| Утвержден и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 18 февраля 1992 г. N 167 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ Nickel, nickel
and copper-nickel alloys. Methods for the
determination of silicon ГОСТ 6689.7-92 Группа В59 ОКСТУ 1709 Дата введения 1 января 1993 года ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ 1. Разработан и внесен Министерством
металлургии СССР. Разработчики: В.Н. Федоров, Ю.М. Лейбов,
Б.П. Краснов, А.Н. Боганова, И.А. Воробьева. 2. Утвержден и введен в действие
Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 N 167. 3. Взамен ГОСТ 6689.7-80. 4. Ссылочные нормативно-технические
документы ─────────────────────────────────────────┬──────────────────────── Обозначение НТД, на который дана ссылка │Номер раздела, подпункта ─────────────────────────────────────────┼──────────────────────── ГОСТ 8.315-91 │2.4.3; 4.4.3 ГОСТ 83-79 │3.2 ГОСТ 492-73 │Вводная часть ГОСТ 3118-77 │2.2; 3.2 ГОСТ 3652-69 │4.2 ГОСТ 3760-79 │3.2; 4.2 ГОСТ 3765-78 │3.2; 4.2 ГОСТ 3852-75 │3.2 ГОСТ 4204-77 │2.2; 4.2 ГОСТ 4207-75 │2.2; 3.2 ГОСТ 4239-77 │3.2 ГОСТ 4328-77 │2.2; 3.2 ГОСТ 4332-76 │2.2; 3.2, 4.2 ГОСТ 4461-77 │2.2; 3.2, 4.2 ГОСТ 5828-77 │2.2 ГОСТ 6552-80 │4.2 ГОСТ 6006-78 │3.2 ГОСТ 6689.1-92 │Разд. 1 ГОСТ 6691-77 │4.2 ГОСТ 9428-73 │3.2 ГОСТ 9656-75 │3.2; 4.2 ГОСТ 10484-78 │2.2 ГОСТ 18300-87 │3.2 ГОСТ 19241-80 │Вводная часть ГОСТ 25086-87 │Разд. 1; 4.4.3 ТУ 6-09-5384-88 │3.2 Настоящий стандарт устанавливает
гравиметрический метод определения кремния (при массовой доле кремния от 0,1 до
1,6%) и фотометрические методы определения кремния (при массовой доле кремния
от 0,001 до 0,1 и от 0,01 до 0,3%) в никеле, никелевых
и медно-никелевых сплавах по ГОСТ 492 и ГОСТ 19241. 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ Общие требования к методам анализа - по
ГОСТ 25086 с дополнением по разд. 1 ГОСТ 6689.1. 2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ 2.1. Сущность
метода Метод основан на выделении кремния в виде
кремниевой кислоты, прокаливания ее до двуокиси кремния и удалении в виде тетрафторида кремния. Содержание кремния рассчитывают по
разности массы осадка до и после его обработки фтористоводородной кислотой. 2.2. Реактивы,
растворы Кислота азотная по ГОСТ 4461. Кислота соляная по ГОСТ 3118 и
разбавленная 1:100. Кислота серная по ГОСТ 4204 и
разбавленная 1:1 и 1:4. Смесь азотной и соляной кислот в
соотношении 1:3 для растворения. Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484. Калий железистосинеродистый
по ГОСТ 4207, раствор 30 г/дм3. Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор
100 г/дм3. Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, раствор 10 г/дм3 в растворе гидроокиси натрия. Калий-натрий углекислый безводный по ГОСТ
4332. 2.3. Проведение анализа Навеску сплава массой 2 г (при массовой
доле кремния менее 1%) и 1 г (при массовой доле кремния свыше 1%) помещают в
кварцевый стакан вместимостью 250 см3, добавляют 20 - 30 см3 смеси кислот,
накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют
при нагревании. После растворения сплава стекло или пластинку и стенки стакана
ополаскивают водой, добавляют 20 - 30 см3 серной кислоты (1:1) и упаривают до
выделения густого белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, ополаскивают
стенки стакана водой и снова повторяют упаривание до выделения густого белого
дыма серной кислоты. К охлажденному остатку добавляют 3 - 5 см3
концентрированной соляной кислоты, 150 - 200 см3 горячей воды и нагревают до
растворения солей. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности,
промывают горячей соляной кислотой (1:100) до отрицательной реакции промывных
вод на медь (проба с раствором железистосинеродистого
калия) и никель (проба с щелочным раствором диметилглиоксима), а затем промывают осадок 3 - 4 раза
горячей водой. Фильтрат упаривают до появления белого дыма серной кислоты,
остаток разбавляют водой до 150 - 200 см3, осадок кремниевой кислоты
отфильтровывают на другой фильтр средней плотности и промывают, как указано
выше. Оба фильтра с осадками помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают в муфельной печи при 1000 - 1100 °С до постоянной массы. К остатку в платиновом тигле
добавляют 2 - 3 капли концентрированной серной кислоты, 1 см3
фтористоводородной кислоты и осторожно упаривают досуха. Прокаливают остаток
при 1000 - 1100 °С в муфельной печи до постоянной
массы. Одновременно через весь ход анализа
проводят контрольный опыт и в найденное содержание кремния вводят
соответствующую поправку. 2.4. Обработка
результатов 2.4.1. Массовую долю кремния (X) в
процентах вычисляют по формуле
где
0,4672 - коэффициент пересчета массы
двуокиси кремния на массу кремния; m - масса навески сплава, г. 2.4.2. Расхождения результатов трех
параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов
D (показатель воспроизводимости) не должны превышать
значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 1. Таблица 1 ─────────────────────────┬──────────────────────────────────────── Массовая доля кремния, % │ Допускаемые расхождения, % ├─────────────────────┬────────────────── │ d │ D ─────────────────────────┼─────────────────────┼────────────────── От 0,001 до 0,005 включ.│ 0,0008 │ 0,001 Св. 0,005 " 0,01 " │ 0,001 │ 0,001 " 0,01 " 0,02 " │ 0,002 │ 0,003 " 0,02 " 0,05 " │ 0,005 │ 0,007 " 0,05 " 0,10 " │ 0,008 │ 0,01 " 0,10 " 0,20 " │ 0,012 │ 0,02 " 0,20 " 0,30 " │ 0,02 │ 0,03 " 0,30 " 0,40 " │ 0,03 │ 0,04 " 0,40 " 0,50 " │ 0,04 │ 0,06 " 0,50 " 1,0 " │ 0,05 │ 0,07 " 1,0 " 1,6 " │ 0,06 │ 0,08 2.4.3. Контроль точности результатов
анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по
отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия
(СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315,
в соответствии с ГОСТ 25086. 3.
ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ (от 0,001 до 0,1%) 3.1. Сущность
метода Метод основан на образовании
кремнемолибденовой кислоты, экстракции ее бутиловым спиртом, восстановлении ее
в экстракте до кремнемолибденовой сини и измерении интенсивности образовавшейся
окраски. 3.2. Аппаратура,
реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр. рН-метр. Кислота азотная по ГОСТ 4461 и
разбавленная 2:1, 1:2 (прокипяченная) и 1:100. Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная
1:9. Кислота соляная по ГОСТ 3118 и
разбавленная 1:1. Кислота фтористоводородная, ос.ч. Кислота лимонная по ГОСТ 3852, раствор
500 г/дм3. Кислота борная по ГОСТ 9656, насыщенный
раствор: 60 г борной кислоты обрабатывают 1 дм3 горячей воды и после охлаждения
используют отстоявшийся раствор. Аммиак водный по ГОСТ 3760, ос.ч., разбавленный 1:1 и 1:100. Аммоний молибденовокислый
по ГОСТ 3765, перекристаллизованный, раствор 100
г/дм3: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в
400 см3 воды при 70 - 80 °С, добавляют аммиак до
явного запаха и горячий раствор фильтруют два раза через один и тот же фильтр в
стакан, содержащий 300 см3 этилового спирта. Раствор охлаждают до 10 °С и дают отстояться в течение 1 ч. Выпавшие кристаллы
отфильтровывают на воронку Бюхнера, отсасывая
маточный раствор. Кристаллы промывают 2 - 3 раза этиловым спиртом порциями по
20 - 30 см3, после чего их высушивают на воздухе. Спирт этиловый ректификованный
технический по ГОСТ 18300. Олово двухлористое по ТУ 6-09-5384-88,
раствор 100 г/дм3; готовят: 10 г двухлористого олова растворяют в 100 см3
соляной кислоты (1:1) при нагревании до 80 - 90 °С. Промывной раствор: к 50 см3 серной
кислоты добавляют 1,5 см3 раствора молибденовокислого
аммония. Калий-натрий углекислый по ГОСТ 4332. Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор
0,1 моль/дм3. Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор 50
г/дм3. Натрий кремнекислый мета по ГОСТ 4239. Спирт бутиловый нормальный по ГОСТ 6006. Кремния двуокись по ГОСТ 9428. Стандартные растворы кремния. Из кремнекислого натрия: 0,5 г
кремнекислого натрия растворяют в 20 см3 раствора углекислого натрия в
платиновой чашке, охлаждают, помещают в полиэтиленовый сосуд, разбавляют водой
до 500 см3 и перемешивают. 1 см3 раствора содержит 0,0001 г кремния. Точное содержание кремния устанавливают
гравиметрическим методом. Из двуокиси кремния: 0,2143 г прокаленной
двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 2 г натрия-калия углекислого. Плав выщелачивают водой, переносят в мерную колбу
вместимостью 500 см3, доливают до метки водой, перемешивают и немедленно
переносят в полиэтиленовый сосуд. 1 см3 раствора содержит 0,0002 г кремния. Точное содержание кремния устанавливают
гравиметрическим методом. 3.3. Проведение
анализа 3.3.1. Для сплавов, не содержащих
вольфрам. Навеску сплава (см. табл. 2) помещают в
полиэтиленовый или тефлоновый или фторопластовый стакан вместимостью 100 см3,
добавляют 15 - 30 капель фтористоводородной кислоты, 15 см3 азотной кислоты
(2:1), накрывают полиэтиленовой или фторопластовой крышкой и растворяют на
холоде, а затем на водяной бане при нагревании до 60 °С
и выдерживают при этой температуре 20 - 30 мин, затем открывают крышку и держат
еще 15 мин. После растворения раствор охлаждают, добавляют 30 см3 борной
кислоты, через 20 мин смесь переносят через полиэтиленовую воронку в мерную
колбу вместимостью 100 см3, содержащую 30 см3 борной кислоты, доливают до метки
водой и перемешивают. Раствор немедленно переносят в стакан, в котором
проводили растворение. Таблица 2 ───────────────────────────┬──────────┬──────────┬──────────────── Массовая доля кремния, % │ Масса │ Объем │ Масса навески, │навески, г│аликвотной│соответствующая │ │ части │аликвотной части │ │раствора, │ раствора, г │ │ см3 │ ───────────────────────────┼──────────┼──────────┼──────────────── От 0,001 до 0,01 включ. │ 1 │ 50 │ 0,5 Св. 0,01 " 0,025 " │ 0,5 │ 20 │ 0,1 " 0,025 " 0,05 " │ 0,5 │ 10 │ 0,05 " 0,05 " 0,1 " │ 0,25 │ 10 │ 0,025 Предварительно устанавливают рН в
растворах аликвотных частей на рН-метре: в полиэтиленовый стакан вместимостью
50 см3 помещают аликвотную часть раствора (см. табл. 2), добавляют воды до
объема приблизительно 50 см3 и с помощью раствора аммиака (ос.ч.) устанавливают рН = 1,0 - 1,2, добавляя раствор
аммиака по каплям, фиксируя число капель, израсходованных на операцию. Аликвотную
часть раствора (см. табл. 2) для анализа помещают в делительную воронку
вместимостью 200 см3, доливают воды до приблизительно
50 см3 и устанавливают рН = 1,0 - 1,2, используя предварительные данные. В
раствор по каплям при перемешивании добавляют 5 см3 раствора молибденовокислого аммония и оставляют стоять 10 мин. Затем
добавляют 5 см3 лимонной кислоты, 10 см3 прокипяченной азотной кислоты (1:2),
30 см3 бутилового спирта и экстрагируют кремнемолибденовую гетерополикислоту,
осторожно переворачивая воронку 30 раз. После расслоения водный слой
отбрасывают и к органическому слою добавляют 50 см3 промывной жидкости и
промывают, переворачивая воронку 10 - 15 раз. Водный слой отбрасывают, а
органический переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют бутиловый
спирт, 7 - 8 капель раствора двухлористого олова, добавляют до метки бутиловым
спиртом и энергично встряхивают. В течение 5 мин измеряют оптическую плотность
раствора на фотоэлектроколориметре с красным
светофильтром ( 3.3.2. Для сплавов, содержащих вольфрам Навеску сплава (см. табл. 2) помещают в
стакан вместимостью 250 см3, добавляют 10 см3 азотной кислоты (1:2). Накрывают
часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при
нагревании. Стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, раствор
упаривают до сиропообразного состояния, водой разбавляют до 60 см3 и
выдерживают 20 - 30 мин в теплом месте до осветления раствора. Осадок вольфрамовой кислоты
отфильтровывают на двойной плотный фильтр, стакан и осадок промывают 3 - 4 раза
горячей азотной кислотой (1:100) и фильтрат оставляют. Осадок на фильтре
растворяют в 4 - 6 см3 горячего раствора аммиака (1:1) в стакане, в котором
проводилось растворение, и фильтр промывают раствором аммиака (1:100).
Полученный раствор приливают к ранее полученному фильтрату при быстром
перемешивании. Фильтр помещают в платиновый тигель, озоляют,
добавляют 0,3 г калия-натрия углекислого и сплавляют при 1000 - 1100 °С. После
охлаждения плав выщелачивают водой с добавлением 1 -
2 капель концентрированной азотной кислоты, полученный раствор присоединяют к
объединенному фильтрату и упаривают до 70 - 80 см3. После охлаждения раствор
помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки водой. Аликвотную часть раствора (см. табл. 2)
помещают в стакан вместимостью 50 см3, доливают до объема 50 см3 водой и далее
поступают, как указано в п. 3.3.1. 3.3.3. Построение градуировочного
графика В пять из шести полиэтиленовых,
тефлоновых или фторопластовых стаканчиков помещают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3
стандартного раствора кремния (0,0001 г/см3) или 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 и 2,5 см3
стандартного раствора кремния (0,0002 г/см3). Во все стаканчики добавляют 15
капель фтористоводородной кислоты, 15 см3 азотной кислоты (2:1), помещают на
водяную баню, нагревают до 60 °С и далее поступают,
как указано в п. 3.3.1. Аликвотная часть раствора, взятая на
измерение, для каждой точки градуировочного графика
составляет 10 см3. В качестве раствора сравнения используют
раствор, не содержащий кремния. 3.4. Обработка
результатов 3.4.1. Массовую долю кремния (X) в
процентах вычисляют по формуле
где
m - масса навески, соответствующая
аликвотной части раствора, г. 3.4.2. Расхождения результатов трех
параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов
D (показатель воспроизводимости) не должны превышать
значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 1. 3.4.3. Контроль точности результатов
анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по
отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия
(СОП) никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или
методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086. 4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ (от 0,01 до 0,3%) 4.1. Сущность
метода Метод основан на образовании кремнием
желтой кремнемолибденовой кислоты и измерении оптической плотности окрашенного
раствора. 4.2. Аппаратура,
реактивы и растворы Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр. Кислота азотная по ГОСТ 4461,
разбавленная 1:2. Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная
1:1. Кислота фтористоводородная, ос.ч. Кислота лимонная по ГОСТ 3652, раствор
100 г/дм3. Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552,
разбавленная 1:9. Кислота борная по ГОСТ 9656, насыщенный
раствор: 60 г борной кислоты растворяют в 1000 см3 горячей воды. Перед
применением раствор охлаждают до температуры 20 °С. Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный
1:1. Карбамид (мочевина) по ГОСТ 6691, раствор
100 г/дм3. Аммоний молибденовокислый
по ГОСТ 3765, перекристаллизованный, раствор 100
г/дм3. Раствор сохраняют в полиэтиленовом сосуде. Перекристаллизацию аммония молибденовокислого проводят, как указано в п. 3.2. Калий-натрий углекислый по ГОСТ 4332. Медь, ос.ч., с массовой долей кремния менее Раствор меди для приготовления раствора
сравнения: 1 г меди помещают в платиновую чашку или фторопластовую, добавляют
0,6 см3 фтористоводородной кислоты, 11 см3 азотной кислоты (1:2), накрывают
крышкой и растворяют на водяной бане при температуре не выше
60 °С. После растворения крышку снимают и, перемешивая, удаляют оксиды
азота. Раствор охлаждают, добавляют 50 см3
раствора борной кислоты, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доливают водой до метки и перемешивают. Раствор меди для приготовления раствора
контрольного опыта: 1 г меди помещают в платиновую чашку и растворяют в 0,6 см3
фтористоводородной кислоты и 11 см3 азотной кислоты (1:2) при нагревании. Затем
добавляют 2,5 см3 серной кислоты (1:1) и раствор нагревают до полного удаления
свободной серной кислоты. После охлаждения остаток растворяют,
добавляя небольшое количество воды, 10 см3 азотной кислоты (1:2) и 0,6 см3
фтористоводородной кислоты. К раствору добавляют 50 см3 раствора борной
кислоты, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, до метки
доливают водой и перемешивают. Кремния двуокись по ГОСТ 9428. Стандартные растворы кремния Раствор А:
0,2143 г прокаленной двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 2 г
калия-натрия углекислого. Плав выщелачивают водой и
помещают в мерную колбу вместимостью 500 см3, до метки доливают водой и
перемешивают. Раствор немедленно переносят в полиэтиленовый сосуд. 1 см3 раствора А
содержит 0,0002 г кремния. Раствор Б: 10
см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют водой
до метки и перемешивают. Раствор немедленно переносят в полиэтиленовый сосуд. 1 см3 раствора Б
содержит 0,00002 г кремния. 4.3. Проведение
анализа 4.3.1. Навеску сплава массой 1 г помещают
в платиновый или фторопластовый тигель, добавляют 0,6 см3 фтористоводородной
кислоты и 11 см3 азотной кислоты (1:2), накрывают крышкой и растворяют
на водяной бане при температуре не выше 60 °С. После растворения крышку снимают
и, перемешивая, удаляют оксиды азота. Раствор охлаждают, добавляют 10 см3
раствора борной кислоты и раствор переносят через
полиэтиленовую воронку в мерную колбу вместимостью 100 см3, содержащую 40 см3
раствора борной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. В зависимости от массовой доли кремния
отбирают аликвотную часть раствора (см. табл. 3), помещают ее в мерную колбу
вместимостью 50 см3 и добавляют приведенное в табл. 3 количество раствора
азотной кислоты. Таблица 3 ───────────────────────┬───────────────────┬────────────────────── Массовая доля кремния, │ Объем аликвотной │Объем раствора азотной % │части раствора, см3│ кислоты, см3 ───────────────────────┼───────────────────┼────────────────────── От 0,01 до 0,10 включ.│ 20 │ 0,2 Св. 0,10 " 0,20 " │ 10 │ 0,6 " 0,20 " 0,30 " │ 5 │ 0,8 Раствор в колбе разбавляют водой до 20
см3 и добавляют, перемешивая после добавления каждого реактива, 5 см3 раствора
мочевины, 5 см3 раствора молибденовокислого аммония и
оставляют на 10 мин. Затем добавляют 5 см3 раствора лимонной кислоты, 3 см3
раствора ортофосфорной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают. Через
15 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре
или спектрофотометре при длине волны 400 нм в кювете
с толщиной поглощающего свет слоя 5 см относительно раствора контрольного
опыта. Раствор контрольного опыта готовят одновременно с анализируемой пробой,
причем раствор меди (см. п. 4.2) берут в таком количестве, как и анализируемый
раствор. 4.3.2. Построение градуировочного
графика В семь мерных колб вместимостью по 50 см3
помещают по 10 см3 раствора меди (раствор сравнения), добавляют по 0,6 см3
раствора азотной кислоты, а затем в шесть колб добавляют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0;
8,0 и 10,0 см3 стандартного раствора Б кремния. Растворы во всех колбах доливают водой до
объема 20 см3, добавляют по 5 см3 раствора мочевины и далее анализ проводят,
как приведено в п. 4.3.1. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий
кремния. По полученным данным строят градуировочный
график. 4.4. Обработка
результатов 4.4.1. Массовую долю кремния (X) в
процентах вычисляют по формуле
где m - масса
навески, соответствующая
аликвотной части раствора, г. 4.4.2. Расхождения результатов трех
параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов
D (показатель воспроизводимости) не должны превышать
значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 1. 4.4.3. Контроль точности результатов
анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по
отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия
(СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315,
или методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086. |
