ГОСТ Р ІСО 10280-2010

ГОСТ Р ИСО 10280-2010 Сталь та чавун. Визначення вмісту титану. Спектрофотометричний метод із застосуванням діантипірилметану.

ГОСТ Р ІСО 10280-2010

Група В39

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

СТАЛЬ І чавун

Визначення вмісту титану. Спектрофотометричний метод із застосуванням діантипірилметану.

Steel and iron. Визначення титанію вмісту. Diantipyrylmethane spectrophotometric метод

ГКС 77.080.01
ОКСТУ 0709

Дата введення 2012-03-01

Передмова

Цілі та принципи стандартизації в Російській Федерації встановлені Федеральним законом від 27 грудня 2002 N 184-ФЗ «Про технічне регулювання», а правила застосування національних стандартів Російської Федерації - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизація в Російській Федерації. Основні положення"

Відомості про стандарт

1 ПІДГОТОВЛЕНО ФГУП «ЦНДІчермет ім. І.П.Бардіна», Технічним комітетом зі стандартизації ТК 145 «Методи контролю металопродукції» на основі власного автентичного перекладу російською мовою стандарту, зазначеного у пункті 4

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 145 «Методи контролю металопродукції"

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 21 грудня 2010 р. N 912-ст

4 Цей стандарт ідентичний міжнародному стандарту ISO 10280:1991* «Сталь та чавун. Визначення вмісту титану. Спектрофотометричний метод із застосуванням діантипірилметану» (ІSO 10280:1991 «Steel and iron — Determination of titanium content — Diantipyrylmethane spectrophotometric method»).
________________
* Доступ до міжнародних та зарубіжних документів можна отримати, перейшовши за посиланням, тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

При застосуванні цього стандарту рекомендується використовувати замість посилальних міжнародних стандартів відповідні їм національні стандарти Російської Федерації, відомості про які наведено у довідковому додатку ТАК

5 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Інформація про зміни до цього стандарту публікується в інформаційному покажчику «Національні стандарти», що щорічно видається, а текст змін і поправок у щомісячно видаються інформаційних покажчиках «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковане у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти».

Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює спектрофотометричний метод із застосуванням діантипірилметану для визначення вмісту титану в сталі та чавуні.

Метод застосовний визначення масових часток титану в діапазоні від 0,002% до 0,800%.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використано нормативні посилання на такі міжнародні стандарти:

ІСО 377−2:1989* Відбір та приготування зразків для випробувань із сталей, що деформуються. Частина 2. Зразки для визначення хімічного складу (ISO 377−2:1989 Selection and preparation of samples and test pieces of wrought steels; part 2: samples for the determination of the chemical composition)
_______________
* Діє ІСО 14284:1996 «Сталь та чавун. Відбір та приготування зразків для визначення хімічного складу».


ISO 385-1:1984* Посуд лабораторний. Бюретки. Частина 1. Загальні вимоги (ISO 385−1:1984, Laboratory glassware – Burettes – Part 1: General requirements)
_______________
* Діє ІСО 385:2005 «Посуд лабораторний скляний. Бюретки».


ISO 648:1977* Посуд лабораторний. Піпетки з однією міткою (ISO 648:1977, Laboratory glassware - One-mark pipettes)
_______________
* Діє ІСО 648:2008 «Посуд лабораторний скляний. Піпетки з однією міткою».


ISO 1042:1998 Посуд лабораторний. Колби мірні з однією міткою (ISO 1042:1983, Laboratory glassware - One-mark volumetric flasks)

ISO 5725:1986* Прецизійність методів випробувань. Визначення повторюваності та відтворюваності результатів стандартного методу за допомогою міжлабораторних випробувань (ISO 5725:1986 Precision of test methods;
_______________
* Діють ІСО 5725−1:1994 «Точність (правильність та прецизійність) методів та результатів вимірювань. Частина 1. Загальні принципи та визначення»,

ІСО 5725−2:1994 «Точність (правильність та прецизійність) методів та результатів вимірювань. Частина 2. Основний метод визначення повторюваності та відтворюваності стандартного методу вимірювання»,

ISO 5725-3:1994 «Точність (правильність і прецизійність) методів та результатів вимірювань. Частина 3. Проміжні показники прецизійності стандартного методу вимірювання»,

ISO 5725-4:1994 «Точність (правильність і прецизійність) методів та результатів вимірювань. Частина 4. Основні методи визначення правильності стандартного методу вимірювання»,

ISO 5725-5:1994 «Точність (правильність і прецизійність) методів та результатів вимірювань. Частина 5. Альтернативні методи визначення прецизійності стандартного методу вимірювань»,

ISO 5725-6:1994 «Точність (правильність і прецизійність) методів та результатів вимірювань. Частина 6. Використання значень точності практично».

3 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні аналітичної навішування в хлористоводневій, азотній та сірчаній кислотах.

Доплавлення нерозчинного залишку з кислим сірчанокислим калієм як плавня.

Освіта жовтого комплексу з 4,4-діантіпірілметаном.

Спектрофотометричні виміри фарбованого комплексу при довжині хвилі близько 385 нм.

4 Реактиви

4.1 Залізо високої чистоти, що містить менше ніж 2 мкг Ti/г.

4.2 Кислий сірчанокислий калій (KHSO ).

4.3 Вуглекислий натрій (Na CO ), безводний.

4.4 Хлористоводородна кислота, густиною 1,19 г/см .

4.5 Азотна кислота, густиною 1,40 г/см .

4.6 Фтористоводнева кислота, густиною 1,15 г/см .

4.7 Хлористоводородна кислота, густиною 1,19 г/см , Розведена 1:1.

4.8 Хлористоводородна кислота, густиною 1,19 г/см , Розведена 1:3.

4.9 Сірчана кислота, густиною 1,84 г/см , Розведена 1:1.

4.10 Винна кислота, розчин, щільністю 100 г/дм .

4.11 Аскорбінова кислота, розчин, щільністю 100 г/дм .

Розчин готують перед використанням.

4.12 Щавлевокислий амоній, розчин

Розчиняють 6 г моногідриту щавлевокислого амонію [(COONH ) ·H O] у воді та розбавляють до 200 см .

4.13 Залізо, розчин, 12,5 г/дм

Розчиняють 1,25 г заліза (4.1) 10 см хлористоводневої кислоти (4.7) при обережному нагріванні, додають 5 см азотної кислоти (4.5) і кип'ятять доти, доки обсяг розчину не зменшиться приблизно до 10 см . Розчин охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 100 см. з однією міткою, розбавляють до мітки водою і перемішують.

4.14 Розчин холостого досвіду

Готують розчин холостого досвіду паралельно з визначенням титану, використовуючи ті ж кількості реактивів, які були взяті для визначення титану у зразку, але не в залізі. Необхідно наслідувати методику за 7.3.1 і 7.3.2, далі розчин розбавляють водою до 100 см .

4.15 Розчин діантіпірілметану

Розчиняють 4 г моногідрату - 4,4' метилен- бі з (2,3-диметил-1-феніл-5-піразолон), C H O N ·H О, (діантіпірілметану) в 20 см хлористоводневої кислоти (4.7) і розбавляють водою до 100 см .

4.16 Стандартний розчин титану

4.16.1 Основний розчин, що містить 1 г/дм титану, готують в такий спосіб. Наважку 0,500 г високочистого металевого титану зі ступенем чистоти більше 99,9% зважують з точністю до 0,0001 г і поміщають у склянку місткістю 300 см . Додають 180 см сірчаної кислоти щільністю 1,84 г/см , розведеної 1:3, накривають годинниковим склом, обережно нагрівають до повного розчинення металу, окислюють азотною кислотою (4.5), що додається краплями. Розчин охолоджують і переносять у мірну колбу місткістю 500 см. , розбавляють до мітки водою і перемішують.

У 1 см цього розчину міститься 1,0 мг титану.

4.16.2 Стандартний розчин, що містить 50 мг Ti/дм , готують в такий спосіб. 10,0 см основного розчину титану (4.16.1) поміщають у мірну колбу місткістю 200 см , розбавляють до мітки водою і перемішують.

Розчин готують перед використанням.

1 см цього розчину містить 50 мкг титану.

Примітка — Якщо немає інших вказівок, використовують реактиви встановленого аналітичного ступеня чистоти та дистильовану воду, що додатково очищена перегонкою або іншим способом.

5 Апаратура

Весь мірний скляний посуд повинен бути класу, А відповідно до ISO 385-1, ISO 648 або ISO 1042.

Звичайне лабораторне устаткування, і навіть устаткування, перелічене в 5.1, 5.2.

5.1 Тигель платиновий або зі сплаву платини із золотом місткістю 30 см .

5.2 Спектрофотометр повинен забезпечувати вимірювання оптичної густини на довжині хвилі 385 нм.

Встановлення довжини хвилі необхідно виконувати з точністю до ±2 нм або менше. При вимірі значень оптичної щільності від 0,05 до 0,85 слід досягати повторюваності аналітичного сигналу з точністю ±0,003 або менше.

6 Відбір проб

Відбір проб проводять відповідно до ISO 14284.

7 Проведення аналізу

7.1 Аналітична навішування

Зважують аналітичну навішування з точністю до 0,0005 г відповідно до передбачуваних масових частин титану:

а) для вмісту титану в діапазоні масових часток від 0,002% до 0,125% навішення дорівнює 1,00 г;

б) для вмісту титану в діапазоні масових часток від 0,1255% до 0,80% навішення дорівнює 0,50 г.

7.2 Холостий досвід

Паралельно визначенню титану у зразку, за тією ж методикою, проводять холостий досвід, використовуючи ту саму кількість всіх реактивів і ту ж кювету для вимірювання оптичної щільності, застосовуючи як аналітичну наважку зважену еквівалентну кількість заліза (4.1).

7.3 Визначення титану

7.3.1 Розчинення аналітичної навішування

Поміщають навішування (7.1) у хімічну склянку місткістю 250 см , додають 20 см хлористоводневої кислоти (4.4), закривають склянку годинниковим склом і розчиняють при температурі від 70 °C до 90 °C до припинення розчинення. Додають 5 см азотної кислоти (4.5) і випарюють доти, доки обсяг розчину не досягне приблизно 10 см .

Розчин охолоджують, додають 20 см. сірчаної кислоти (4.9) і випарюють до появи білої пари триоксиду сірки (SO ). Безпосередньо перед появою парів (SO ) починається утворення твердих частинок солей, що може призвести до викиду розчину зі склянки, тому нагрівати це слід обережно. Після появи парів SO виділяється суміш твердих солей, за високої температури рідина може швидко випаруватися. Надлишкового випарювання необхідно уникати, зокрема, у разі аналізу хромовмісних сплавів, оскільки солі хрому, що випали, важко піддаються повторному розчиненню.

Після охолодження розчину додають 20 см хлористоводневої кислоти (4.8) і обережно нагрівають до повторного розчинення солей.

Отриманий розчин фільтрують через беззольний фільтрувальний папір із середньою щільністю і промивають гарячою водою, знову промивають у 10 см хлористоводневої кислоти (4.7), а потім промивають у гарячій воді. Фільтрати зберігають.

7.3.2 Обробка нерозчинного залишку

Фільтрувальний папір із залишком поміщають у тигель (5.7), висушують і озолюють при такій низькій температурі, наскільки це можливо, поки всі речовини, що містять вуглець, не видаляться, далі витримують при температурі приблизно 700 °C протягом приблизно 15 хв. Охолоджують, додають кілька крапель сірчаної кислоти (4.9) та 2 см фтористоводневої кислоти (4.6), випарюють до сухого залишку і прожарюють при температурі 700 °C.

Примітка — Для аналітичних наважок, що містять вольфрам, обробка здійснюється відповідно до розділу 9.


Прожарений залишок сплавляють з 1,0 г кислого сірчанокислого калію (4.2) на бунзенівському пальнику і охолоджують. Плав розчиняють при нагріванні 10 см розчину винної кислоти (4.10) та додають до основного фільтрату. Переносять у мірну колбу місткістю 100 см або 200 см відповідно до таблиці 1, розбавляють водою до мітки і перемішують.


Таблиця 1

7.3.3 Розвиток забарвлення

Поміщають дві аліквотні частини розчину відповідно до таблиці 1 окремі мірні колби місткістю 50 см , щоб готувати аналізований розчин та розчин порівняння. Вводять добавки за допомогою бюреток чи піпеток, перемішуючи розчин після кожної добавки.

a) Аналізований розчин:

- Розчин заліза (4.13), якщо необхідно (таблиця 1);

- Розчин холостого досвіду (4.14), якщо необхідно (таблиця 1);

- 2,0 см розчину щавлевокислого амонію (4.12);

- 6,0 см хлористоводневої кислоти (4.7);

- 8,0 см розчину аскорбінової кислоти (4.11) після додавання необхідна витримка протягом 5 хв;

- 10,0 см розчину діантіпірілметану (4.15).

b) Розчин порівняння:

- Розчин заліза (4.13), якщо необхідно (таблиця 1);

- Розчин холостого досвіду (4.14), якщо необхідно (таблиця 1);

- 2,0 см розчину щавлевокислого амонію (4.12);

- 8,0 см хлористоводневої кислоти (4.7);

- 8,0 см розчину аскорбінової кислоти (4.11) після додавання необхідна витримка протягом 5 хв.

Розчини а) та b) розбавляють до мітки водою і перемішують. Розчини витримують 30 хв при температурі від 20 до 30 °C. Якщо температура знаходиться в діапазоні від 15 °C до 20 °C, необхідно збільшити час витримки до 60 хв.

7.3.4 Спектрофотометричні виміри

Встановлюють довжину хвилі спектрофотометрі (5.2) 385 нм.

Поміщають оптичну кювету, що містить воду, спектрометр і встановлюють прилад на нульову позначку абсорбції. Вибирають кювету з розміром, що підходить для охоплення необхідного діапазону (таблиця 1). У разі зміни розміру кювети необхідно повторно встановити спектрометр на нуль абсорбції, використовуючи нову кювету.

Вимірюють оптичну щільність забарвлених розчинів та розчинів порівняння для аналізованого зразка та розчину холостого досвіду.

Для кожної пари показань величин абсорбції визначають оптичну густину аналізованого розчину шляхом віднімання показання величини абсорбції розчину порівняння з величини сумарної абсорбції.

7.4 Побудова градуювального графіка

7.4.1 Підготовка градуювальних розчинів

Наважки заліза (4.1) масою 1,000 г, зважені з точністю до 0,001 г, поміщають у серію склянок місткістю 250 см . Додають обсяг стандартного розчину титану (4.16.2) за таблицею 2 і далі проводять аналіз 7.3.1.


Таблиця 2

Потім додають 10 см хлористоводневої кислоти (4.7), 1,0 г кислого сірчанокислого калію (4.2) та 10 см розчину винної кислоти (4.10) до кожного фільтрату добре перемішують до повного розчинення. Розчин охолоджують, поміщають у серію мірних колб місткістю 100 см. , розбавляють до мітки водою і перемішують.

Аліквотну частину об'ємом 10 см кожного градуювального розчину поміщають в окрему мірну колбу місткістю 50 см та додають реактиви для повного прояву забарвлення, як зазначено у 7.3.3.

Немає необхідності додавати розчин заліза (4.13) та розчин холостого досвіду (4.14).

Примітка — Немає необхідності готувати розчин порівняння для кожного градуювального розчину. Готують розчин порівняння тільки для нульового розчину і вимірюють щодо цього розчину оптичну густину кожного градуювального розчину.

7.4.2 Спектрофотометричні виміри

Виконують спектрофотометричні вимірювання кожного розчину 7.3.4. Для передбачуваних масових часток титану до 0,050% виконують вимірювання в кюветі довжиною оптичного шляху 2 см. Для решти розчинів вимірювання виконують у кюветі з довжиною оптичного шляху 1 см.

7.4.3 Побудова градуювального графіка

За знайденими значеннями оптичної щільності розчинів і відповідним концентраціям титану в мкг/см будують градуювальні графіки.

8 Обробка результатів

8.1 Метод розрахунку

За значеннями оптичної щільності пофарбованих аналізованих розчинів (7.3.4) знаходять, використовуючи градуювальний графік (7.4.3) концентрації титану в мкг/см .

Масову частку титану , %, обчислюють за формулою

де - Концентрація титану в розчині холостого досвіду (з поправкою на його розчин порівняння), мкг/см ;

- Концентрація титану в аналізованому розчині (з поправкою на розчин порівняння), мкг/см ;

- Об'єм аналізованого розчину (таблиця 1), см ;

- Об'єм аліквотної частини (таблиця 1), см ;

- Об'єм пофарбованого розчину (7.3.3), см ;

- Маса аналітичної навішування (7.1), г.

8.2 Прецизійність

Експериментальна перевірка даного методу проводилася в 17 лабораторіях для дев'яти рівнів вмісту титану, причому кожна лабораторія проводила три визначення для кожного вмісту титану (примітки 1 і 2).

Випробувані зразки наведені в таблиці А.1.

Отримані результати обробляли відповідно до ISO 5725.

Отримані дані показали логарифмічну залежність між вмістом титану, повторюваністю (збіжністю) та відтворюваністю і результатів випробування (примітка 3), як зазначено у таблиці 3.


Таблиця 3

Графічне подання точнісних характеристик дано у додатку У.

Примітки

1 Два з трьох визначень виконувались в умовах повторюваності (збіжності), як зазначено в ISO 5725, тобто один оператор, та ж апаратура, ідентичні умови виконання вимірювань, один і той же графік градуювання, в межах мінімального періоду часу.

2 Третій вимір виконувався в різні періоди часу (у різні дні) тим же оператором (див. примітку 3) з використанням тієї ж апаратури, але з новим графіком градуювання.

3 Виходячи з отриманих результатів, у перший день повторюваність (збіжність) та відтворюваність розраховувалися за ISO 5725. З першого результату, отриманого першого дня, і результату, отриманого другого дня, розраховувалася міжлабораторна відтворюваність ( ).

9 Особливий випадок

При розкладанні аналітичної навішування, що містить вольфрам, нерозчинний залишок, отриманий після обробки його сірчаною та фтористоводневою кислотами, висушування та прожарювання при 700 °C, сплавляють з 5 г карбонату натрію (4.3) при 950 °C. Охолоджений плав розчиняють 200 см води. Нагрівають розчин до кипіння і фільтрують через фільтрувальний папір середньої щільності, потім фільтр промивають гарячою водою, фільтрат відкидають. Фільтр з осадом поміщають у тигель (5.1), висушують і прожарюють за температури 700 °C.

Продовжують операції за 7.3.2, починаючи зі слів: "Прожарений залишок сплавляють з 1,0 г кислого сірчанокислого калію (4.2) ..." і до кінця.

Виконують окремий холостий досвід (7.2) та готують окремий розчин холостого досвіду (4.14).

Примітка — Вказана операція проводиться для врахування впливу забруднення реактивів.

10 Протокол випробування

Протокол випробування повинен містити:

- всю інформацію, необхідну для ідентифікації зразка, лабораторії та дату проведення аналізу;

- Посилання на метод, наведений у стандарті;

- результати випробувань та способи їх обробки;

- будь-які незвичайні явища, що мали місце у процесі визначення;

— будь-які додаткові операції, які можуть вплинути на результати випробувань.

Додаток, А (довідковий). Додаткова інформація про проведення міжнародного експерименту

Додаток А
(довідкове)

Таблиця 3 отримана за результатами міжнародного експерименту, виконаного на восьми сталевих зразках та на одному зразку чушкового чавуну у восьми країнах у 17 лабораторіях.

Графічне зображення даних прецизійності наведено у додатку.

Використовувані зразки для випробувань наведені у таблиці А.1.


Таблиця А.1

Додаток (довідковий). Графічне подання даних прецизійності

Додаток
(довідкове)

Рисунок В.1 — Логарифмічні залежності між масовими частками титану, повторюваністю та відтворюваністю

Рисунок В.1 - Логарифмічні залежності між масовими частками титану ( ), повторюваністю ( ) та відтворюваністю ( і ):

;

;

,

де - Середнє значення вмісту титану, отримане в один день, %;

- Середнє значення вмісту титану, отримане в різні дні, %

Додаток ТАК (довідковий). Відомості про відповідність посилальних міжнародних стандартів до посилальних національних стандартів Російської Федерації (і чинних у цій якості міждержавних стандартів)

Додаток ТАК
(довідкове)

Таблиця Д. А. .1