Никель и низколегированные сплавы никеля. Метод определения кислорода

ГОСТ 22598—93

НИКЕЛЬ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ

СПЛАВЫ НИКЕЛЯ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА '

Издание официальное

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

НО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ

Предисловие
f
1 РАЗРАБОТАН Госстандартом России :
* . s ‘
ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Со­вета по стандартизации, метрологии и сертификации
4
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации
метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.
За принятие проголосовали:

J •
Г г
© Издательство стандартов, 19^4
г
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Технического секретариата Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации
*
I. f S.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

НИКЕЛЬ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ СПЛАВЫ НИКЕЛЯ '

Метод определения кислорода ь
Nickel and low nickel base alloys.
Method of determination’of oxygen

«ОКСТУ 1709

Дата введения 01.01.95
Настоящий стандарт устанавливает порядок определения кис­лорода методом восстановительного плавления в никеле и низко­легированных сплавах никеля по ГОСТ 492 и ГОСТ 19241 в ин­тервале массовых долей от 0,0005 до 0,30%.
Метод основан на реакции взаимодействия растворенного й связанного кислорода' С" углеродом графитового тигля при высо- ■ 'кой температуре/Кислород из расплавленного образца выделяет­ся в газовую фазу в виде окиси углерода. Окись углерода посту­пает в анализатор, обеспечивающий количественный анализ экст­рагированного газа. . . :
Метод восстановительного'плавления имеет два варианта: вое- .... становительное плавление в вакууме (метод вакуум-плавления) и восстановительное плавление в токе инертного газа (в газе-но-
сителе).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Г
*
Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 25086.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ ■ /

♦
2.1. Приборы и установки, основанйые на методе восстанови- . "тельного плавления в вакууме:
-С-911МЛ; С- 1403М1 конструкции Гиредмет и их модификации.
Экспресс-анализаторы кислорода, основанные .на методе вос­становительного. плавления в токе нейтрального'газа-носителя: RO-16; RO-116; RO-316; АК-7516 и их модификации.,
Издание официальное
С. 2 ГОСТ 22598—93 ь Л ”
*
Аппаратура должна пройти метрологическую аттестацию в со­ответствии с ГОСТ 8.326.
Примечание: .Допускается применение установок иной конструкции • с аналогичными метрологическими характеристиками.
2.2. Для подготовки образцов к анализу.и проведения анали­за используются^следующие материалы и реактивы:
кислота азотная по ГОСТ 4461; •
гкислота уксусная по ГОСТ 6 Г; *
кислота соляная по ГОСТ 3118;
спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300;
вода дистиллированная по ГОСТ 6709;
прутки никелевые по ГОСТ 13083;
прутки медные по ГОСТ 10988; • •
стандартные образцы состава .металлов* по ГОСТ 8.315; * напильники по ГОСТ 1465. ‘ .
2.3. Перечень материалов и реактивов, требующихся для экс* плуатации'конкретных марок аппаратуры/ приводятся* в соответ* ствующих производственных конструкциях. • % ъ
■ ' 3. ПОДГОТОВКА к АНАЛИЗУ
3.1. Подготовка образцов
3.1.1. Образцы не должны иметь трещин, заусенцев, раковин^
3.1.2. Масса образцов определяется в зависимости от массовой доли кислорода по табл. 1. • •
Табл иц а 1

3.1.3. Поверхность компактных образцов подвергают механи­ческой зачистке (напильником с тонкой насечкой или резцом на быстрорежущей стали на токарном станке), промывают в спирте и высушивают на воздухе.
3.1.4. Образцы с массовой долей кислорода менее 0,003%, а* также образцы сложной конфигурации или толщиной (диамет* ром) менее 3 мм независимо от массовой доли в них кислорода дополнительно' подвергают травлению в свежеприготовленном

растворе травителя, состоящем из 70&. частей ледяной уксусной у кислоты, ЗОО частей азотной кислоты и 5 частей соляной кислоты. Условия 'травления: свежеприготовленный риетвор подогревают - -до 70—80сС, погружают в него образец й травят в течение 40 с.
Затем образец промывают в.проточнойи дистиллированной воде
и спирте. Допускается /травить образцы одной, партий одновременно в одном объеме* травителя. После травления обра­зец должен иметь светлую блестящую поверхность без пятён.
3.1.5. Массу подіютрвленных для анализа образцов определяют
3.1.6. с погрешностью не белее 0,01 j\ ; ’ : / . -
3.1.7. Не допускается подготовленные для анализа образцы У- хранить на воздухе более 2 ч. " У
' 3.2.; Подготовка установок к проведению анализов производит-/ гя в соответствии с техническим описанием и инструкцией по.их эксплуатации. * У . <
3.2.1. Подготовка к' анализу установок, основанных на методе. восстановительного плавления в вакууме, включает: / ■ <
проверку прибора на герметичность и проведение дегазации' тигля при 2000—2100°С в течение/1,5—2 ч. Конец дегазации/ха­рактеризуется значением поправки контрольного ’Опыта, которая: не должна превышать 3,5 мкг окиси углерода за Ї мин экстрак­ции при температуре 1600аС; ; : ? ■ У'
формирование в тигле ванны из расплавленного металла, вг которой будет происходить анализ образцов. ■'
. Для анализа чистого никеля в тигель загружают/2—3 г нике­ля и /дегазируют 4—5 мин при температуре 1600 °С, после чего ' проводят контрольный опыт и измеряют величину поправки, ко- . торая за 3 мин экстракции при температуре 1600 °С не должна превышать 3,5 мкг окиси углерода.
Для анализа низколегированных никелевых /сплавов •исполь­
зуют медно-никелевую ванну. Порядок, ее
щин: снижают температуру до 1100 °С, загружают в тигель снача­ла 3—4 г меди, а затем 2—3 г никеля, постепенно в течение 10—
* 15 мин повышают температуру до 1700—1750 °С и дегазируют . расплав в течение 10-М5 Мин, после чего проводят контрольный опыт и измеряют/величину поправки, которая не должна превы­шать 4,5 мкг окиси углерода за 3 мин экстракции при температу­ре 1700—1750°С. ' ' 1 I * ь
ч
Примечание. Ц качестве данны следует использовать никель и медь с массовой долей кислорода не более 0,005%. • - ■ ’ <
Подготовка к анализу установок, основанных на методе восстановительного плавления в *хоке нейтрального газа-носителя» включает:
.
3.2.2.
€. 4 ГОСТ 22598—93 г •
; ■ ь .
проведение подряд не менее двух контрольных опытов с после­довательно сменяемыми тиглями-капсулами и определение разно­сти между наибольшей и наименьшей величинами полученных при этом поправок контрольного опыта. Прибор считается готовым к анализу, если эта разность составляет не более 2 мкг кислорода. В этом случае вычисляется средняя величина поправки .контроль­ного опыта и вводится в запоминающее устройство прибора;
проведение калибровки измерительной ячейки прибора либо по напускам известных количеств калибровочных газов, либо по ат­тестованным по ГОСТ 8.315 стандартным образцам с известной массовой долей кислорода (того же порядка, что и в анализируе­мом образце). * ‘
ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА ф
* ч
. 4.1. Образец через шлюз вводят в. печное пространство, а за-z тем в тигель, где происходит его плавление и взаимодействие кислорода расплава с углеродом. Экстрагированный газ транспор­тируется в измерительную часть установки. В зависимости от типа используемой аппаратуры транспортировка осуществляется с помощью вакуумного насоса или потока газа-носителя.
4.2. В установках, основанных на методе восстановительного плавления в вакууме, анализ никеля, проводят в никелевой ванне при температуре 1600°С, а низколегированных никелевых спла­вов-— в медно-никелевой ванне при температуре 1700—1750°С.
■ Предельное соотношение маос никеля и меди їв расплаве должно составлять 1 : Г. Оно обеспечивается'Периодическим пополнением ванны кусочками меди. Продолжительность экстракции в обоих случаях составляет 3—5 мин. х .
4.3. В установках, оснбв’анных на методе восстановительного плавления в токе нейтрального газа-носителя, анализ проводится без применения ванны-в одноразовом графитовом тигле-капсуле. Продолжительность экстракции варьируется автоматически в за­висимости л от массовой доли кисдорода и составляет 20—30 с. Контрольный опыт выполняют через каждые 5—6 определений.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТО

”5.1. При использовании установок, основанных на методе вос­становительного плавления в вакууме, как правило, производится прямое измерение количества экстрагированного газа в замкну* том объеме1 по уравнению Клапейрона—Менделеева
*
где X— массовая доля кислорода, %;
₽со— давление окиси углерода, выделившейся из образца» мм рт. ст;
1.1. аналитический объем, см3; .
t— температура помещения, °С;’ /
т—масса анализируемого образца, г; ґ .
0,026— значение постоянных величин, входящих в уравнение Клапейрона—Менделеева.
1.2. При использовании современных экспресс-аналйзаторов кислорода, основанных на плавлении в токе нейтрального газа- носителя, результаты анализа 'высвечиваются на табло цифрового вольтметра или печатаются на бумажной ленте в*частях на мил­лион (1 ппм^ 1 • 10~4% по массе). При этом масса образца учиты­вается автоматически. .
1.3. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух единичных параллельных определений X, если' абсолютная величина разности между ними. не. превышает допус­каемых значений dt вычисляемых для доверительной вероятности 0,95 из уравнения
0,0005^X^0,0100; ,
0,0100 0,3000, ■
1 ■ / р
1.4. Абсолютная величина разности результатов анализа одной и той же пробы не Должна превышать допускаемого расхожде­ния, вычисляемого из уравнения
у)_ (0,7Х+0,0002 0,0005=^X^0,0100; ,34

.0,3X4-0,0040 . 0,0100 С ХС 0,3000,

* я
где D — показатель воспроизводимости.
1.5. Контроль точности результатов анализа должен соответ­ствовать ГОСТ 25086. Контроль точности проводится путем ана­лиза стандартных образцов состава никеля по ГОСТ 8.315 —по. двум параллельным определениям. Результаты анализа считаются точными, если абсолютная величина разности результатов парал­лельных определений кислорода в стандартном образце не превы­шает рассчитанной по уравнению (2) величины показателя схо­димости dy а разность между воспроизведенной и аттестованной массовой долей кислорода в стандартном образце не превышает 0,71 О,’где D— показатель воспроизводимости, определяемый по уравнению (3).
ИН