Сплавы и порошки жаропрочные, коррозионностойкие, прецизионные на основе никеля. Методы определения железа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ И ПОРОШКИ ЖАРОПРОЧНЫЕ,

КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ, ПРЕЦИЗИОННЫЕ

НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

ГОСТ 29095-91

Издание официальное

КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ И ПОРОШКИ ЖАРОПРОЧНЫЕ,

КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ, ПРЕЦИЗИОННЫЕ

НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ

Методы определения железа
Nickel-based precision, corrosion-resistant,
heat-resistant alloys and powders.
Methods of iron determination

ОКСТУ 0809

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при мас­совой доле железа от 0,05 до 3%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,05 до 20%) методы определения же­леза.

L ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа — ГОСТ 28473.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного комплексного сое­динения железа (II) с 1,Г0-фенантролином или с 2,2-дипиридилом при рН = 3—3,5. Масса железа составляет 40—150 мкг в 100 см3 раствора.
Для восстановления железа применяют гидроксиламина гид­рохлорид.
Железо от хрома, меди, никеля, кобальта отделяют осажде­нием аммиаком после окисления хрома и кобальта надсернокис­лым аммонием. Вольфрам отделяют в виде вольфрамовой кис­лоты.
2.2. Аппаратура, реактивы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 14261 и разбавленная 1:1, 1 :20.
Кислота азотная по ГОСТ 11125.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.
Смесь кислот (I): 8 частей соляной кислоты смешивают с 1 ча­стью азотной кислоты.
Издание официальное
© Издательство стандартов, 1991
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен,
тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
Смесь кислот (II): 3 части соляной кислоты смешивают с I частью азотной кислоты.
Аммоний-алюминий сернокислый (алюмоаммонийные квасцы) по ГОСТ 4238, раствор 50 г/дм3:50 г квасцов растворяют в 150— 200 см3 воды с добавлением 25 см3 серной кислоты (1:1) и доли­вают водой до 1 дм3.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 2,5 г/дм3.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1 :20.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор 50 г/дм3.
Бумага индикаторная универсальная.
Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм3 свежеприготовленный.
Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199, раствор 500 г/дм3.
Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор 100 г/дм3.
1,10-фенантролин, раствор 5 г/дм3 в растворе соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3.
2,2-дипиридил (альфа, альфа-дипиридил), раствор 5
Железо карбонильное особо чистое.
Стандартные растворы железа.
Раствор А: 1 г карбонильного железа помещают в
растворяют при слабом нагревании в 30 см3 соляной кислоты.
После полного растворения навески прибавляют по каплям азот­ную кислоту до прекращения вспенивания и избыток 2—3 капли. Раствор нагревают до удаления окислов азота, охлаждают, пере­водят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливаюі водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,001 г железа.
Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вме­стимостью 1 дм3, прибавляют 50 см3 соляной кислоты (1:1), до­ливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,00001 г железа.
2.3. П рове дение анализа
2.3.1. Масса навески пробы в зависимости от массовой доли железа приведена в табл. 1.
Таблица 1
2.3.2. Определение железа в сплавах, не содержащих вольфрам
Навеску сплава (табл. 1) помещают в стакан и растворяют при умеренном нагревании в 20—40 см3 смеси кислот (I или II). Раствор охлаждают, приливают 15—20 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое стакана ох­лаждают, обмывают стенки стакана водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. Соли растворяют в 50—60 см3 воды при нагревании и при массовой доле железа до 0,2% прибавляют 3 см3 алюмоаммонийных квасцов, раствор разбавляют горячей водой д,о 200—250 см3.
К раствору пробы, содержащей хром, прибавляют 10 см3 раст­вора азотнокислого серебра и нагревают почти до кипения. К го­рячему раствору осторожно приливают 15—45 см3 расвора над­сернокислого аммония, нагревают до полного окисления хрома и марганца, кипятят 3—5 мин до разрушения избытка надсерно­кислого аммония. К кипящему раствору прибавляют 5—10 см3 раствора хлористого натрия и кипятят до полного восстановления марганцевой кислоты.
К раствору приливают раствор аммиака до выпадения осадка гидроокисей и избыток 5—10 см3. Раствор с осадком осторожно доводят до кипения и выдерживают в теплом месте 5—10 мин до коагуляции ссадка.
Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, ста­кан и осадок на фильтре промывают пять-восемь раз горячим раствором аммиака (1:20). Фильтрат отбрасывают. Осадок на фильтре растворяют в 30—50 см3 горячей соляной кислоты (1:1) в стакане, в котором проводилось осаждение гидроокисей. Фильтр тщательно промывают горячей водой и отбрасывают.
В случае недостаточно полного отделения хрома и никеля от железа, к раствору приливают 20—25 см3 серной кислоты (1:1), выпаривают до паров серной кислоты и проводят повторное окис­ление хрома, осаждение и растворение гидроокисей, как указано выше.
Полученный раствор упаривают до 50—60 см3, охлаждают, пе­реводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до мет­ки водой и перемешивают.
Аликвотную часть раствора (табл. Ґ) помещают в стакан, при­ливают 3 см3 раствора винной кислоты, 10 см3 раствора гидрок­силамина гидрохлорида. Раствор перемешивают, нейтрализуют ра­створом уксуснокислого натрия до рН = 3—3,5 (по универсальной индикаторной бумаге) и прибавляют 2 см3 его в избыток. Затем прибавляют 10 см3 раствора 1,10-фенантролина или 10 см3 раст­вора 2,2-дипиридила, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют водой до метки и перемешивают. Оптическую плотнс-сть раствора измеряют через 1 ч при длине волны 510— 520 нм относительно раствора сравнения. В качестве раствора сравнения используют аликвотную часть анализируемого раство­ра, в которую прибавляют все реактивы, за исключением 1,10-фе- нантролина или 2,2-дипиридила.
Одновременно с анализируемой пробой проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
Массу железа находят по градуировочному графику с учетом контрольного опыта.
2.3.3. Определение железа в сплавах, содержащих вольфрам
После растворения навески, как указано в п. 2.3.2, раствор нагревают до выпадения осадка вольфрамовой кислоты. Добав­ляют 5—10 см3 азотной кислоты и снова нагревают раствор до­получения осадка вольфрамовой кислоты желтого цвета.
Раствор выпаривают до влажных солей, приливают 10 см3 со­ляной кислоты, нагревают до растворения солей, приливают 100—120 см3 горячей воды и оставляют на теплой плите в тече­ние часа.
Осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на двойной плотный фильтр, содержащий фильтробумажную массу и тща­тельно промывают восемь-десять раз горячей соляной кислотой (1 :20). Фильтр с осадком вольфрамовой кислоты отбрасывают. Фильтрат и промывные воды сохраняют.
К полученному раствору приливают 15—20 см3 серной кисло­ты (1 : 1) и выпаривают до паров серной кислоты. Стакан охлаж­дают, обмывают стенки водой и вновь выпаривают до паров сер­ной кислоты. Соли растворяют в 50—60 см3 воды при нагревании, и при массовой доле железа до 0,2% прибавляют 3 см3 алюмоам- монийных квасцов. Раствор разбавляют горячей водой до 200— 250 см3 и далее поступают, как указано в п. 2.3.2.
2.3.4. Построение градуировочного графика
В стаканы помещают 3; 5; 10; 15; 20 см3 стандартного раство­ра железа с концентрацией 0,00001 г/см3, прибавляют 3 см3 вин­ной кислоты и далее поступают, как указано в п. 2.3.2. В качестве раствора сравнения используют раствор, содержащий все реакти­вы, кроме стандартного раствора железа.
2.4. Обработка результатов
2.5. . Массовую долю железа (X) в процентах вычисляют по формуле
100
где mi — масса железа, найденная по градуировочному графику, г;
т—масса навески пробы, соответствующая аликвотной ча­сти раствора, г.

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода
Метод основан на измерении при длине волны 248,3 нм степе­ни поглощения резонансного излучения свободными атомами же­леза, образующимися при распылении анализируемого раствора в пламени воздух-ацетилен.
3.2. Аппаратура, реактивы
Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр.
Лампа с полым катодом для определения железа.
Баллон с ацетиленом.
Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха или баллон со сжатым воздухом.
Кислота соляная по ГОСТ 3118.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1 :4.
Железо карбонильное, особо чистое.
Стандартные растворы железа.
Раствор А: 1 г карбонильного железа, взвешенного с точностью 0,0002 г, растворяют в 20—30 см3 соляной кислоты и осторожно по каплям прибавляют 5—7 см3 азотной кислоты. Раствор охлаж­дают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см?; доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора А содержит 2 мг железа.
Раствор Б: 10 см3 стандартного раствора А помешают в мер­ную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и пе­ремешивают. Готовят перед применением.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,2 мг железа.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Масса навески сплава и разбавление растворов в зави­симости от массовой доли железа приведены в табл. 2.
Таблица 2

Допускается другое разбавление растворов, нормируемую в стандарте точность.
Навеску сплава помещают в стакан или колбу вместимостью 150—300 см3 и растворяют при умеренном нагревании в 15— 30 см3 соляной и 5—10 см3 азотной кислот. Раствор осторожно упаривают до влажных солей, прибавляют 5 см3 соляной кислоты и растворяют соли.
Допускаются другие способы растворения, обеспечивающие полное разложение навески и не требующие изменений в даль­нейших операциях анализа.
При наличии в пробе титана и ниобия раствор после растворе­ния навески охлаждают, добавляют серную кислоту (1 : 4) из рас­чета 10 см3 на каждые 100 см3 конечного объема и упаривают до паров серной кислоты. Приливают 50—60 см3 воды и растворяют соли при нагревании.