник для пластинок спектральних типу 1, 2, Мікро, готують змішуванням рівних обсягів розчинів 1 і 2 перед застосуванням.

Розчин 1; готують наступним чином: 2,5 г метолу, 12 г гідрохінону і 100 г сірчанокислого натрію розчиняють в 500-700 см води та доливають водою до 1 дм .

Розчин 2; готують наступним чином: 100 г вуглекислого натрію і 7 г бромистого калію розчиняють в 500-700 см води та доливають водою до 1 дм .

Допускається застосування інших контрастних проявників.

Проявник для спектральних платівок типу УФШ; готують наступним чином: 2,2 г метолу, 8,8 г гідрохінону, 96 г сірчистокислого натрію, 48 г натрію вуглекислого і 5 г бромистого калію розчиняють в 500-700 см води та доливають водою до 1 дм .

Фіксажний розчин; готують наступним чином: 300 г тіосульфату натрію, 25 г сірчистокислого натрію та 8 см оцтової кислоти розчиняють за 1 дм дистильованої води. Допускається використання інших фіксажних розчинів.

Допускається використання іншої апаратури, обладнання, матеріалів та реактивів, за умови отримання метрологічних характеристик не гірше за встановлені цим стандартом. Засоби вимірювання мають бути атестовані відповідно до ГОСТ 8.326*.
__________________
* У Російській Федерації діють ПР 50.2.009-94.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 2).

3. ПІДГОТОВКА ДО АНАЛІЗУ

3.1. Зразок відмагнічують і очищають від поверхневих забруднень шляхом травлення в азотній кислоті, розведеній 1:3 протягом 5-10 с, потім промивають водою, етиловим спиртом і висушують при 105 °C. Середню пробу масою не менше 3 г поміщають у випарювальну чашку, доливають азотну кислоту (1:1) з розрахунку 10-15 см кислоти на 1 г металу та розчиняють при помірному нагріванні. Отриманий розчин випарюють насухо, чашку з сухими солями поміщають у муфельну піч, прожарюють при (700±20) °С протягом 15-20 хв до припинення виділення оксидів азоту і оксиди, що утворилися, розтирають у ступці.

3.2. ЗІ перетворюють на стружку, попередньо знявши забруднений поверхневий шар на токарному верстаті. Підготовку С. О. до аналізу ведуть, як зазначено у п. 3.1.

3.3. Від отриманих порошків відбирають три навішування масою (0,30±0,01) г і брикетують в сталевий прессформе. Підготовлені до зйомки таблетки зберігають у бюксах.

4. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

4.1. Таблетки поміщають у поглиблення на торці графітового електрода, укріпленого в нижньому електротримачі. Як другий електрод встановлюють вугільний або мідний стрижень, зміцнюючи його у верхньому електротримачі так, щоб відстань від його нижньої кромки до верхньої частини таблетки становила (3,0±0,1) мм.

Форма та розмір електродів та їх розташування під час експозиції наведено на рис.2.

Джерелом світла служить дуга постійного струму при силі струму 6-3 А. Таблетку на підставці графітової включають анодом дуги. Кожна таблетка повинна використовуватись для отримання лише однієї спектрограми. При включенні струму до сплавлення брикету дуга загоряється між підставним електродом і підставкою, і лише після оплавлення частини брикету анодна пляма дуги переходить на розплав, що утворився окислів. Цей перехід прискорюють тим, що після кількох секунд горіння дуги вимикають струм і повторно його вмикають, поки розплав ще не встиг охолонути. Початок експозиції вважають після переходу анодної плями дуги на брикет. Час експозиції 30-40 с. Протягом усього часу експозиції необхідно коригувати спочатку встановлений дуговий проміжок збільшеного зображення дуги на екрані середньої лінзи освітлювальної системи або за допомогою спеціальної проекційної короткофокусної лінзи.

Умови зйомки спектрограм:

Ширина щілини спектрографа - 0,010-0,015 мм.

Висвітлення щілини спектрографа за допомогою трилінзового конденсора.

Діафрагма на середній лінзі конденсора – 5 мм.

Спектри стандартних зразків та проб фотографують по три рази на одній фотопластинці.

Короткохвильову частину спектра фотографують на платівках УФШ, а довгохвильову - на платівках типу 1, 2 або «Мікро».

Допускається визначати масову частку заліза, нікелю та кремнію в катодному режимі, використовуючи від проб і СО корольки, що залишилися після спалювання на аноді.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

4.2. У тих випадках, коли умови зйомки спектрів відрізняються від рекомендованих, наприклад щілина висвітлюється за допомогою однолінзового конденсора, застосовується інша сила струму, платівки іншої чутливості тощо , слід попередньо підібрати умови з метою вибору оптимального інтервалу оптичних щільностей ліній.

Примітка. Час експозиції підбирають залежно від чутливості, використовуваних фотопластинок, забезпечуючи нормальне почорніння безперервного фону спектру; в іншому випадку потрібна побудова характеристичної кривої. Збільшення оптичної щільності фону за рахунок вуалі, засвічування тощо не допускається, т.к. у своїй зменшується чутливість аналізу.

4.3. Обробка фотопластинок. Прояв фотопластинок в залежності від їх типу проводять у відповідному проявнику (див. п.2) при температурі 18-20 °С. Після промивання пластинок у проточній воді їх фіксують у фіксажному розчині, промивають у проточній воді та висушують.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

Оптичні густини аналітичних ліній та «внутрішніх стандартів» у спектрограмах вимірюють за допомогою мікрофотометра. Ширина щілини фотоелемента становить 0,10-0,25 мм; ширина щілини між зеленими щічками, що вимірюється на екрані перед фотоелементом, становить 0,3-1,0 мм.

Довжини хвиль аналітичних ліній наведено у табл.3.

Таблиця 3

Як «внутрішній стандарт» вимірюється оптична щільність безперервного фону на спектрограмі поблизу аналітичних ліній.

Допускається застосування інших аналітичних ліній та «внутрішніх стандартів» за умови отримання метрологічних характеристик не гірше за встановлені цим стандартом.

Градуювальні графіки будують у координатах: .

Основним методом є метод "трьох еталонів". Допускається застосування інших методів побудови графіка, наприклад, методу твердого градуювального графіка, методу контрольного еталона і т.д.

Масову частку визначених елементів у пробі знаходять за градуювальним графіком за значенням , знайденому в таблиці обов'язкового додатку , обчисленої для однієї спектрограми, де .

За остаточний результат аналізу приймають середньоарифметичні результати двох паралельних визначень, отриманих на одній фотопластинці.

Розбіжності двох паралельних визначень, що допускаються, і двох результатів аналізу проби не повинні перевищувати величин, зазначених у табл.2.

При знаходженні масової частки елемента поблизу межі браковування кількість паралельних вимірювань подвоюється, тобто фотографування спектрів повторюють на другій фотопластинці.

Контроль точності результатів аналізу проводять за ГОСТ 25086 із використанням державних, галузевих стандартних зразків або стандартних зразків підприємств.

Розд.5. (Змінена редакція, Зм. N 2).

ДОДАТОК (обов'язковий)

ПРИКЛАДНА ПРОГРАМА
Обов'язкове

ТАБЛИЦІ ВЕЛИЧИН , ВІДПОВІДАЮЧИХ
ВИМІРЕНИМ ЗНАЧЕННЯМ

А. Пояснення до таблиць

Нижче наведені таблиці служать для перекладу виміряних значень у величини . Таблиці містять результати розрахунку за формулою

.

Ця формула виходить в такий спосіб.

Позначимо сумарну інтенсивність лінії разом із фоном через , інтенсивність фону під максимумом лінії без лінії через . Так як , то відношення інтенсивності лінії до інтенсивності фону визначається виразом

. ( а )

Якщо умови фотографування спектру вибрано так, що оптична щільність лінії з фоном та фону без лінії лежать у нормальній області, то

, (Б)

де ; - Фактор контрастності. Звідси, користуючись виразом ( а ), легко отримати

.

Таблиці охоплюють найважливіші для практики аналітичної роботи величини від 0,05 до 1,99.

За своєю побудовою таблиці поділено на дві частини: частина, що охоплює значення від 0,05 до 0,999 і частина, що охоплює значення від 1,00 до 1,99.

Розглянемо першу частину таблиці (0,05 0,999) ...

У першому зліва стовпці таблиці під заголовком надруковані значення : 0,05; 0,06; 0,07; … 0,99. Праворуч від знаку у заголовках стовпців надруковано цифри 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, що зображають третій після коми знак величини .

Маючи певне значення , наприклад =0,537, знаходять рядок 0,53, що відповідає першим двом знакам після коми і в стовпці 7 читають відповідну величину =0,388. Аналогічно для =0,143 у рядку 0,14 у стовпці 3 читають відповідну величину =1,591.

Друга частина таблиць, що охоплює величини від 1,00 до 1,99, побудована аналогічним чином, з тією різницею, що в першому зліва стовпці величина зображена лише з одним знаком після коми, а надруковані цифри 0, 1, 2, 3, ... 9 у заголовках стовпців зображують другий після коми знак величини . Так, маючи значення =1,36, у рядку 1,3 у стовпці 6 читають =1,341.

Для величин менших, ніж 0,301, характеристика - Від'ємна, що зазначено знаком мінус над характеристикою ( , …).

Так як , Розглянуті таблиці можуть бути застосовані також і для знаходження величин , відповідним значенням Яким би способом вони не були виміряні.

У повсякденній аналітичній роботі допустимо опускати вимір , приймаючи =1. Це спрощення дещо викривляє градуювальний графік, якщо відрізняється від одиниці, але не призводить до суттєвих помилок в аналізі, оскільки однаково позначається на величинах отриманих для СО і проб.

Б. Величини , що відповідають виміряним значенням