Стали легированные и высоколегированные. Методы определения циркония

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ

И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ

ГОСТ 12365-84

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва
РАЗРАБОТАН Министерством черной металлургии СССР ИСПОЛНИТЕЛИ
Н. П. Лякишев, В. T. Абабков, С. М. Новокщенова, М. С. Дымова, Т. Ф. Ры­бина, В. Д. Шувалова
ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
Член Коллегии В. Г. Антипин
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государст­венного комитета СССР по стандартам от 19 января 1984 г. № 234

УДК 669.15-194:546.831.06:006.354 Группа В39
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР Я/ВВЯ/ЯВШКВВЯЯЙШШЯЯВЯЯЯЯКЗВШШВЯЯВвЯКЯПВЯВЯВЯЯВШЯЯВВВЯВЯЯвШЯЯЯЯЯЯЯЯЙИЯШІІ

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ

И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения циркония
Steels alloyed and highalloyed. Methods for the determination of zirconium

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 января', 1984 г. № 234 срок действия установлен
с 01.01.85 до 01.01.95
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает методы определения цир­кония:
фотометрический прямой с реагентом ксиленоловым оранже­вым при массовой доле циркония от 0,10 до 1,0 % для сталей, не содержащих молибден и ниобий;
фотометрический с реагентом арсеназо III при массовой доле циркония от 0,01 до 0,50 % с предварительным отделением цирко­ния от мешающих элементов;
гравиметрический фосфатный при массовой доле циркония от 0,10 до 1,0 %.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 20560—81.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД С РЕАГЕНТОМ КСИЛЕНОЛОВЫМ

ОРАНЖЕВЫМ

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного комплексного со­единения циркония (IV) с ксиленоловым оранжевым в растворе серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,3— 0,4 моль/дм3 и измерении светопоглощения раствора при длине
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1984
волны 540 нм. Железо (III) восстанавливают до железа (II) ас­корбиновой кислотой.
Для учета влияния сопутствующих элементов оптическую плот­ность раствора с окрашенным комплексным соединением цирко­ния измеряют относительно такого же раствора, содержащего три- лон Б.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1 : 1 и с мас­совой концентрацией эквивалента 1 моль/дм3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Смесь соляной и азотной кислот в соотношении 3:1; готовят перед употреблением.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1 : 10, 1 : 100.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Ксиленоловый оранжевый, марки «Chemapol», раствор с мас­совой концентрацией 1 г/дм3.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, Nz, N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, раствор с мас­совой концентрацией 10 г/дм3.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—72, раствор с массовой кон­центрацией 30 г/дм3.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Цирконий металлический, йодидный.
Цирконий сернокислый, стандартный раствор с массовой кон­центрацией циркония 0,001 г/см3: навеску металлического цирко­ния 0,1 г помещают в платиновую чашку и растворяют в 10 см3 фтористоводородной кислоты при нагревании. Раствор окисляют 2—3 каплями азотной кислоты. После охлаждения к содержимому чашки приливают 10 см3 серной кислоты и выпаривают до появ­ления паров серной кислоты.
Раствор охлаждают, осторожно смывают стенки чашки водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. После охлаждения в чашку прибавляют 25—30 см3 воды и растворяют соли. Раст- гор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Цирконий сернокислый, стандартный раствор с массовой кон­центрацией циркония 0,0001 г/см3: 10 см3 стандартного раствора циркония с массовой концентрацией 0,001 г/см3 переносят в мер­ную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и пере­мешивают; готовят перед употреблением.
Циркония (IV) хлорокись 8-водная, стандартный раствор с мас­совой концентрацией циркония 0,001 г/см3: навеску 0,8832 г хло­рокиси циркония помещают в стакан вместимостью 250—300 см3.
приливают 40 см3 соляной кислоты (1:1) и растворяют при сла­бом нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Проверяют массовую концентрацию стандартного раствора хло­рокиси циркония: 25 см3 раствора помещают в стакан вместимо­стью 250—300 см3 и проводят осаждение гидроокиси циркония ам­миаком. Раствор с осадком оставляют стоять на 20—25 мин, за­тем осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и промы­вают 4—5 раз раствором хлористого аммония.
Фильтр с осадком помещают в прокаленный до постоянной мас­сы фарфоровый или платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 1000—1050°С до постоянной массы. Одновремен­но проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
Массовую концентрацию раствора хлорокиси циркония (X), выраженную в г/см3 циркония, вычисляют по формуле
У [(/щ — /По) — (т3 — mt)] -0,7403
где mi — масса тигля с осадком двуокиси циркония, г;
m2—- масса тигля без осадка двуокиси циркония, г;
т3— масса тигля с осадком в контрольном опыте, г;
ИІ4—■ масса тигля без осадка в контрольном опыте, г;
0,7403 — коэффициент пересчета двуокиси циркония на цирко­ний;
V—объем раствора хлорокиси циркония, взятый для анали­за, см3.
Циркония (IV) хлорокись, 8-водная, стандартный раствор с массовой концентрацией циркония 0,0001 г/см3; 10 см3 стандартно­го раствора циркония с массовой концентрацией 0,001 г/см3 пере­носят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки раствором соляной кислоты с массовой концентрацией эквивален­та 1 моль/дм3 и перемешивают; готовят перед применением.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску стали массой 0,25 г помещают в стакан или кол­бу и растворяют при нагревании в 30—50 см3 соляной кислоты и 5—7 см3 азотной кислоты. Если проба не растворяется в соляной кислоте с добавлением азотной кислоты, навеску растворяют в 30—50 см3 смеси соляной и азотной кислот.
Стакан или колбу охлаждают и приливают серную кислоту (1:1) в количестве, приведенном в табл, 1, и выпаривают раствор до паров серной кислоты.
Раствор охлаждают, смывают стенки стакана или колбы водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты.
Таблица 1
Массовая доля циркония, %
Количество прибавляемой серной кислоты (1 : 1), см3
Вместимость мерной колбы, см3
Аликвотная часть анализируемого раствора, см3
Масса навески стали в аликвот­ной части раствора, г
От 0,10 до 0,50

ВКЛЮЧ.

20
200
10,0
0,0125
Св. 0,50 до 0,70
25
250
10,0
0,01
Св. 0,70 до 1,00
50
250
5,0
0,005

Содержимое стакана или колбы охлаждают, приливают 80—■ 120 см3 воды и нагревают до растворения солей.
Выпавший осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и фильтр с осадком промывают 4—5 раз горячей водой. Фильтрат и промывные воды сохраняют (основной фильтрат).
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушива­ют, озоляют и прокаливают при 700—800°С. К содержимому тигля прибавляют несколько капель воды, 2—3 капли серной кислоты, 2—3 см3 фтористоводородной кислоты и выпаривают до удаления серной кислоты. Остаток прокаливают при 700—800°С и сплавля­ют с 1 г пиросернокислого калия. Плав охлаждают, растворяют в 20—30 см3 серной кислоты (1 : 100), раствор фильтруют через фильтр «белая лента» в стакан или колбу с основным фильтра­том.
Объединенные фильтраты упаривают и переносят в мерную кол­бу, вместимость которой в зависимости от массовой доли цирко­ния определяют по табл. 1, доливают до метки водой и переме­шивают.
Две аликвотные части полученного раствора в соответствии с табл. 1 помещают в две мерные колбы вместимостью 50 см3 каждая.
Растворы в колбах нагревают до 70—80°С, охлаждают, при­бавляют по 2 см3 раствора аскорбиновой кислоты и тщательно пе­ремешивают. Через 5 мин в каждую колбу приливают 20 см3 воды, в одну из колб приливают 2 см3 раствора трилона Бив каждую колбу из микробюретки прибавляют 2 см3 раствора ксиленолового оранжевого. Содержимое колб доливают до метки водой и пере­мешивают. Раствор в колбе с трилоном Б служит раствором срав­нения.
Через 20—25 мин оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 540 нм или на фотоэлектроко­лориметре со светофильтром, имеющим максимум пропускания при длине волны (540+10) нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 30 мм.
Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
Содержание циркония находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.
2.3.2. Построение градуировочного графика
Для построения градуировочного графика в семь стаканов или колб помещают по 0,25 г карбонильного железа или стали, близ­кой по составу к анализируемой и не содержащей цирконий. В шесть стаканов или колб последовательно приливают 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5 и 15,0 см3 стандартного раствора циркония с массо­вой концентрацией 0,0001 г, что соответствует 0,0000125; 0,000025; 0,0000375; 0,00005; 0,0000625 и 0,000075 г циркония в 50 см3 фото- метрируемого раствора. Седьмой стакан или колба служит для проведения контрольного опыта.
Во все стаканы или колбы приливают по 30—50 см3 соляной кислоты, по 5—7 см3 азотной кислоты и далее анализ проводят как указано в п. 2.3.1. Объединенный фильтрат переносят в мер­ную колбу вместимостью 200 см3, аликвотную часть раствора от­бирают в количестве 10 см3.
Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта. По полученным значениям оптической плотности и соответствующим концентрациям циркония строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю циркония (X) в процентах вычисляют по формуле
X—.100,
m
где mi — масса циркония, найденная по градуировочному графи­ку, г;
m — масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать допускаемых значен