ГОСТ 19863.4-91

• gost-198634-91.pdf (389.47 KiB)
  ГОСТ 19863.4-91

ГОСТ 19863.4−91 Сплавы титановые. Методы определения вольфрама

ГОСТ 19863.4−91

Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ

Методы определения вольфрама

Titanium alloys.
Methods for the determination of tungsten

ОКСТУ 1809

Дата введения 1992−07−01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. 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; M.Н.Горлова, канд. хим. наук; А. И. Королева; О. Л. Скорская, канд. хим. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.05.91 N 625

3. ВЗАМЕН ГОСТ 19863.4−80

4. Периодичность проверки — 5 лет

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 3118–77	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 4147–74	2.2
ГОСТ 4204–77	2.2; 3.2
ГОСТ 4328–77	2.2; 3.2
ГОСТ 4461–77	2.2; 3.2
ГОСТ 5457–75	4.2
ГОСТ 9656–75	3.2; 4.2
ГОСТ 10484–78	3.2; 4.2
ГОСТ 10929–76	4.2
ГОСТ 11125–84	4.2
ГОСТ 17746–79	2.2; 3.2
ГОСТ 18289–78	2.2; 3.2
ГОСТ 25086–87	1.1
ГОСТ 27067–86	2.2; 3.2
ТУ 6−09−1678−86	2.2; 3.2
ТУ 48−19−69−80	2.2; 3.2
ТУ 48−19−57−78	4.2

Настоящий стандарт устанавливает фотометрические (при массовой доле от 0,1 до 6,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,5 до 6,0%) методы определения вольфрама.

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. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА (при массовой доле вольфрама от 1,0 до 6,0%)

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе серной кислоты, образовании желтого комплексного соединения пятивалентного вольфрама с роданистым аммонием после предварительного восстановления шестивалентного вольфрама треххлористым титаном и измерении оптической плотности раствора при длине волны 400 нм.

Титан, железо, никель и хром предварительно отделяют гидроксидом натрия. Влияние молибдена при соотношении молибдена и вольфрама не более чем 1:1 устраняют добавлением соответствующей массовой доли молибдена при построении градуировочного графика.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Печь муфельная с терморегулятором.

Фильтры обеззоленные по ТУ 6−09−1678.

Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров («красная лента») помещают в стакан вместимостью 500 см, приливают 300 смводы и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см, растворы 1:1 и 1:3.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/сми растворы 2:1, 1:1 и 1:4.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35−1,40 г/сми раствор 1:5.

Смесь кислот: к 300 смсоляной кислоты приливают 100 смазотной кислоты и перемешивают.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 20 г/дми 200 г/дм.

Аммоний роданистый по ГОСТ 27067, раствор 500 г/дм.

Титан по ГОСТ 17746* марки ТГ-100.
_______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 17746–96, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

Титан треххлористый, раствор 10 г/дм: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 50 смраствора соляной кислоты 2:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и растворяют при нагревании, поддерживая постоянный объем тем же раствором соляной кислоты.

Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором соляной кислоты 2:1 до метки и перемешивают. Раствор пригоден для применения в течение 4 сут при хранении в темном месте в колбе с пробкой.

Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289.

Стандартный раствор вольфрама: 1,7941 г вольфрамовокислого натрия помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 100 смраствора гидроксида натрия 20 г/дми растворяют при умеренном нагревании.

Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают раствором гидроксида натрия 20 г/дмдо метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

1 смраствора содержит 0,001 г вольфрама.

Для установления массовой концентрации вольфрама аликвотные части по 50 смстандартного раствора вольфрама помещают в три стакана вместимостью по 400 см, приливают по 15 смазотной кислоты и выпаривают до объема 5−6 см. Затем приливают по 100 смкипящей воды, кипятят 15 мин, добавляют мацерированную бумагу и взбалтывают.

Осадок отфильтровывают через фильтр средней плотности («белая лента») и промывают 5−6 раз раствором азотной кислоты, нагретым до 30−40 °C.

Фильтр с осадком помещают в доведенный при температуре 750−800 °C до постоянной массы и взвешенный фарфоровый или платиновый тигель, подсушивают, осторожно озоляют при температуре 400−500 °C, прокаливают в муфельной печи при температуре 750−800 °C в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

Массовую концентрацию вольфрамовокислого натрия по вольфраму () в г/смвычисляют по формуле

, (1)

где  — масса тигля с осадком, г;

 — масса тигля, г;

 — объем раствора вольфрамовокислого натрия, взятый для установления массовой концентрации, см;

0,7930 — коэффициент пересчета трехокиси вольфрама на вольфрам.

Железо (III) хлорид 6-водное по ГОСТ 4147, раствор 100 г/дм: 100 г хлорида железа (III) помещают в стакан вместимостью 1000 сми растворяют в 200 смраствора соляной кислоты 1:4, приливают 700 смводы и перемешивают.

Молибден металлический высокой чистоты по ТУ 48−19−69, содержащий не менее 99,5% молибдена.

Стандартный раствор молибдена: 1 г молибдена помещают в коническую колбу вместимостью 250 сми растворяют в 30 смсмеси кислот. Затем приливают 30 смраствора серной кислоты 1:1 и выпаривают до появления белых паров. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 50 смводы, нагревают до растворения солей; раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

1 смраствора содержит 0,001 г молибдена.

Метиловый оранжевый: 0,1 г реагента растворяют в 100 смводы при слабом на

гревании.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску пробы массой 0,25 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 40 смраствора серной кислоты 1:3 и нагревают до полного растворения. В раствор добавляют по каплям азотную кислоту до исчезновения фиолетовой окраски, три капли в избыток, выпаривают до появления густых белых паров и продолжают нагревание в течение 3 мин.

Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 40 смводы и нагревают до растворения солей, перемешивают, добавляют 10 смраствора хлорида железа (III), 40 смраствора гидроксида натрия 200 г/дми перемешивают.

Раствор переводят порциями по 10 смв мерную колбу вместимостью 250 см, содержащую 50 смраствора гидроксида натрия, нагретого до температуры 80−85 °C. Колбу обмывают 10 смгорячего раствора гидроксида натрия 200 г/дм, перемешивают, охлаждают до комнатной температуры в проточной воде, доливают водой до метки и перемешивают.

Осадку дают отстояться в течение 15−20 мин, раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») в коническую колбу вместимостью 250 см, отбрасывая первые порции фильтрата.

Аликвотную часть раствора в соответствии с табл.1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 2 смраствора роданистого аммония, 45 смраствора соляной кислоты 2:1, перемешивают и охлаждают до температуры 15−17 °C.

Таблица 1

Массовая доля вольфрама, %	Объем аликвотной части, см
От 1,0 до 3,0 включ.	10
Св. 3,0 «6,0 «	5

К охлажденному раствору приливают пятнадцать капель (порциями по пять капель) раствора треххлористого титана. В случае присутствия в сплаве молибдена треххлористый титан приливают порциями по четыре капли до исчезновения красно-оранжевой окраски комплексного соединения молибдена с роданид-ионами и пять капель в избыток. Через 5 мин после образования устойчивой желто-зеленой окраски доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.

2.3.2. Оптическую плотность раствора измеряют через 5 мин, но не позднее чем через 30 мин при длине волны 400 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 30 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, который готовят по п. 2.3.1 со всеми используемыми в анализе реактивами.

2.3.3. Массовую долю вольфрама вычисляют по градуировочному графику.

2.3.4. Построение градуировочного графика

В семь конических колб вместимостью по 250 смпомещают навески титана массой по 0,25 г. В шесть из них отмеряют 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0 смстандартного раствора вольфрама, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01; 0,0125; 0,015 г вольфрама, приливают 40 смраствора серной кислоты 1:3 и далее продолжают по п. 2.3.1.

При наличии в сплаве молибдена в восемь конических колб вместимостью по 250 смотмеряют стандартный раствор молибдена в количестве, соответствующем массовой доле молибдена в пробе. Раствором сравнения служит раствор, в который не введен вольфрам.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам вольфрама строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю вольфрама () в процентах вычисляют по формуле

, (2)

где  — масса вольфрама в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

 — масса навески пробы в соответствующей аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Таблица 2

Массовая доля вольфрама, %	Абсолютное допускаемое расхождение, %
	результатов параллельных определений	результатов анализа
От 1,00 до 2,00 включ.	0,10	0,15
Св. 2,00 «4,00 «	0,20	0,25
» 4,00 «6,00 «	0,30	0,35

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА (при массовой доле вольфрама от 0,1 до 1,5%)

3.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и борофтористоводородной кислот, образовании желтого комплексного соединения пятивалентного вольфрама с роданистым аммонием после предварительного восстановления шестивалентного вольфрама треххлористым титаном и измерении оптической плотности раствора при длине волны 400 нм.

Влияние молибдена при соотношении молибдена и вольфрама не более чем 1:1 устраняют добавлением соответствующей массовой доли молибдена при построении градуировочного графика.

Метод применим для сплавов с массовой долей вольфрама не более 1,5%.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Печь муфельная с терморегулятором.

Фильтры обеззоленные по ТУ 6−09−1678.

Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров («красная лента») помещают в стакан вместимостью 500 см, приливают 300 смводы и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 2:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35−1,40 г/см, раствор 1:5.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Кислота борофтористоводородная: к 280 смфтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °C добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Аммоний роданистый по ГОСТ 27067, раствор 150 г/дм.

Титан по ГОСТ 17746 марки ТГ-100.

Титан треххлористый, раствор 10 г/дм: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 50 смраствора соляной кислоты 2:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и растворяют при нагревании, поддерживая постоянный объем тем же раствором соляной кислоты.

Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором соляной кислоты 2:1 до метки и перемешивают.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 20 г/дм.

Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289.

Стандартный раствор вольфрама — по п. 2.2.

Молибден металлический высокой чистоты по ТУ 48−19−69, содержащий не менее 99,5% молибдена.

Стандартный раствор молибдена — по

п. 2.2.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл.3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 20 смсоляной кислоты, 1 смборофтористоводородной кислоты и нагревают до полного растворения.

Таблица 3

Массовая доля вольфрама, %	Масса навески пробы, г
От 0,1 до 0,5 включ.	0,5
Св. 0,5 «1,5 «	0,2

Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают. Аликвотную часть раствора 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 10 смраствора роданистого аммония, пятнадцать капель (порциями по пять капель) раствора треххлористого титана, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.

3.3.2. Оптическую плотность раствора измеряют через 10 мин, но не позднее чем через 30 мин при длине волны 400 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 30 мм.

Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта: навеску титана в соответствии с табл.3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 сми продолжают анализ по п. 3.3.1.

3.3.3. Массовую долю вольфрама вычисляют по градуировочному графику.

3.3.4. Построение градуировочного графика

В девять конических колб вместимостью по 100 смпомещают навески титана в соответствии с табл.3. В восемь из них отмеряют 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 смстандартного раствора вольфрама, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025; 0,003; 0,0035; 0,004 г вольфрама, приливают по 20 смсоляной кислоты, 1 смборофтористоводородной кислоты и продолжают анализ по п. 3.3.1.

При наличии в сплаве молибдена в девять конических колб вместимостью по 100 смотмеряют стандартный раствор молибдена в количестве, соответствующем массовой доле молибдена в пробе.

Раствором сравнения служит раствор, в который не введен вольфрам.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам вольфрама строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю вольфрама () в процентах вычисляют по формуле

, (3)

где  — масса вольфрама в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

 — масса навески пробы в соответствующей аликвотной части раствора, г.

3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.4.

Таблица 4

Массовая доля вольфрама, %	Абсолютное допускаемое расхождение, %
	результатов параллельных определений	результатов анализа
От 0,10 до 0,25 включ.	0,04	0,05
Св. 0,25 «0,75 «	0,08	0,10
» 0,75 «1,50 «	0,10	0,15

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА

4.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористоводородной кислотах и измерении атомной абсорбции вольфрама при длине волны 255,1 нм в пламени ацетилен — закись азота.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для вольфрама.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Закись азота медицинская.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, раствор 2:1.

Кислота азотная по ГОСТ 11125 плотностью 1,35−1,40 г/сми раствор 1:5.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Смесь фтористоводородной и азотной кислот в соотношении 1:1.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Кислота борофтористоводородная: к 280 смфтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °C добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Вольфрам высокой чистоты по ТУ 48−19−57.

Стандартные растворы вольфрама

Раствор А: 5 г вольфрама помещают во фторопластовый стакан, добавляют 75 смсмеси фтористоводородной и азотной кислот в соотношении 1:1. После растворения навески раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

1 смраствора, А содержит 0,01 г вольфрама.

Раствор Б: 10 смраствора, А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде, готовят перед употреблением.

1 смраствора Б содержит 0,001 г вольфра

ма.

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, добавляют 20 смраствора соляной кислоты 2:1, 1 смборофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, добавляют 1 смпероксида водорода, 10 смборофтористоводородной кислоты и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, 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 вольфрама от 0,5 до 2,0%

В пять конических колб вместимостью по 100 смпомещают по 0,5 г навески сплава, аналогичного по составу анализируемому, но не содержащего вольфрама, и проводят растворение по п. 4.3.1, затем в четыре из них отмеряют 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 смстандартного раствора Б, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01 г вольфрама, и далее продолжают анализ по п. 4.3.1.

4.3.3.2. При массовой доле вольфрама свыше 2,0 до 6,0%

В пять конических колб вместимостью по 100 смпомещают по 0,5 г навески сплава, аналогичного по составу анализируемому, но не содержащего вольфрама, и проводят растворение по п. 4.3.1, затем в четыре из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 смстандартного раствора А, что соответствует 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 г вольфрама, 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 вольфрама при длине волны 255,1 нм.

По полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массовым концентрациям вольфрама строят градуировочный график в координатах «Значение атомного поглощения — Массовая концентрация вольфрама, г/см».

Массовую концентрацию вольфрама в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю вольфрама () в процентах вычисляют по формуле

, (4)

где  — массовая концентрация вольфрама в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;

 — массовая концентрация вольфрама в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;

 — объем раствора пробы, см;

 — масса навески пробы, г

.

4.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.5.

Таблица 5

Массовая доля вольфрама, %	Абсолютное допускаемое расхождение, %
	результатов параллельных определений	результатов анализа
От 0,50 до 1,00 включ.	0,05	0,10
Св. 1,00 «2,00 «	0,10	0,15
» 2,00 «4,00 «	0,15	0,20
» 4,00 «6,00 «	0,25	0,30