| Утвержден и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 27 декабря 1990 г. N 3363 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР СПЛАВЫ ТВЕРДЫЕ СПЕЧЕННЫЕ. РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ Sintered
hardmetals. Determination of metallic elements by X-ray fluorescence ГОСТ 28817-90 (СТ СЭВ 6747-89, ИСО 4503-78, ИСО 4883-78) Группа В59 ОКСТУ 1709 Дата введения с 1 июля 1991 года ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ 1. Разработан и внесен Министерством
металлургии СССР. Разработчики: С.Н. Суворова. 2. Утвержден и введен в действие
Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции
и стандартам от 27.12.1990 N 3363. 3. Приложения 1 и 2 настоящего стандарта
подготовлены методом прямого применения международных стандартов ИСО 4503-78
"Твердые сплавы. Определение содержания металлических элементов
рентгеновской флуоресценцией. Метод плавления" и ИСО 4883-78 "Твердые
сплавы. Определение металлических элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод
растворения". Стандарт полностью соответствует СТ
СЭВ 6747-89, кроме Приложений 1 и 2. 4. Введен впервые. 5. Ссылочные нормативно-технические
документы ───────────────────────────────────────────┬────────────────────── Обозначение НТД, на который дана ссылка │ Номер раздела ───────────────────────────────────────────┼────────────────────── ГОСТ 4461-77 │2 ГОСТ 5817-77 │2 ГОСТ 10484-78 │2 ГОСТ 18300-87 │2 Настоящий стандарт
устанавливает рентгенофлуоресцентный метод
определения титана, тантала, кобальта, ниобия, вольфрама и железа в сложных
карбидах, твердосплавных карбидных смесях и предварительно спеченных твердых
сплавах (далее твердые сплавы) при массовой доле: титана от 1,0 до 40,0%,
кобальта от 1,0 до 60,0%, тантала от 0,1 до 35,0%, железа от 0,01 до 3,0%,
ниобия от 0,05 до 15,0%, вольфрама от 45,0 до 95,0%. Метод основан на возбуждении
характеристического вторичного рентгеновского излучения определяемого
компонента и регистрации этого излучения спектрометрической аппаратурой. Допускается проводить анализ по
международным стандартам ИСО 4503 и ИСО 4883, приведенным в Приложениях 1 и 2. При разногласиях анализ проводится по
стандарту. 1. АППАРАТУРА 1.1. Оборудование лабораторное обычное. 1.2. Спектрометр рентгенофлуоресцентный
СРМ-20М, СРМ-25 или любого другого типа. 1.3. Комплекс вычислительный. 1.4. Пресс с усилием 10 т/см2. 2. МАТЕРИАЛЫ,
РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ Спирт этиловый ректификованный
технический ГОСТ 18300. Кислота борная. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709. Вата. Стандартные образцы категории ОСО и СОП,
в которых аттестованное содержание компонентов не отличается от
анализируемых более чем в два раза. 3. ПРОВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗА 3.1. Подготовка анализируемых проб и
стандартных образцов. В прессформу
засыпают 4 - 5 г борной кислоты ровным слоем. На полученную подложку из борной кислоты
высыпают ровным слоем 4 - 5 г анализируемой пробы. Прессуют таблетку и помещают
ее в кассету прибора. Аналогично изготавливают таблетки
стандартного образца. Стандартные образцы по
гранулометрическому составу должны соответствовать анализируемой пробе. 3.2. На спектрометре устанавливают
характеристическую длину волны определяемого компонента; на квантометре
фиксируют каналы, по которым будет производиться отсчет характеристического
излучения определяемого компонента. Одновременно устанавливают рабочее напряжение
и ток на рентгеновской трубке. Все параметры измерения, включая материал анода
рентгеновской трубки, выбирают таким образом, чтобы получить оптимальное число
импульсов, при этом необходимо использовать следующие аналитические линии:
титан - Подключают вычислительный комплекс и
вводят в него программу, необходимую для обработки результатов анализа. 4. ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ 4.1. Массовую долю компонента (
где
где
где
Таким образом, массовая доля компонента (
где 4.2. Абсолютные допускаемые расхождения
результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в таблице. ───────────────┬───────────────────────────┬────────────────────── Определяемый │Массовая доля компонента, %│Абсолютные допустимые компонент │ │ расхождения, % ───────────────┼───────────────────────────┼────────────────────── Титан │От 1,0 до 5,0 включ. │0,06 │Св. 5,0 " 10,0 " │0,20 │" 10,0 " 40,0 " │0,30 ───────────────┼───────────────────────────┼────────────────────── Тантал │От 0,1 до 3,0 включ. │0,06 │Св. 3,0 " 10,0 " │0,10 │" 10,0 " 20,0 " │0,20 │" 20,0 " 35,0 " │0,30 ───────────────┼───────────────────────────┼────────────────────── Кобальт │От 1,0 до 5,0 включ. │0,09 │Св. 5,0 " 15,0 " │0,20 │" 15,0 " 45,0 " │0,30 │" 45,0 " 60,0 " │0,50 ───────────────┼───────────────────────────┼────────────────────── Железо │От 0,01 до 0,1 включ. │0,006 │Св. 0,1 " 1,0 " │0,05 │" 1,0 " 3,0 " │0,09 ───────────────┼───────────────────────────┼────────────────────── Ниобий │От 0,05 до 0,1 включ. │0,005 │Св. 0,1 " 1,0 " │0,06 │" 1,0 " 5,0 " │0,10 │" 5,0 " 15,0 " │0,30 ───────────────┼───────────────────────────┼────────────────────── Вольфрам │От 45 до 60 включ. │0,7 │Св. 60 " 80 " │1,0 │" 80 " 95 " │1,2 Приложение 1 Рекомендуемое МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ИСО 4503-78 Твердые сплавы. Определение содержания металлических элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод плавления 1. Назначение Настоящий стандарт
устанавливает рентгеновский флуоресцентный метод определения кобальта, хрома,
железа, марганца, молибдена, никеля, ниобия, тантала, титана, вольфрама,
ванадия и циркония в карбидах и твердых сплавах. 2. Область применения Метод применим к: карбидам ниобия, тантала, титана,
ванадия, вольфрама и циркония; смесям этих карбидов и металлическим
связкам; всем маркам предварительно спеченных или
спеченных твердых сплавов, полученных из этих карбидов. Массовая доля элементов приведена в табл.
1. Таблица 1 ─────────────────────────────┬──────────────────────────────────── Определяемый элемент │ Массовая доля, % ─────────────────────────────┼──────────────────────────────────── Кобальт │0,05 - 50 Хром │0,05 - 2,0 Железо │0,05 - 2,0 Марганец │0,05 - 2,5 Молибден │0,05 - 5,0 Ниобий │0,05 - 15 Никель │0,05 - 5,0 Тантал │0,10 - 30 Титан │0,3 - 30 Ванадий │0,15 - 4,0 Вольфрам │45 - 95 Цирконий │0,05 - 2,0 3. Сущность Определяется метод измерения
интенсивности характеристического рентгеновского спектра элементов. Для
ликвидации влияний размера частиц и влияний интерференции испытуемая порция
растворяется в соответствующей смеси кислот и преобразуется в сульфаты или
непосредственно окисляется. Сульфаты или оксиды затем расплавляются в смеси тетрабората натрия и соединения бария. 4. Интерферентные
элементы Следует учесть влияние, например,
линейной интерференции титана и вольфрама на ванадий. 5. Реагенты Во время анализа используйте реагенты
только известной аналитической марки и только дистиллированную воду или воду
эквивалентной чистоты. 5.1. Пероксид бария, безводный, или
карбонат бария, безводный. 5.2. Тетраборат
натрия, безводный. Для обеспечения обезвоживания нагрейте тетраборат натрия, примерно, до 400 °С. 5.3. Фтористоводородная кислота, 5.4. Азотная кислота, 5.5. Серная кислота, 6. Аппаратура Обычная лабораторная аппаратура. 6.1. Рентгеновский спектрометр. 6.2. Печи для окисления испытуемой порции
от 700 до 900 °С и для подготовки расплава бората,
примерно, при 1100 °С. 6.3. Платиновые тарелочки, 50 до 100 мл. Примечание. Желательно использовать
тарелочки, изготовленные из 95% Pt + 5% Au. 6.4. Пластина с отполированной
поверхностью из сплава платины составом, например, 85% Pt
+ 10% Rh + 5% Au или 95% Pt + 5% Au. Примечание. Пластина должна иметь
температуру на поверхности от 300 до 400 °С, при
которой диск из бората легко отсоединялся и не растрескивался. 6.5. Латунные кольца или жаропрочные
стальные цилиндры, или графитовые цилиндры. Примечание. Вместо пластины и латунных
колец можно использовать формы из графита или жаропрочной стали. 6.6. Приспособление для сухого или
мокрого шлифования. 7. Подготовка образца 7.1. Образец следует измельчить в ступке,
изготовленной из материала, который не влияет на состав образца. Измельченный
материал следует просеять через сито с отверстиями 2 мм при использовании
метода растворения в кислоте или просеять через сито с отверстиями 0,18 мм при
использовании метода окисления. 7.2. Анализ следует проводить на двух или
трех испытуемых порциях. 8. Процедура 8.1. Взвесьте с точностью до ближайших
0,001 г, примерно, 0,5 г испытуемого образца. Примечание. Если в состав образца входит
смазка, следует внести поправку на содержание смазки. 8.2. Испытуемую порцию помещают на
платиновую тарелочку и либо растворяют, либо окисляют. Процедуру окисления не
используют, если содержание молибдена превышает 0,1% (м/м). 8.2.1. Добавьте 15 мл азотной кислоты в неокисленную или частично окисленную порцию, умеренно
нагрейте тарелочку, добавьте капля за каплей 2 мл фтористоводородной кислоты и
выдержите тарелочку при умеренной температуре. После полного растворения испытуемой
порции добавьте 1 - 2 мл серной кислоты. Высушите и нагрейте, примерно, при 600 °С до тех пор, пока не прекратится образование Так как существует возможность
перемещения молибдена из одного тигеля в другой, то
постарайтесь избежать такого перемещения во время процесса нагрева. Поэтому не
нагревайте образцы с высоким и низким содержанием молибдена в печи в одной
партии. 8.2.2. Окислите испытуемую порцию на
воздухе в печи при температуре от 700 до 900 °С в
течение 1 часа. Если достигнуто полное окисление, то продолжайте, как указано в
п. 8.3. Если не достигнуто полное окисление (как, например, в твердых сплавах с
высоким содержанием титана), то продолжайте, как указано в п. 8.2.1. 8.3. Хорошо перемешайте испытуемую порцию
с расплавленной буферной смесью, содержащей (15 +/- 0,01) г тетрабората
натрия и (4 +/- 0,01) г пероксида бария или (4,5 +/- 0,01) г карбоната бария и
постепенно нагревайте тарелочку до тех пор, пока ее содержимое не расплавится
полностью и не окончится реакция. Накройте тарелочку крышкой. Растворите
оксиды, расплавив их при температуре, примерно, 1100 °С
в течение 10 - 15 мин. Для получения однородной массы помешайте расплав. 8.4. Налейте расплав в предварительно
нагретое кольцо, помещенное на опорную пластину, лежащую на нагревательном
устройстве с температурой 300 - 400 °С. Оставьте охлаждаться до тех пор, пока
диск не отойдет от пластины. Поместите диск с кольцом на асбестовую пластину и
дайте им остыть до комнатной температуры. 8.5. Проведите сухое или мокрое
шлифование диска на шлифовальном устройстве до получения гладкой и ровной
поверхности. Примечание. Окончательное сухое или
мокрое шлифование должно быть выполнено наждачной бумагой N 220. Следует
соблюдать осторожность при шлифовании всухую, чтобы избежать загрязнения
образца шлифовальной бумагой. 8.6. Анализ с помощью рентгеновской
спектрометрии. 9. Рентгеновский флуоресцентный анализ 9.1. Для получения оптимального числа
импульсов следует учесть все параметры, измерения, включая материал мишени
рентгеновской трубки. 9.2. Следует использовать аналитические
линии, показанные в табл. 2. Таблица 2 ──────────────┬────────────────────────────────────────┬────────── Элемент │ Co, Сr, Fe, Mn, Mo, Nb, Ni, Ti, V, Zr │ Ta, W ──────────────┼────────────────────────────────────────┼────────── Аналитическая │K │L линия │ альфа 1,2 │ альфа │ │ 1 Примечание. Рекомендуется измерять все
элементы в первом порядке отражения от кристалла LiA
(200). При определении титана берутся измерения отражений второго порядка от
кристалла PET (пентаэритрит). 9.3. В случае необходимости следует
производить коррекцию на фон. 10. Подготовка калибровочных кривых Калибровочные кривые должны строиться на
основании синтетически подготовленных образцов, состав которых указан в п. 2, и
которые должны примерно соответствовать маркам анализируемых твердых сплавов.
При подготовке образцов известные количества металлов или их соответствующих
соединений должны тщательно перемешиваться. Анализ смесей проводится так, как
указано в пп. 8.2 - 8.6. 11. Запись результатов 11.1. Допуски Отклонения двух или трех произвольных
определений не должны превышать значений, приведенных в табл. 3. Таблица 3 ───────────────────────┬────────────────┬───────────────────────── Массовая доля, % │ Абсолютные │ Абсолютные допускаемые │ допускаемые │ расхождения трех │расхождения двух│ определений, % │ определений, % │ ───────────────────────┼────────────────┼───────────────────────── От 0,005 до 0,4 включ.│0,04 │0,05 Св. 0,4 " 2 " │0,20 │0,25 " 2 " 10 " │0,30 │0,35 " 10 " 30 " │0,4 │0,5 " 30 " 95 " │1,0 │1,2 11.2. Окончательный результат Представляется среднее арифметическое
значение приемлемых измерений, округленных до ближайшего значения (табл. 4). Таблица 4 ────────────────────────────────┬───────────────────────────────── Массовая доля, % │ Округление до ближайшего, % ────────────────────────────────┼───────────────────────────────── От 0,05 до 0,4 включ. │0,01 Св. 0,4 " 30 " │0,1 " 30 " 95 " │1 12. Отчет об испытаниях В отчет об испытаниях должна быть
включена следующая информация: а) ссылка на данный Международный
стандарт; б) подробная информация, касающаяся
идентификации испытуемого образца; в) полученные результаты; г) процедуры, не указанные в данном Международном
стандарте или рассматриваемые как второстепенные; д) любые детали, не оговоренные в данном
Международном стандарте, которые могут повлиять на результат. Приложение 2 Рекомендуемое МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ИСО 4883-78 Твердые сплавы. Определение металлических
элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод растворения 1. Назначение Стандарт
устанавливает рентгеновский флуоресцентный метод определения кобальта, железа,
марганца, молибдена, никеля, ниобия, тантала, титана, вольфрама, ванадия и
циркония в карбидах и твердых сплавах.
Результаты, определяемые этим методом по ИСО 4503 в тех же пределах,
эквивалентны, а стандарты - взаимозаменяемы. 2. Область применения Метод применим к: карбидам ниобия, тантала, титана, ванадия,
вольфрама и циркония; смесям этих карбидов и связующих
металлов; ко всем маркам предварительно спеченных,
спеченных твердых сплавов, полученных из этих карбидов, минимальная массовая
доля элементов приведена в табл. 1. Таблица 1 ──────────────────────────────┬─────────────────────────────────── Определяемый элемент │ Массовая доля, % ──────────────────────────────┼─────────────────────────────────── Кобальт │0,05 Железо │0,05 Марганец │0,05 Молибден │0,05 Ниобий │0,07 Никель │0,05 Тантал │0,10 Титан │0,2 Ванадий │0,05 Вольфрам │0,10 Цирконий │0,05 3. Сущность Измерение интенсивности
характеристического спектра рентгеновского излучения определяемых элементов.
Для исключения влияния эффектов, связанных с размерами частиц и взаимодействиями
между элементами, проба растворяется в смеси фтористоводородной и азотной
кислот. 4. Интерферентные
элементы Следует учитывать влияние, например,
линейной интерференции титана и вольфрама на ванадий. 5. Реагенты Во время анализа используйте реагенты
только известной аналитической марки и только дистиллированную воду или воду
эквивалентной чистоты. 5.1. Фтористоводородная кислота: 5.2. Азотная кислота: 5.3. Растворитель Смешать две части фтористоводородной
кислоты, одну часть азотной кислоты и две части дистиллированной воды. 5.4. Раствор винная кислота 200 г/л. 6. Аппаратура Обычная лабораторная аппаратура. 6.1. Рентгеновский спектрометр,
приспособленный для проведения анализа растворов. 6.2. Кюветы для образцов готовятся из
материалов, стойких к воздействию смеси фтористоводородной и азотной кислот;
окошки кювет закрываются пленкой толщиной 6 мкм, изготовленной из эфиро-пропилено-терефталевой кислоты. 7. Подготовка образца 7.1. Образец должен измельчаться в
ступке, изготовленной из материала, не влияющего на состав образца.
Измельченный материал должен быть просеян через сито с диаметром отверстия 2
мм. 7.2. Анализы следует проводить на двух
или трех испытуемых порциях. 8. Процедура 8.1. Взвесьте в полипропиленовом стакане
емкостью 150 мл (2 +/- 0,001) г испытуемого образца. Примечание. Если в состав образца входит
смазка, то следует внести поправку на содержание образца. 8.2. Добавьте к образцу 20 мл
растворителя. Добейтесь полного растворения пробы путем 30-минутного нагревания
на водяной бане. 8.3. Охладите раствор и поместите раствор
в 50 мл мерную полипропиленовую колбу, содержащую 10 мл раствора винной
кислоты. Доведите объем водой до метки и
перемешайте. 8.4. Отфильтруйте раствор через сухой
фильтр в полипропиленовый стакан. 8.5. Заполните кювету раствором так,
чтобы высота раствора была не менее 10 мм. 8.6. Проведите анализ с помощью
рентгеновского спектрометра. 9. Рентгеновский флуоресцентный анализ 9.1. Подберите все параметры, включая
материал мишени рентгеновской трубки для получения оптимального числа
импульсов. 9.2. Использовать аналитические линии,
показанные в табл. 2. Таблица 2 ───────────────┬───────────────────────────────────────┬────────── Элемент │ Co, Fe, Mo, Мn, Nb, Ni, Ti, V, Zn │ Ta, W ───────────────┼───────────────────────────────────────┼────────── Аналитическая │K │L линия │ альфа 1,2 │ альфа │ │ 1 9.3. Если есть необходимость, сделайте
поправку на фон. 10. Построение градуировочных
кривых 10.1. Построение градуировочных
кривых должно проводиться с использованием, как минимум, пяти эталонных
образцов, приготовленных по методу, описанному в разделе 8, исходя из точно
известных количеств смесей чистых металлов или их соответствующих соединений.
Для каждого типа твердых сплавов должна быть построена своя градуировочная
кривая. В качестве внешнего эталона используется
эталонный образец, имеющий, примерно, тот же состав, что и анализируемый
образец. Градуировочные кривые должны быть построены для каждого элемента путем нахождения
зависимости между его концентрацией и отношением интенсивности рентгеновского
излучения эталонного образца и рентгеновского излучения внешнего эталона. 10.2. Элементы в испытуемом образце
должны определяться нахождением отношения интенсивности рентгеновского
излучения исследуемого образца к интенсивности рентгеновского излучения
внешнего эталона и определения концентрации из соответствующей градуировочной кривой. 11. Запись результатов 11.1. Допуски Отклонения двух или трех произвольных
определений не должны превышать значений, приведенных в табл. 3. Таблица 3 ──────────────────────┬──────────────────┬──────────────────────── Массовая доля, % │ Абсолютные │ Абсолютные допустимые │ допустимые │ расхождения трех │ расхождения двух │ определений, % │ определений, % │ ──────────────────────┼──────────────────┼──────────────────────── От 0,05 до 0,4 включ.│0,04 │0,05 Св. 0,4 " 0,2 " │0,20 │0,25 " 2 " 10 " │0,30 │0,35 " 10 " 30 " │0,4 │0,5 " 30 " 95 " │1,0 │1,2 11.2. Конечные результаты Представляется среднее арифметическое
значение приемлемых измерений, округленных до ближайшего значения (табл. 4). Таблица 4 ───────────────────────────────┬────────────────────────────────── Массовая доля, % │ Округление до ближайшего, % ───────────────────────────────┼────────────────────────────────── От 0,05 до 0,4 включ. │0,01 Св. 0,4 " 30 " │0,1 " 30 " 95 " │1 12. Отчет об испытаниях В отчет об испытаниях должны быть
включены: а) ссылка на данный Международный
стандарт; б) подробная информация, касающаяся
идентификации образца; в) полученные результаты, г) процедуры, не указанные в данном
Международном стандарте или рассматриваемые как второстепенные; д) любые детали, способные повлиять на результат. |
