Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия

* '’«Xfrww*1» Я
"а;».цЦ.Іа*!В2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ

И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ

ГОСТ 12361-82

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

УДК 669.15—194:546.882.06:006.354 Группа В39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗАССР

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ

И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения ниобия
Alloyed and high-alloyed steels.
Methods for determination of niobium
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 сентября 1982 г. № 3863 срок действия установлен
с 01.01.84 до 01.01.89
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения ниобия при его массовой доле от 0,01 до 4,00 % с реагентом ПАН, сульфонитрофенолом С или сульфохлорфенолом С и от 0,01 до 8,00 % с реагентом ПАР.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ

С РЕАГЕНТОМ ПАН

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного комплексного сое­динения ниобия с реагентом ПАН и последующем измерении опти­ческой плотности раствора при длине волны 578 нм. Ниобий пред­варительно экстрагируют раствором N-бензиланилина в хлорофор­ме.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Баня водяная.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
Переиздание. Ноябрь 1987 г.
© Издательство стандартов, 1988
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или ГОСТ 14262—78 и раз­бавленная 1 : 1 и 1 : 3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 или ГОСТ 14261—77.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или ГОСТ 11125—84.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Кислота винная по ГОСТ 5817—77, раствор с массовой кон­центрацией 100 г/дм3.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Хлороформ по ГОСТ 20015—74.
N-бензиланилин, раствор в хлороформе с массовой концентра­цией 30 г/дм3.
Метанол по ГОСТ 6995—77.
ПАН (1-(2-пиридилазо)-2-нафтол), раствор в метаноле с мас­совой концентрацией 2 г/дм3.
Ниобий марки НБ1, НБ2, НБЗ по ГОСТ 16099—80, марки НБШ00, НБШ0, НБЦІ1 по ГОСТ 16100—79 или ниобия пятиокись особой чистоты.
Стандартные растворы ниобия.
Раствор А: 0,125 г ниобия помещают в платиновую чашку и растворяют в 10 см3 фтористоводородной кислоты и 5 см3 азот­ной кислоты, добавляют 10 см3 раствора серной кислоты (1:1) и дважды выпаривают до появления густых паров серной кисло­ты; или 0,1788 г пятиокиси ниобия сплавляют в платиновом тигле с 3 г пиросернокислого калия. После охлаждения к раствору или плаву добавляют небольшими порциями 125 см3 раствора винной кислоты, 20 см3 раствора серной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вме­стимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0005 г ниобия; го­ден к употреблению в течение 3 мес.
Раствор Б: 25 см3 стандартного раствора А переносят в мер­ную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и пе­ремешивают; готовят перед употреблением.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,00005 г ниобия.
Раствор В: 25 см3 стандартного раствора Б переносят в мер­ную колбу вместимостью 250 см3, добавляют 5 см3 раствора вин­ной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед употреблением.
1 см3 стандартного раствора В содержит 0,000005 г ниобия.
Сталь или искусственная смесь для проведения контрольного опыта, близкая по составу к анализируемому материалу, но не содержащая ниобия.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску массой 0,25 г при массовой доле вольфрама до 5 % или 0,125 г при массовой доле вольфрама свыше 5 % помеща­ют в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют в 15 см3 соляной кислоты и 5 см3 азотной кислоты. Если сталь содержит до 0,5 % циркония при массовой доле ниобия до 0,1 %, добавляют 3 см3 ортофосфорной кислоты, к раствору добавляют 15 см3 раствора серной кислоты (1:1) и выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, обмывают стенки стакана 2—3 см3 воды и повторяют выпаривание до появления паров серной кис­лоты. К охлажденному раствору добавляют 35 см3 раствора сер­ной кислоты (1:1), 20 см3 раствора винной кислоты и нагревают до растворения солей. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу, приливают раствор серной кислоты (1:1) и раствор вин­ной кислоты в соответствии с табл. 1, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблица 1
Массовая доля ниобия, %
Вмести­мость мерной колбы, см3
Объем серной кислоты (1 : 1), см3
Объем раствора винной кислоты, см3
Объем алик­вотной части раствора, см3
Масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г

ДЛЯ навески 0,25 г
для навески
0,125 г
От 0,01 до 0,10
100

25
0,0625
0,0312
Св. 0,10 до 1,0
250
75
30
25
0,0250
0,0125
Св. 1,0 до 4,0
500
200
80
10
0,0050
0,0025

Аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 1 помеща­ют в делительную воронку вместимостью 100 см3.
При массовой доле ниобия свыше 1,0% к аликвотной части раствора добавляют 7,5 см3 раствора серной кислоты (1: 1), 3 см3 раствора винной кислоты и 4,5 см3 воды
Добавляют 10 см3 раствора N-бензиланилина в хлороформе и содержимое делительной воронки встряхивают в течение 2 мин. После разделения фаз хлороформный экстракт переводят во вто­рую делительную воронку вместимостью 100 см3. Экстракцию пов­торяют дважды с 5 см3 раствора N-бензиланилина в хлороформе. Хлороформные экстракты собирают во вторую делительную во­ронку, добавляют 5 см3 раствора серной кислоты (1:3) и встря­хивают 2 мин. После разделения фаз хлороформный экстракт фильтруют через слой ваты в мерную колбу вместимостью 50 см3. Раствор серной кислоты во второй делительной воронке встря­хивают дважды по 2 мин с 5 см3 раствора N-бензиланилина в хлороформе. После разделения фаз хлороформные экстракты присоединяют к основному экстракту в мерной колбе, добавляют 3 см3 раствора ПАН, добавляют 35 см3 метанола, перемешивают и нагревают на водяной бане с термостатом 20 мин при темпе­ратуре (50±2) °С. Раствор охлаждают до 20°С, доливают метано­лом до метки и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптиче­скую плотность раствора при длине волны 578 нм.
Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, проведенный через все стадии анализа. Содержание ниобия на­ходят по градуировочному графику.
2.3.2. Построение градуировочного графика
В восемь делительных воронок вместимостью 100 см3 налива­ют по 10 см3 раствора серной кислоты (1:1), по 5 см3 раствора винной кислоты и в семь из них 0,6 (при навеске пробы 0,125 г) 1,0; 2,0 и 5,0 см3 стандартного раствора В и 1,0; 3,0 и 5,0 см3 стан­дартного раствора Б. К растворам добавляют воды до 25 см3, по 10 см3 раствора N-бензиланилина в хлороформе и содержимое делительных воронок встряхивают 2 мин. Далее поступают, как указано в п. 2.3.1. Оптическую плотность раствора измеряют от­носительно раствора, не содержащего ниобия.
По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им массовым долям ниобия строят градуиро­вочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю ниобия (X) в процентах вычисляют по формуле
■%т-100
тг
где т—масса ниобия в аликвотной части анализируемого раст­вора, найденная по градуировочному графику, г;
т< — масса навески пробы, соответствующая аликвотной ча­сти анализируемого раствора, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений при доверительной вероятности P=0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля ниобия, %
Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,01 до 0,02
0,007
Св. 0,02 » 0,05
0,01
» 0,05 » 0,1
0,02
» 0,1 » 0,2
0,03
» 0,2 » 0,5
0,05
» 0,5 » 1,0
0,07
» 1,0 » 2,0
0,10
» 2,0 ■» 4,0
0,15
» 4,0 » 8,0
0,30

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ С СУЛЬФОХЛОРФЕНОЛОМ С ИЛИ СУЛЬФОНИТРОФЕНОЛОМ С

3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения ниобия с сульфохлорфенолом С или с сульфонитро­фенолом С в среде соляной кислоты с молярной концентрацией 1—3 моль/дм3 и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 650 или 640 нм соответственно. При массовой доле ниобия до 0,1 % влияние железа устраняют восста­новлением его аскорбиновой кислотой или гидроксиламином. Влияние циркония устраняют связыванием его в комплекс грило­ном Б.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми при­надлежностями.
Баня водяная.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или ГОСТ 11125—84.
Кислота соляная по ГОСТ 14261—77 или ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1 : 1.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или ГОСТ 14262—78 и раз­бавленная 1 : 1.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Кислота винная по ГОСТ 5817—77, раствор с массовой кон­центрацией 150 г/дм3.
Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3 или гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—79, рас­твор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Соль динатриевая этилендиамищМ, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, раствор с мас­совой концентрацией 50 г/дм3.
Сульфохлорфенол С (2,7-бис (азо-2-окси-З сульфо-5-хлорбен- зол)-1,8 дио.ксинафталин-3,6-дисульфоновая кислота), раствор с массовой концентрацией 1 г/дм3 или сульфонитрофенол С (2,7-бис (азо-2-окси-З — сульфо-5 — нитробензол)-1,8-диоксинаф- талин-3,6-дисульфоновая кислота), раствор с массовой концент­рацией 1 г/дм3; годен к употреблению в течение 3 мес.
Ниобий марки НБ1, НБ2, НБЗ по ГОСТ 16099—80; марки НБШ00, НБШ0, НБШ1 по ГОСТ 16100—79 или ниобия пяти- окись особой чистоты.
Стандартные растворы ниобия.
Раствор А: 0,1 г ниобия помещают в платиновую чашку и растворяют в 10 см3 фтористоводородной кислоты и 5 см3 азот­ной кислоты, добавляют 15 см3 серной кислоты и дважды выпа­ривают до появления густых паров серной кислоты или 0,1431 г пятиокиси ниобия сплавляют в платиновом тигле с 3 г пиросер­нокислого калия. К охлажденному раствору или плаву добавля­ют небольшими порциями 100 см3 раствора винной кислоты, н