| Утвержден и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 5 мая 1991 г. N 626 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ Titanium alloys. Methods for the
determination of zirconium ГОСТ 19863.13-91 Группа В59 ОКСТУ 1709 Взамен ГОСТ 19863.13-80 Дата введения 1 июля 1992 года ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ Разработан и внесен Министерством
авиационной промышленности СССР. Разработчики: В.Г.
Давыдов, д-р техн. наук; В.А. Мошкин, канд. техн. наук; Г.И. Фридман, канд. техн.
наук; Л.А. Тенякова; М.Н. Горлова, канд. хим. наук;
Л.В. Антоненко; О.Л. Скорская, канд. хим. наук. Утвержден и введен в действие
Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции
и стандартам от 05.05.91 N 626. Периодичность проверки - 5 лет. Ссылочные нормативно-технические
документы ─────────────────────────────────────────┬──────────────────────── Обозначение НТД, на который дана ссылка │ Номер пункта ─────────────────────────────────────────┼──────────────────────── ГОСТ 3118-77 │4.2 ГОСТ 3759-75 │4.2 ГОСТ 3760-79 │3.2 ГОСТ 3772-74 │2.2 ГОСТ 3773-72 │3.2 ГОСТ 4204-77 │2.2; 3.2 ГОСТ 4461-77 │4.2 ГОСТ 5456-79 │3.2 ГОСТ 5457-75 │4.2 ГОСТ 9656-75 │4.2 ГОСТ 10484-78 │4.2 ГОСТ 10652-73 │3.2 ГОСТ 10929-76 │2.2 ГОСТ 17746-79 │3.2 ГОСТ 22867-77 │2.2 ГОСТ 25086-87 │1.1 ТУ 6-09-1678-86 │2.2; 3.2 ТУ 6-09-3986-76 │3.2 ТУ 95-259-88 │4.2 Настоящий стандарт устанавливает
гравиметрический (при массовой доле от 0,5 до 20,0%), фотометрический (при
массовой доле от 0,02 до 0,5%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,5
до 20,0%) методы определения циркония. 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ 1.1. Общие требования к методам анализа -
по ГОСТ 25086 с дополнением. 1.1.1. За результат анализа принимают
среднее арифметическое результатов двух параллельных определений. 2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ 2.1. Сущность метода Метод основан на растворении пробы в серной
кислоте, осаждении циркония двузамещенным
фосфорнокислым аммонием в присутствии пероксида водорода, прокаливании осадка
при температуре (1000 +/- 10) °С до пирофосфата
циркония и взвешивании прокаленного осадка. 2.2. Aппapатура, реактивы и растворы Печь муфельная с терморегулятором. Фильтры беззольные по ТУ 6-09-1678. Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью
1,84 г/см3, растворы 1:3 и 1:4. Водорода пероксид по ГОСТ 10929. Аммоний фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 3772, раствор 100 г/дм3. Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867,
раствор 50 г/дм3. Промывная жидкость: в коническую колбу
вместимостью 1 дм3 помещают 100 см3 раствора двузамещенного
фосфорнокислого аммония, приливают 900 см3 раствора серной кислоты 1:4 и
перемешивают. 2.3. Проведение анализа 2.3.1. Навеску пробы в соответствии с
табл. 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 50 см3
раствора серной кислоты 1:3 и нагревают до полного растворения навески,
поддерживая первоначальный объем водой. Таблица 1 ───────────────────────────────────┬────────────────────────────── Массовая доля циркония, % │ Масса навески пробы, г ───────────────────────────────────┼────────────────────────────── От 0,5 до 5,0 включ. │0,5 Св. 5,0 " 10,0 " │0,25 " 10,0 " 20,0 " │0,1 Раствор охлаждают до комнатной
температуры, приливают 150 см3 воды, 20 см3 пероксида водорода, при
перемешивании небольшими порциями 20 см3 раствора двузамещенного
фосфорнокислого аммония, затем нагревают до 40 - 50 °С,
тщательно перемешивают стеклянной палочкой и дают отстояться при комнатной
температуре не менее 3 ч. Осадок отфильтровывают через фильтр
средней плотности ("белая лента"), промывают восемь раз промывной
жидкостью и три раза раствором азотнокислого аммония (при этом осадок и фильтр
должны быть полностью отмыты от желтой окраски). Фильтр с осадком
помещают в доведенный при температуре (1000 +/- 10) °С до постоянной массы и
взвешенный фарфоровый тигель, подсушивают, осторожно озоляют,
не давая воспламениться бумаге фильтра, прокаливают в муфельной печи при
температуре (1000 +/- 10) °С в течение 30 мин, охлаждают в эксикаторе и
взвешивают. 2.4. Обработка результатов 2.4.1. Массовую долю циркония (X) в
процентах вычисляют по формуле
где
m - масса навески пробы, г; 0,344 - коэффициент пересчета пирофосфата циркония на цирконий. 2.4.2. Расхождения результатов не должны
превышать значений, указанных в табл. 2. Таблица 2 ─────────────────────────┬──────────────────────────────────────── Массовая доля циркония, %│ Абсолютное допускаемое расхождение, % ├────────────────────────┬─────────────── │результатов параллельных│ результатов │ определений │ анализа ─────────────────────────┼────────────────────────┼─────────────── От 0,50 до 1,00 включ. │0,05 │0,07 Св. 1,00 " 2,50 " │0,07 │0,10 " 2,5 " 5,0 " │0,1 │0,2 " 5,0 " 10,0 " │0,2 │0,3 " 10,0 " 20,0 " │0,3 │0,4 3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ 3.1. Сущность метода Метод основан на растворении пробы в
серной кислоте, образовании оранжево-красного комплексного соединения циркония
с ксиленоловым оранжевым и измерении оптической
плотности раствора при длине волны 536 нм. 3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Печь муфельная с терморегулятором. Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр. Фильтры обеззоленные
по ТУ 6-09-1678. Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью
1,84 г/см3, растворы 1:4 и 0,05 моль/дм3. Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 200 г/дм3. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773. Аммоний азотнокислый по ГОСТ 3761,
раствор 200 г/дм3. Аммиак водный по ГОСТ 3760. Соль динатриевая
этилендиамин-N,N,N',N'-тeтpaуксусной
кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор
0,025 моль/дм3: 9,3 г трилона Б
помещают в стакан вместимостью 400 см3, приливают 200 см3 воды и растворяют при
перемешивании. Раствор фильтруют через складчатый фильтр
из фильтровальной бумаги в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до
метки и перемешивают. Ксиленоловый оранжевый, раствор 1 г/дм3, свежеприготовленный. Титан губчатый по ГОСТ 17746 марки
ТГ-100. Цирконий сернокислый по ТУ 6-09-3986. Стандартные растворы циркония Раствор А: 3,9 г
сернокислого циркония помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3,
приливают 50 см3 воды и растворяют навеску, затем осторожно приливают 25 см3
серной кислоты, охлаждают, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1000
см3, доливают водой до метки и перемешивают. 1 см3 раствора содержит 0,001 г циркония. Устанавливают массовую концентрацию (T)
стандартного раствора циркония: аликвотную часть раствора 25 см3 помещают в
стакан вместимостью 300 см3, приливают 70 - 80 см3 воды, добавляют 1 г
хлористого аммония, нагревают до 60 - 70 °С и
добавляют по каплям при перемешивании аммиак до ощутимого запаха. Раствор с осадком нагревают до кипения,
выдерживают 20 мин в теплом месте при температуре 40 - 50 °С,
затем фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента"). Осадок на фильтре промывают пять раз
раствором азотнокислого аммония. Фильтр с осадком помещают в
доведенный при температуре (1000 +/- 10) °С до постоянной массы и взвешенный
платиновый тигель, подсушивают, осторожно озоляют и
прокаливают в муфельной печи при температуре (1000 +/- 10) °С в течение 1 ч,
охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Массовую концентрацию стандартного
раствора циркония (T), г/см3, вычисляют по формуле
где m - масса осадка после прокаливания, г; 0,7403 - коэффициент пересчета двуокиси
циркония на цирконий; V - объем стандартного раствора циркония,
взятый для определения циркония, см3. Раствор Б: 10
см3 стандартного раствора А переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 1000
см3, доливают 0,05 моль/дм3 раствором серной кислоты до метки и перемешивают. 1 см3 раствора содержит 0,00001 г
циркония. 3.3. Проведение анализа 3.3.1. Навеску пробы массой 0,25 г
помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают пипеткой 15 см3
раствора серной кислоты 1:4, колбу накрывают часовым стеклом или воронкой и
нагревают до растворения пробы, поддерживая первоначальный объем водой.
Одновременно в тех же условиях растворяют 0,25 г губчатого титана. В полученный раствор добавляют по каплям
раствор гидрохлорида гидроксиламина до обесцвечивания
раствора и 2 - 3 капли в избыток, приливают 20 см3 воды и кипятят 1 - 2 мин.
Колбу с раствором охлаждают до комнатной температуры, раствор переводят в
мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. 3.3.2. Аликвотную часть раствора согласно
табл. 3 помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3, приливают 0,05 моль/дм3 раствор
серной кислоты до объема 20 см3 (табл. 3), 2,5 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, 2 см3 раствора ксиленолового
оранжевого, доливают водой до метки и перемешивают. Таблица 3 ───────────────────────────┬─────────────────┬──────────────────── Массовая доля циркония, % │Аликвотная часть │Объем 0,05 моль/дм3 │ раствора, см3 │ раствора серной │ │ кислоты, см3 ───────────────────────────┼─────────────────┼──────────────────── От 0,02 до 0,05 включ. │20 │- Св. 0,05 " 0,10 " │10 │10 " 0,10 " 0,25 " │5 │15 " 0,25 " 0,50 " │2,5 │17,5 3.3.3. Оптическую плотность раствора
измеряют через 15 мин при длине волны 536 нм в кювете
с толщиной фотометрируемого слоя 30 мм. Раствором сравнения служит компенсирующий
раствор: соответствующая аликвотная часть испытуемого раствора со всеми
реактивами, в которую перед добавлением ксиленолового оранжевого вводят 0,5 см3 раствора трилона Б. 3.3.4. Массовую долю циркония
рассчитывают по градуировочному графику. 3.3.5. Построение градуировочного
графика В шесть конических колб вместимостью по
100 см3 приливают по 10 см3 раствора титана, в пять из них отмеряют 1,0; 2,0;
3,0; 4,0; 5,0 см3 стандартного раствора Б, что
соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005 г циркония, затем
приливают соответственно 10,0; 9,0; 8,0; 7,0; 6,0; 5,0 см3 раствора серной
кислоты 0,05 моль/дм3 и продолжают анализ по пп. 3.3.2
и 3.3.3. Раствором сравнения служит раствор, в
который не введен цирконий. По полученным значениям оптической
плотности растворов и соответствующим им массам циркония строят градуировочный график. 3.4. Обработка результатов 3.4.1. Массовую долю циркония (
где
3.4.2. Расхождения результатов не должны
превышать значений, указанных в табл. 4. Таблица 4 ───────────────────────────┬────────────────────────────────────── Массовая доля циркония, % │Абсолютное допускаемое расхождение, % ├────────────────────────┬───────────── │результатов параллельных│ результатов │ определений │ анализа ───────────────────────────┼────────────────────────┼───────────── От 0,020 до 0,050 включ. │0,006 │0,010 Св. 0,05 " 0,10 " │0,01 │0,02 " 0,10 " 0,30 " │0,02 │0,03 " 0,30 " 0,50 " │0,03 │0,05 4.
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ 4.1. Сущность метода Метод основан на растворении пробы в
соляной и борофтористоводородной кислотах и измерении
атомной абсорбции циркония при длине волны 360,1 нм в
пламени ацетилен-закись азота. 4.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр атомно-абсорбционный с
источником излучения для циркония. Ацетилен по ГОСТ 5457. Закись азота медицинская. Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью
1,19 г/см3, раствор 2:1. Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью
1,35 - 1,40 г/см3. Кислота борная по ГОСТ 9656 и насыщенный
раствор. Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484. Кислота борофтористоводородная:
к 280 см3 фтористоводородной кислоты при температуре (10 +/- 2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают.
Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде. Алюминий хлористый по ГОСТ 3759, раствор
100 г/дм3. Цирконий металлический особой чистоты по
ТУ 95-259. Стандартные растворы циркония Раствор А: 1 г
металлического циркония помещают во фторопластовый стакан вместимостью 100 см3,
добавляют четыре капли воды для смачивания навески и осторожно, небольшими
порциями приливают 10 см3 смеси, состоящей из одной части фтористоводородной и
одной части азотной кислоты. Растворение ведут на холоде. После растворения
навески добавляют 50 см3 насыщенного раствора борной кислоты и оставляют стоять
на 10 мин. Раствор перемешивают и переводят в мерную колбу вместимостью 100
см3, доводят водой до метки, перемешивают и переводят в тот стакан, в котором
проводили растворение. 1 см3 раствора А
содержит 0,01 г циркония. Раствор Б: 10
см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 20 см3
раствора соляной кислоты, доводят водой до метки, перемешивают. 1 см3 раствора Б
содержит 0,001 г циркония. 4.3. Проведение анализа 4.3.1. Навеску пробы массой в
соответствии с табл. 5 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3,
приливают 20 см3 раствора соляной кислоты, 5 см3 борофтористоводородной
кислоты и растворяют при умеренном нагревании. Таблица 5 ─────────────────────────────────┬──────────────────────────────── Массовая доля циркония, % │ Масса навески пробы, г ─────────────────────────────────┼──────────────────────────────── От 0,5 до 5,0 │0,5 Св. 5,0 до 20,0 │0,25 После растворения пробы раствор охлаждают
до комнатной температуры и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3.
Добавляют 10 см3 борофтористоводородной кислоты, 10
см3 раствора хлористого алюминия, доливают водой до метки и перемешивают. 4.3.2. Раствор контрольного опыта готовят
по п. 4.3.1. 4.3.3. Построение градуировочного
графика 4.3.3.1. При массовой доле циркония от
0,5 до 2,0% В пять конических колб вместимостью по
100 см3 помещают по 0,5 г навески сплава, аналогичного по составу
анализируемому, но не содержащего циркония, и проводят растворение, как указано
в п. 4.3.1, затем в четыре из них отмеряют 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см3 стандартного
раствора Б, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,0075;
0,01 г циркония, и далее выполняют операции согласно п. 4.3.1. 4.3.3.2. При массовой доле циркония свыше
2,0 до 5,0% В пять конических колб вместимостью по
100 см3 помещают по 0,5 г навески сплава, аналогичного по составу
анализируемому, но не содержащего циркония, и проводят растворение, как указано
в п. 4.3.1, затем в четыре из них отмеряют 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см3 стандартного
раствора А, что соответствует 0,01; 0,015; 0,02; 0,025
г циркония, и далее выполняют операции согласно п. 4.3.1. 4.3.3.3. При массовой доле циркония свыше
5,0 до 12,0% В шесть конических колб вместимостью по
100 см3 помещают по 0,25 г навески сплава, аналогичного по составу
анализируемому, но не содержащего циркония, и проводят растворение, как указано
в п. 4.3.1, затем в пять из них отмеряют 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 см3
стандартного раствора А, что соответствует 0,01;
0,015; 0,02; 0,025; 0,03 г циркония, и далее выполняют операции по п. 4.3.1. 4.3.3.4. При массовой доле циркония свыше
12,0 до 20,0% В шесть конических колб вместимостью по
100 см3 помещают по 0,25 г навески сплава, аналогичного по составу
анализируемому, но не содержащего циркония, и проводят растворение, как указано
в п. 4.3.1, затем в пять из них отмеряют 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 см3
стандартного раствора А, что соответствует 0,03;
0,035; 0,04; 0,045; 0,05 г циркония, и далее выполняют операции по п. 4.3.1. 4.3.4. Раствор пробы, раствор
контрольного опыта и растворы для построения градуировочного
графика распыляют в пламя ацетилен-закись азота (восстановительное) и измеряют
атомную абсорбцию циркония при длине волны 360,1 нм. По полученным значениям атомных абсорбций
и соответствующим им массовым концентрациям циркония
строят градуировочный график в координатах
"Значение атомного поглощения - Массовая концентрация циркония,
г/см3". Массовую концентрацию циркония в растворе
пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному
графику. 4.5. Обработка результатов 4.5.1. Массовую долю циркония (
где
V - объем раствора пробы, см3; m - масса навески пробы, г. 4.5.2. Расхождения результатов не должны
превышать значений, указанных в табл. 6. Таблица 6 ─────────────────────────┬──────────────────────────────────────── Массовая доля циркония, %│ Абсолютное допускаемое отклонение, % ├────────────────────────┬─────────────── │результатов параллельных│ результатов │ определений │ анализа ─────────────────────────┼────────────────────────┼─────────────── От 0,50 до 1,00 включ. │0,05 │0,10 Св. 1,00 " 2,50 " │0,10 │0,15 " 2,50 " 5,00 " │0,15 │0,20 " 5,0 " 10,0 " │0,2 │0,3 " 10,0 " 20,0 " │0,3 │0,4 |
