Сплавы титановые. Методы определения циркония

СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ

Методы определения циркония
Titanium alloys.
Atetliods for the determination of zirconium

ОКСТУ 171)9

Дата введення 01.O7.9?
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)фС до пирофосфата циркония и взвешиеакни про­каленного осадка.
2.2. Аппарату р а, реактивы и растворы
Печь муфельная с терморегулятором.
Фильтры беззольные по ТУ 6-09-1678.
Кислота'серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см\ раство­ры I : 3 и 1:4.
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
Аммоний фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 3772, рас­твор 100 г/дм’.
Издание официальное
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен,
тиражирован и распространен Ges разрешения Госстандарта ССС
Р

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22367, раствор 50 г/дм3.
Промывная жидкость: в коническую колбу вместимостью I дм* помещают 1<Ю см3 раствора двузамещенного фосфорнокислого ам­мония, приливают 900 см3 раствора серной кислоты 1:4 и пере­мешивают.
2.3. П ров едение анализа
2.3.1. Навеску пробы в соответствии с табл. ! помещают в ко­ническую колбу вместимостью 250 см8, приливают 50 см3 раствора серной кислоты I :3 и нагревают до полного растворения навески, поддерживая первоначальный объем водой.
Таблица 1
Массом» дела цярксшма, %
Масс» няагскн проби, г 1
От 0.5 дс 5,0 включ.
0.5
Си 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—50сС, 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 грн раза раствором азотнокислого аммония (при этом осадок и фильтр должны быть полностью отмыты от желтой окраски).
Фильтр с осадком помещают в доведенный при температуре (1(ЮО±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)оС в течение 30 мин, охлаждают в эксикаторе и взвеши­вают.
2.4. Обработка результатов
2.5. Л. Массовую долю циркония (X) в процентах вычисляют по формуле где /п, — масса тигля с осадком, г;

т2— масса тигля, г;
tn — 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
M.Ui'OCMH Д<чЛЦ цирглиия, %
Абоалюпюе лояускдемсс расхождение. %

роульсах*» парілдсльаых 1 определений
результатов анализа
От 0,50 до 1,00 жлкя
0,05

0.07
Св. 1.00 до 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 ям.
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 I : 4 и 0,05 моль/дм3.
Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 200 г/дм*.
Аммонии хлористый по ГОСТ 3773.
Аммонии азотнокислый по ГОСТ 3761, раствор 200 г/дм3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Соль динатриевая этилендиамин — N.N.N'.N'-ierpayKcycHofi кислоты. 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 0,025 моль/ /дм3: 9,3 г трилона Б помещают в стакан вместимостью 400 см3, прилипают 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 Л: 3.9 г сернокислого циркоиия помешают в кониче­скую колбу вместимостью 250 см3, приливают 50 см3 воды и рас- 100
творяют навеску, затем осторожно приливают 25 см* 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 (Г) 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 40-50сС. затем фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента»)
Осадок на фильтре промывают пять раз раствором азотнокис­лого аммония. Фильтр с осадком помешают в доведенный при тем­пературе (1000±10)'С до постоянной массы и взвешенный плати­новый тигель, подсушивают, осторожно озоляюг и прокаливают в муфельной печи при температуре (1000± 10)“С в течение 1 ч, ох­лаждают в эксикаторе и взвешивают.
Массовую концентрацию стандартного раствора цирконии (7), г/см’, вычисляют по формуле
д-0,7-103 р.
где гп — масса осадка после прокаливания, г;
0,7403— коэффициент пересчета двуокиси циркония на цирконий;
V — объем стандартного раствора циркония, взятый для оп­ределения циркония, см’.
Раствор Б: 10 см3 стандартного раствора А переносят пипет­кой в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают 0,05 моль/ /дм’ 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 смА 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 помешают в мерную колбу вместимостью 50 см3, приливают 0,05 моль/дм’
раствор серной кислоты до объема 20 см5 (табл. 3). 2,5 су? раство­ра гидрохлорида гидроксиламина, 2 см3 раствора ксиленолового оранжевого, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблице 3
Массорач Дол* анркокия. %
Алнхпотмза часть (ucroopo. см3
Объем О.Сб моль/дм* р.ктяорд серной кислоты. СМ*
От 0.02 до 0.05 включ
20
-
Св. 0.03 » 0.1 л »
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 яри длине волны 536 нм в кювете с толщиной фогометрируемого 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 шестц 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 (Х|) в процентах вычисляют ио формуле
X)- (3)
/л,
где пт, — масса циркония в растворе пробы, найденная по градуи­ровочному графику, г;
— масса пробы в соответствующей аликвотной части рас­твора, г.
3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значе­ний, указанных в табл. 4.
Таблица 4
Массовая доли цяркоям. %
Абсолютное дооусмй^мосг расхождение. %

результатов аэрзллсльжих саредс.іеігиЛ
рс>у.итаіой лиыдеа
От 0.020 до 0,050 ьклхя.
0.006 .
0.010
Св. 0.05 >0,10 *
0.01
0.02
»0,10 » о.зо *
0.02
0.03
» 0.30 > 0.50 »
0.03
0.05

4. АТОМ НО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ

4.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной и борофюрн- стоводородной 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/см®.
Кислота борная по ГОСТ 9656 и насыщенный раствор.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10481.
Кислота борофтористоводородная: к 280 см® фтористоводород­ной кислоты при температуре (10зг2)°С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в по­лиэтиленовой посуде.
Алюминий хлористый по ГОСТ 3759, раствор 100 г/дм