ГОСТ Р 51013-97

ГОСТ Р 51013-97 Сплави жароміцні, корозійностійкі, прецизійні на основі нікелю. Методи визначення титану (з поправкою)

ГОСТ Р 51013-97

Група В39

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Сплави жароміцні, корозійностійкі, прецизійні
НА ОСНОВІ НІКЕЛЯ

Методи визначення титану

Nickel базується на fire-resistant, corrosion-resistant, precision alloys.
Methods for titanium determination

ГКС 77.100.20*
ОКСТУ 0709
_______________
* В покажчику «Національні стандарти» 2008 рік ОКС 77.120.40. -
Примітка виробника бази даних.

Дата введення 1997-07-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕНИЙ І ВНЕСЕН Технічним комітетом ТК 145 «Методи контролю металопродукції"

2 ПРИЙНЯТИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Держстандарту Росії від 22 січня 1997 р. N 10

3 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

4 Додаток, А містить повний автентичний текст міжнародного стандарту ISO 11433-93 «Мікелеві сплави. Визначення вмісту титану. Спектрофотометричний метод з діантіпірілметаном"


ВНЕСЕНА поправка, опублікована в ІВС N 8, 1997 рік

Виправлення внесено виробником бази даних

1 ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт встановлює фотометричний метод визначення титану в жароміцних, корозійностійких та прецизійних сплавах на основі нікелю при масовій частці титану від 0,15 до 3,0%.

Допускається визначення титану спектрофотометричним методом за методикою міжнародного стандарту ISO 11433, наведеною в додатку А.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 3118-77 Кислота соляна. Технічні умови

ГОСТ 3765-78 Амоній молібденовокислий. Технічні умови

ГОСТ 4204-77 Кислота сірчана. Технічні умови

ГОСТ 4461-77 Кислота азотна. Технічні умови

ГОСТ 5817-77 Кислота винна. Технічні умови

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорна. Технічні умови

ГОСТ 7172-76 Калій піросернокислий. Технічні умови

ГОСТ 11125-84 Кислота азотна особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 14261-77 Кислота соляна особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 14262-78 Кислота сірчана особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 19807-91 Титан і титанові сплави деформуються. Марки

ГОСТ 28473-90 Чавун, сталь, феросплави, хром, марганець металеві. Загальні вимоги до методів аналізу

3 ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

3.1 Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 28473 .

4 ФОТОМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ТИТАНУ (0,15-3,0%)

4.1 Сутність методу

Метод заснований на утворенні забарвленого в жовтий колір комплексної сполуки титану з діантипірилметаном в середовищі хлористоводневої кислоти та вимірювання оптичної щільності розчину при довжині хвилі 395 нм.

Залізо (III) та ванадій (V) відновлюють аскорбіновою кислотою.

Вольфрам і ніобій маскують відповідно ортофосфорною та винною кислотами.

4.2 Апаратура та реактиви

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр, що дозволяють проводити вимірювання світлопоглинання розчину за довжини хвилі 390 нм.

Кислота хлористоводнева за ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261 розчин 1:1, 1:9, 1:100.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 чи ГОСТ 11125 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 або ГОСТ 14262 , розведена 1:1, 1:2, 1:5.

Кислота ортофосфорна за ГОСТ 6552 .

Кислота винна за ГОСТ 5817 розчин масової концентрації 200 г/дм .

Кислота аскорбінова за ГОСТ 5817 розчин масової концентрації 40 г/дм , готують у день застосування.

Діантипірилметан, розчин масової концентрації 40 г/дм .

4 г діантипірилметану розчиняють у 100 см хлористоводневої кислоти, розведеної 1:6.

Титан металевий за ГОСТ 19807 .

Стандартний розчин титану: 0,1 г металевого титану поміщають у склянку місткістю 250-300 см. , доливають 50 см сірчаної кислоти (1:2) та розчиняють при нагріванні. Потім додають краплями азотну кислоту до знебарвлення розчину і випарюють до появи густих парів сірчаної кислоти. Розчин охолоджують. Обережно обмивають стінки склянки водою і випарюють знову до появи парів сірчаної кислоти. Після охолодження розчин переливають у мірну колбу місткістю 1 дм. , доливають до мітки сірчаною кислотою (1:5) і перемішують.

1 см розчину містить 0,0001 г титану.

Калій піросернокислий згідно з ГОСТ 7172 .

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765 розчин: 1,8402 г молібденовокислого амонію поміщають у склянку місткістю 300 см та розчиняють у воді при нагріванні. Після охолодження розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. , доливають до мітки водою і перемішують.

1 см розчину містить 0,001 г моліб

діна.

4.3 Проведення аналізу

4.3.1 Приготування випробуваного розчину для сплавів, що не містять вольфрам та ніобій

Наважку 0,1 г поміщають у склянку місткістю 100-150 см , додають 20 см хлористоводневої кислоти, 5 см азотної кислоти та розчиняють при нагріванні. Додають 15 см сірчаної кислоти (1:1), розчин випарюють до парів сірчаної кислоти і охолоджують. Додають 20 см хлористоводневої кислоти (1:9) та розчиняють солі при нагріванні.

4.3.2 Приготування випробуваного розчину для сплавів, що містять вольфрам та ніобій

Наважку проби 0,1 г поміщають у склянку місткістю 100-150 см і розчиняють при нагріванні 30 см хлористоводневої кислоти, 15 см сірчаної кислоти (1:1) та 3 см ортофосфорної кислоти Додають 5-7 см азотної кислоти і випарюють до пари сірчаної кислоти. Склянку з розчином охолоджують, доливають 15 см розчину винної кислоти, 20 см хлористоводневої кислоти (1:9) та розчиняють солі при нагріванні

.

4.3.3 За наявності нерозчинного осаду розчин, отриманий відповідно до 4.3.1 або 4.3.2, фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка»), промивають фільтр двічі хлористоводневою кислотою (1:100) і потім водою. Фільтрат зберігають (основний фільтрат). Фільтр з осадом поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють, прожарюють при 600-700 °З повагою і сплавляють з 1 р піросернокислого калію. Тигель охолоджують, поміщають у склянку місткістю 150 см і розчиняють плав при нагріванні 20-30 см хлористоводневої кислоти (1:9).

Тигель виймають і обмивають хлористоводневою кислотою (1:9).

Отриманий розчин приєднують до основного фільтрату.

4.3.4 Розвиток забарвлення

Розчин, отриманий відповідно до 4.3.1, 4.3.2 або 4.3.3, переливають у мірну колбу місткістю 200 см. , доливають до мітки хлористоводневою кислотою (1:9) і перемішують.

У дві мірні колби місткістю 100 см кожна поміщають аліквотні частини розчину відповідно до таблиці 1.


Таблиця 1

У кожну колбу додають по 5 см розчину аскорбінової кислоти, розчини перемішують і залишають стояти 5-10 хв. Додають по 15 см хлористоводневої кислоти (1:1) та в одну з колб доливають 10 см розчину діантіпірілметану. Розчини в колбах доливають до мітки водою, перемішують і залишають 40 хв.

Оптичну густину отриманих розчинів вимірюють на спектрофотометрі при довжині хвилі 395 нм у кюветі з товщиною шару рідини 1 см або на фотоелектроколориметрі зі світлофільтром, що має максимум світлопропускання в інтервалі довжин хвиль 390-405 нм, вибираючи кювету таким чином.

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

Одночасно з проведенням аналізу проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

Зміст титану знаходять за градуювальним графіком.

4.4 Побудова градуювального графіка

У шість склянок місткістю 100-150 см кожен доливають 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 та 10,0 см стандартного розчину титану Якщо аналізований сплав містить молібден, кожну склянку додають розчин молібдату амонію в кількості, що відповідає вмісту молібдену в аналізованому сплаві. Сьома склянка служить для проведення контрольного досвіду. Далі аналіз проводять, як зазначено у 4.3. Об'єм аліквотної частини дорівнює 20 см . При вимірі оптичної щільності як розчин порівняння використовують розчин контрольного досвіду. Будують градуювальний графік залежності оптичної щільності від вмісту титану в градуювальних розчинах.

4.5 Обробка результатів

Масову частку титану , %, обчислюють за формулою

, (1)

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

- Маса титану в контрольному досвіді, знайдена за градуювальним графіком, г;

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

Норми точності та нормативи контролю наведено в таблиці 2.


Таблиця 2

ДОДАТОК, А (обов'язковий). ІСО 11433-93 Нікелеві сплави. Визначення вмісту титану. Спектрофотометричний метод з діантіпірілметаном

ДОДАТОК А
(обов'язкове)

А.1 Область застосування

Цей стандарт встановлює спектрофотометричний метод визначення титану в інтервалі від 0,3 до 5,0% ( ) у нікелевих сплавах. Допускається поширення цього до нижньої межі 0,05% титану.

Метод допускає визначення титану в сплавах, що містять вольфрам та/або тантал.

А.2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 1770-74 Посуд мірний лабораторний скляний. Циліндри, мензурки, колби, пробірки. Технічні умови

ГОСТ 7565-81 Чавун, сталь та сплави. Методи відбору проб для хімічного аналізу

ГОСТ 29169-91 Лабораторний скляний посуд. Піпетки з однією міткою

ГОСТ 29251-91 Лабораторний скляний посуд. Бюретки. Частина 1. Загальні вимоги

А.3 Сутність методу

Випробовувану пробу розчиняють у хлористоводневій та азотній кислотах.

Хлористоводородну та азотну кислоти видаляють випарюванням розчину до парів сірчаної кислоти. Утворюють комплексну сполуку титану з діантипірилметаном і вимірюють абсорбцію випробуваного розчину при довжині хвилі 390 нм.

А.4 Реактиви

В аналізі використовують реактиви аналітичного ступеня чистоти, якщо не обумовлено інше, та дистильовану воду або воду еквівалентної чистоти.

Хлористоводородна кислота, =1,18 г/см .

Хлористоводородна кислота, =1,18 г/см , Розчин 1:1.

Сірчана кислота, =1,84 г/см , Розведена 1:1. Повільно та при постійному перемішуванні додають 100 см. сірчаної кислоти до 100 см води.

Азотна кислота, =1,41 г/см .

Амонію гідроксид, розчин = 0,88 г/см .

Аскорбінова кислота, розчин: 20 г аскорбінової кислоти (C H O ) розчиняють у воді, розбавляють до 200 см і перемішують.

Калій кислий сірчанокислий (KHSO ).

Щавлева кислота, розчин: 10 г щавлевої кислоти двоводної [(СООН) ·2Н O] розчиняють у воді, розбавляють до 200 см і перемішують.

Діантипірилметан, розчин: 4 г діантипірилметану моногідрату (C H N O ·H O) розчиняють у воді, що містить 25 см хлористоводневої кислоти, розчин 1:1 розбавляють до 200 см і перемішують.

Натрій хлористий розчин: 117 г хлористого натрію (NaCl) розчиняють у воді, розбавляють до 500 см і перемішують.

Титан, основний стандартний розчин (0,200 г/дм ): 0,739 г калію-титаніл оксалату двоводного [K TiO (C O ) ·2Н O] розчиняють у воді, додають 50 см розведеної сірчаної кислоти і випарюють до пари. Охолоджують та розбавляють водою. Переносять холодний розчин у мірну колбу місткістю 500 см , доливають до мітки водою і перемішують.

Титан, стандартний розчин (25 см/дм) ): 25,0 см основного стандартного розчину переносять у мірну колбу місткістю 200 см , додають 20 см розведеної сірчаної кислоти. Розчин охолоджують, доливають водою до мітки і перемішують.

А.5 Апаратура

Конічні колби місткістю 125 см .

Мірні колби місткістю 50, 100, 200, 250 та 500 см за ГОСТ 1770 .

Піпетка місткістю 5 см за ГОСТ 29169 .

Мікробюретка місткістю 10 см , градуйована, з поділками 0,02 см за ГОСТ 29251 .

Спектрометр абсорбційний молекулярний, що дозволяє вимірювати абсорбцію при довжині хвилі 390 нм.

А.6 Відбір та підготовка проб

А.6.1 Відбір та підготовка лабораторної проби повинні проводитись за звичайними узгодженими методиками або, у разі розбіжності, згідно з ГОСТ 7565 .

А.6.2 Лабораторна проба є нормальною у формі фрезерної або свердлильної стружки і не потребує подальшого приготування.

А.6.3 Якщо є підозри, що лабораторна проба забруднена олією або мастилом у процесі фрезерування або свердління, вона повинна бути очищена промиванням в ацетоні високої чистоти та висушена на повітрі.

А.6.4 Якщо лабораторна проба містить частинки або шматочки розмірів, що широко варіюються, випробувана проба повинна бути отримана розподілом.

А.7 Проведення аналізу

А.7.1 Приготування випробуваного розчину

А.7.1.1 Наважка випробуваної проби

Наважку випробуваної проби зважують з точністю до 0,1 мг відповідно до таблиці А.1.


Таблиця А.1

А.7.1.2 Розчинення випробуваної навішування в кислоті

Випробовувану навішування поміщають у конічну колбу місткістю 125 см . Додають 10 см хлористоводневої кислоти та 3 см азотної кислоти.

Нагрівають до початку реакції та продовжують нагрівання до повного розчинення. Якщо сплав не розчиняється, необхідно деяке коригування суміші кислот. Додають хлористоводневу кислоту, збільшуючи її вміст на 1 см , і продовжують нагрівання до розчинення випробуваної навішування.

А.7.1.3 Приготування кінцевого випробуваного розчину

Додають 7 см розведеної сірчаної кислоти і розчин випарюють до появи білої пари. Охолоджують вміст та надходять далі відповідно до А.7.1.3.1 або А.7.1.3.2 залежно від присутності танталу.

А.7.1.3.1 За відсутності танталу додають 20 см щавлевої кислоти та нагрівають до розчинення солей. Розчин охолоджують і для сплавів, що не містять вольфрам, продовжують аналіз, як зазначено в А.7.1.4.

А.7.1.3.1.1 Якщо сплав містить вольфрам, додають розчин гідроксиду амонію до одержання лужного розчину. Кип'ятять розчин до розчинення вольфрамової кислоти. Розчин охолоджують та підкислюють додаванням 20 см хлористоводневої кислоти. Розчин охолоджують та продовжують аналіз, як зазначено в А.7.1.4.

А.7.1.3.2 У присутності танталу додають 30 см води, що нагрівають до розчинення солей і знову охолоджують. Розчин фільтрують через складчастий фільтр з фільтром масою. Осад промивають теплою водою. Фільтрати зберігають. Поміщають фільтр з осадом платиновий тигель, озолюють при 800 °C і охолоджують. Додають 1 г кислого сірчанокислого калію, тигель накривають платиновою кришкою і обережно сплавляють над полум'ям. Тигель охолоджують, поміщають у склянку місткістю 150 см , Що містить 20 см розчину щавлевої кислоти і обережно нагрівають до розчинення плава. Платиновий тигель виймають та промивають. З'єднують щавлевокислий розчин з початковим фільтратом і продовжують, як зазначено в А.7.1.4.

А.7.1.4 Розведення

А.7.1.4.1 Розведення при вмісті титану менше 1,0% ( )

Переносять випробуваний розчин (А.7.1.3.1, А.7.1.3.1.1 або А.7.1.3.2) у мірну колбу місткістю 100 см , доливають до мітки водою і перемішують.

А.7.1.4.2 Розведення при вмісті титану від 1 до 5% ( )

Переносять випробуваний розчин (А.7.1.3.1, А.7.1.3.1.1 або А.7.1.3.2) у мірну колбу місткістю 250 см , доливають до мітки водою і перемішують.

А.7.2 Розвиток забарвлення

А.7.2.1 Аліквотну частину випробуваного розчину (А.7.1.4.1 або А.7.1.4.2) 5 см відбирають піпеткою і поміщають у дві мірні колби місткістю 50 см. кожна.

А.7.2.2 У дві мірні колби додають по 5 см розведеної хлористоводневої кислоти (розчин 1:1), 5,0 см розчину аскорбінової кислоти та 20 см розчину хлористого натрію Розчини перемішують та залишають стояти кілька хвилин.

А.7.2.3 До однієї із мірних колб додають 10,0 см розчину діантіпірілметану.

А.7.2.4 Розчин в обох колбах доливають до мітки водою та залишають стояти 40 хв.

А.7.3 Спектрометричні виміри

А.7.3.1 Вимірюють абсорбцію обох розчинів, отриманих відповідно до А.7.2.4, щодо води як розчину порівняння на молекулярному абсорбційному спектрометрі при довжині хвилі 390 нм у кюветі 1 см.

А.7.3.2 Абсорбцію випробуваного розчину віднімають з абсорбції випробуваного розчину, що містить діантіпірілметановий комплекс.

А.7.4 Контрольний досвід

Паралельно з визначенням проводять контрольний досвід на забруднення реактивів, використовуючи таку ж процедуру виконання аналізу та такі ж кількості реактивів.

А.7.5 Калібрування

А.7.5.1 У шість мірних колб місткістю 50 см кожна за допомогою мікробюретки поміщають 0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 та 5,0 см стандартного розчину титану

А.7.5.2 Додають розчини розведеної хлористоводневої кислоти, аскорбінової кислоти та хлористого натрію як в А.7.2.2.

А.7.5.3 Додають до розчинів 10 см розчину діантіпірілметану. Розчини доливають до мітки водою, перемішують і залишають 40 хв. Ця серія відповідає 0:0, 0:1, 0:2, 0:25 мг/см титану.

А.7.5.4 Вимірюють абсорбцію калібрувальних розчинів, як зазначено в А.7.3.

Віднімають абсорбцію калібрувального розчину, що не містить титану, з абсорбції інших калібрувальних розчинів.

А.7.5.5 Будують калібрувальний графік залежності абсорбції від вмісту титану в калібрувальних розчинах.

А.7.6 Кількість визначень

Визначення титану виконують мінімально у двох паралельних наважках.

А.7.7 Контрольний аналіз

Якість методу може бути проконтрольована паралельним визначенням титану в одному або декількох зразках аналогічного сплаву, вміст титану в яких відомо, з використанням такої процедури виконання аналізу.

А.8 Обробка результатів

А.8.1 Розрахунок

А.8.1.1 Визначають концентрацію титану у випробуваному розчині (А.7.3.2) та в контрольному досвіді за калібрувальним графіком (А.7.5.5).

А.8.1.2 Розраховують вміст титану , %, за формулою

, (А.1)

де - Концентрація титану в випробуваному розчині (А.8.1.1), мкг/см ;

- Концентрація титану в контрольному досвіді (А.8.1.1), мкг/см ;

- Об'єм випробуваного розчину (А.7.1.4.1 або А.7.1.4.2), см ;

- Маса випробуваної навішування (А.7.1.1), р.

А.8.2 Точність

А.8.2.1 Лабораторні випробування

Одинадцять лабораторій у чотирьох країнах брали участь у випробуваннях цього методу аналізу, використовуючи чотири зразки, хімічний склад яких наведено у таблиці А.2. Кожен зразок було проаналізовано двічі у різні дні.


Таблиця А.2 - Хімічний склад випробуваних зразків, % ( )

А.8.2.2 Статистичний аналіз

Результати міжлабораторної програми випробувань оцінили з використанням середніх із двох результатів. Дані були опрацьовані статистично з використанням критеріїв Кохрана та Діксона.

А.8.2.3 Повторюваність та відтворюваність були обчислені з довірчою ймовірністю 95%. Результати статистичного аналізу наведено у таблиці А.3.


Таблиця А.3 - Результати статистичного аналізу

А.9 Перешкоди

Якщо в нікелевих сплавах є молібден, то він може бути причиною завищення одержуваного значення титану (А.8.1.2) на 0,001% ( ) Ti на кожен 1,0% ( ) Мо.