Утвержден и введен в действие
Постановлением
Госстандарта СССР
от 8 июля 1983 г. N
3035
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ЧУГУН ЛЕГИРОВАННЫЙ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ
Alloy cast iron.
Methods for determination of
silicon
ГОСТ 2604.3-83*
Группа В09
ОКСТУ 0809
Взамен ГОСТ
2604.3-77
Срок действия
с 1 июля 1984 года
до 1 июля 1989 года
Переиздание (март
1986 г.) с Изменением N 1, утвержденным в марте 1986 г. (ИУС 6-86).
Настоящий стандарт
устанавливает фотометрический метод определения кремния (при массовой доле от
0,05 до 5,0%), гравиметрический метод определения кремния (при массовой доле от
0,10 до 20,0%) в легированном чугуне.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
1. ОБЩИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие
требования к методам анализа - по ГОСТ 2604.0-77.
1.2. Погрешность
результата анализа (при доверительной вероятности 
= 0,95) не превышает предела 
,
приведенного в таблице, при выполнении следующих условий:
расхождение
результатов двух (трех) параллельных измерений не должно превышать (при
доверительной вероятности = 0,95) значения 
(
),
приведенного в таблице;
воспроизведенное в
стандартном образце значение массовой доли элемента не должно отличаться от
аттестованного более чем на допускаемое (при доверительной вероятноcти = 0,85) значение 
,
приведенное в таблице.
При невыполнении
одного из вышеуказанных условий проводят повторные измерения массовой доли
кремния. Если и при повторных измерениях требования к точности результатов не
выполняются, результаты анализа признают неверными, измерения прекращают до
выявления и устранения причин, вызвавших нарушение нормального хода анализа.
Расхождение двух
средних результатов анализа, выполненных в различных условиях (например, при внутрилабораторном контроле воспроизводимости),
не должно превышать (при доверительной вероятности = 0,95) значения 
,
приведенного в таблице.
(п. 1.2 введен
Изменением N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
2.
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ
2.1.
Сущность метода
Метод основан на
образовании желтого кремнемолибденового комплекса, восстановлении этого
соединения аскорбиновой кислотой до кремнемолибденовой сини и измерении
оптической плотности окрашенного раствора.
Мешающее влияние фосфорномолибденового комплекса устраняется добавлением
щавелевой кислоты при растворении в соляной кислоте и лимонной - при
растворении в серной кислоте. Мышьяковомолибденовый
комплекс образуется только при температуре кипения раствора.
2.2.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или
фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по
ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:3.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Кислота азотная по
ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:3,5.
Кислота щавелевая
по ГОСТ 22180-76, раствор с массовой концентрацией 0,08 г/см3.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Кислота
аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 0,02 г/см3, свежеприготовленный.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Кислота лимонная по
ГОСТ 3652-69.
Смесь
лимонной и аскорбиновой кислот, свежеприготовленная: 2,5 г лимонной и 0,5 г
аскорбиновой кислот растворяют в 100 см3 воды.
Кислота серная по
ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1 и 1:20.
Железо карбонильное
ос. ч.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765-78, раствор с массовой
концентрацией 0,05 г/см3, перекристаллизованный из
спиртового раствора.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Перекристаллизация молибденовокислого аммония: 250 г молибденовокислого
аммония растворяют в 400 см3 воды при 70 - 80 °С. Горячий раствор фильтруют
через плотный фильтр "синяя лента" в стакан, содержащий 300 см3
этилового спирта. Раствор охлаждают и выдерживают в проточной воде в течение 1
ч. Выпавшие кристаллы отфильтровывают на воронку Бюхнера
с фильтром средней плотности "белая лента". Кристаллы промывают 2 - 3
раза этиловым спиртом порциями по 20 - 30 см3 и высушивают на воздухе.
Аммиак водный по
ГОСТ 3760-79.
Спирт этиловый
ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Кремния двуокись по
ГОСТ 9428-73.
Калий углекислый -
натрий углекислый по ГОСТ 4332-76.
Натрий углекислый
по ГОСТ 83-79.
Натрий
кремнекислый, стандартный раствор, с массовой концентрацией кремния 0,0002
г/см3: 0,2140 г двуокиси кремния, прокаленной до постоянной массы при 1000 -
1100 °С, помещают в платиновый тигель, прибавляют 2 г
углекислого натрия, перемешивают, закрывают крышкой и сплавляют при 1000 - 1100
°С. Тигель охлаждают, ополаскивают снаружи водой, помещают в стакан
вместимостью 250 - 300 см3, приливают 50 - 60 см3 воды и нагревают до полного
растворения плава.
Раствор
кремнекислого натрия фильтруют в мерную колбу вместимостью 500 см3, фильтр
промывают 3 - 5 раз горячей водой и отбрасывают. Раствор в колбе охлаждают,
доливают до метки водой и перемешивают. Раствор кремнекислого натрия хранят в
полиэтиленовой или кварцевой посуде.
Определение
массовой концентрации стандартного раствора: 50 см3 стандартного раствора
помещают в стакан вместимостью 300 - 400 см3. Далее определение проводят по п.
3.3.
Массовую
концентрацию (X) стандартного раствора, выраженную в г/см3
кремния, вычисляют по формуле
,
где m - масса тигля
с осадком двуокиси кремния, г;
- масса
тигля с остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;
- масса
тигля с осадком в контрольном опыте, г;
- масса
тигля с остатком в контрольном опыте после обработки фтористоводородной
кислотой, г;
0,4675 -
коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний;
50 - объем
стандартного раствора, взятого для анализа, см3.
2.1; 2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.3.
Проведение анализа
2.3.1.
Определение кремния (0,05 - 1,0%)
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Навеску чугуна
массой 0,2 г помещают в стакан или коническую колбу вместимостью 100 см3,
приливают 20 см3 соляной кислоты и нагревают на кипящей водяной бане 3 - 5 мин.
Приливают 1 см3 азотной кислоты и продолжают нагревание до полного растворения
навески. Затем приливают 10 см3 воды и кипятят 2 - 3 мин до удаления окислов
азота.
Раствор фильтруют
через фильтр "белая лента" в мерную колбу вместимостью 100 см3 и
промывают осадок на фильтре 3 - 4 раза небольшими порциями горячей воды.
Фильтр с осадком
помещают в платиновый тигель, высушивают и озоляют.
Осадок прокаливают при 900 - 1000 °С. После охлаждения в эксикаторе содержимое
тигля сплавляют с 0,5 г углекислого натрия или углекислого калия-натрия при
1000 - 1100 °С.
Тигель с плавом охлаждают, ополаскивают
внешние стенки тигля водой и помещают в стакан вместимостью 200 см3. Плав выщелачивают в 20 - 25 см3 воды при нагревании.
Раствор охлаждают и присоединяют к основному фильтрату, доливают до метки водой
и перемешивают. Полученный раствор фильтруют через сухой фильтр "белая
лента" в коническую колбу вместимостью 150 - 200 см3, отбрасывая первые
порции раствора, предварительно ополоснув ими колбу.
В две мерные колбы
вместимостью 100 см3 помещают по 10 см3 раствора, по 50 см3 воды, и в одну из
них добавляют 10 см3 раствора молибденовокислого
аммония; раствор второй колбы используют в качестве раствора сравнения.
Появление осадка или легкой опалесценции при добавлении молибденовокислого
аммония свидетельствует о рН 1,3 - 1,5, необходимом для образования
кремнемолибденового комплекса.
Через 15 мин после
добавления раствора молибденовокислого аммония
приливают последовательно по 5 см3 серной кислоты (1:1), по 5 см3 раствора
щавелевой кислоты и по 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты. После добавления
каждого реактива растворы перемешивают, доливают водой до метки, перемешивают и
выдерживают в течение 20 мин при (20 
4) °С.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Величину оптической
плотности растворов измеряют на спектрофотометре при длине волны 830 нм или на фотоэлектроколориметре
при длине волны (630 20) нм (красный
светофильтр) в кювете оптимального размера относительно раствора сравнения.
По найденному
значению оптической плотности исследуемого раствора с учетом поправки
контрольного опыта находят массу кремния по градуировочному
графику.
2.3.2. Построение градуировочного графика
В восемь стаканов
вместимостью 100 см3 помещают по 0,2 г карбонильного железа и в семь из восьми
0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см3 стандартного раствора кремния, что
соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00008; 0,00012; 0,00016 и 0,00020 г
кремния в 100 см3 фотометрируемого раствора. Раствор
в восьмом стакане, не содержащий кремний, используют в качестве раствора
сравнения.
В каждый стакан
приливают по 20 см3 соляной кислоты и нагревают на кипящей водяной бане 3 - 5
мин, затем по 1 см3 азотной кислоты и продолжают нагревание до полного растворения
навески, затем приливают по 10 см3 воды и кипятят 2 - 3 мин до удаления окислов
азота.
Растворы из
стаканов переводят в мерные колбы вместимостью 100 см3, охлаждают, доливают
водой до метки и перемешивают.
В восемь мерных
колб вместимостью 100 см3 помещают аликвотные части раствора по 10 см3, по 50
см3 воды и по 10 см3 раствора молибденовокислого
аммония. Появление осадка или легкой опалесценции при добавлении молибденовокислого аммония свидетельствует о рН 1,3 - 1,5,
необходимом для образования кремнемолибденового комплекса.
Далее определение
проводят по п. 2.3.1.
По найденным
значениям оптической плотности анализируемых растворов с учетом поправки
контрольного опыта и соответствующих им значениям концентраций кремния строят градуировочный график.
2.3.1; 2.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.3.3.
Определение кремния (0,05 - 5,0%)
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Навеску чугуна
массой в соответствии с табл. 1а помещают в стакан вместимостью 200 - 250 см3,
приливают 50 см3 серной кислоты (1:20), накрывают стакан часовым стеклом и
растворяют при слабом кипячении. Затем приливают 10 см3 азотной кислоты (1:3,5)
и кипятят 5 мин, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают
до метки водой, перемешивают и фильтруют в сухую колбу через сухой фильтр
"белая лента", отбрасывая первую порцию фильтрата. Отбирают
аликвотные части раствора в две мерные колбы вместимостью 100 см3 в
соответствии с табл. 1а, в одну из них приливают 5 см3 раствора молибденовокислого аммония, во вторую 5 см3 воды,
перемешивают и выдерживают 5 мин при массовой доле кремния до 0,5% и 3 мин при
массовой доле кремния свыше 0,5%. Затем в обе колбы приливают 5 см3 серной
кислоты (1:1), 5 см3 смеси лимонной и аскорбиновой кислот и выдерживают
10 мин при массовой доле кремния до 0,5% и 5 мин при массовой доле кремния
свыше 0,5%.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
───────────────┬──────────────┬────────────────┬──────────────────
Массовая доля │Масса навески │
Масса навески │Аликвотная часть
кремния, %
│ чугуна, г │
карбонильного │ анализируемого
│ │ железа, г │
раствора, см3
───────────────┼──────────────┼────────────────┼──────────────────
От
0,05 до 0,5 │0,2
│0,2 │10
Св.
0,5 " 5,0 │0,1 │0,1 │5
Растворы в колбах
доводят до метки и перемешивают.
Раствор второй
колбы служит раствором сравнения.
Величину оптической
плотности растворов измеряют на спектрофотометре при длине волны 830 нм или на фотоэлектроколориметре
при длине волны (630 20) нм (красный
светофильтр) в кювете оптимального размера относительно раствора сравнения.
По найденному
значению оптической плотности исследуемого раствора с учетом поправки
контрольного опыта находят массу кремния по градуировочному
графику.
2.3.4. Построение градуировочных графиков
В семь мерных колб
вместимостью 200 см3 помещают навески карбонильного железа в соответствии с
табл. 1а, приливают 50 см3 серной кислоты (1:20), растворяют при
слабом килячении. Затем приливают 10 см3 азотной
кислоты (1:3,5) и кипятят 5 мин. Растворы охлаждают.
В шесть мерных колб
последовательно приливают стандартный раствор кремнекислого натрия 0,5; 1,0;
2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 (при массовой доле кремния 0,05 - 0,5%) и 2,5; 5,0;
10,0; 15,0; 20,0; 25,0 см3 (при массовой доле кремния 0,5 - 5,0%), что
соответствует 0,000005; 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005 г и
0,0000125; 0,000025; 0,00005; 0,000075; 0,0001; 0,000125 г кремния в 100 см3 фотометрируемого раствора.
Седьмая колба
служит для проведения контрольного опыта.
Растворы в мерных
колбах вместимостью 200 см3 доливают водой до метки и перемешивают.
Из каждой колбы
отбирают аликвотную часть раствора в мерную колбу вместимостью 100 см3 в
соответствии с табл. 1а и далее определение проводят по п. 2.3.3.
По найденным
значениям оптической плотности анализируемых растворов с учетом поправки
контрольного опыта и соответствующим им значениям массы кремния строят градуировочный график.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
2.3.3; 2.3.4. (Введены дополнительно, Изм. N 1).
2.4.
Обработка результатов
2.4.1. Массовую
долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
,
где 
- масса кремния, найденная по градуировочному графику, г;
- масса
навески чугуна, соответствующая аликвотной части раствора, г.
(Измененная
редакция, Изм. N 1).
2.4.2. Нормы
точности и нормативы контроля точности определения массовой
доли кремния приведены в табл. 1.
(п. 2.4.2. в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
─────────────────────────┬────────────────────────────────────────
Массовая
доля кремния, % │ Нормы точности и
нормативы контроля
│ точности, %
├──────┬────────┬───────┬───────┬────────
│Дельта│ d │
d │ d
│ дельта
│ │
k │ 2
│ 3 │
─────────────────────────┼──────┼────────┼───────┼───────┼────────
От
0,05 до 0,10 включ.
│0,008 │0,011
│0,009 │0,011 │0,006
Св.
0,10 " 0,20 " │0,014 │0,018 │0,015
│0,018 │0,009
"
0,20 " 0,5 " │0,020 │0,028 │0,020
│0,028 │0,014
"
0,5 " 1,0 "
│0,03 │0,04 │0,03 │0,04
│0,02
"
1,0 " 2,0 "
│0,05 │0,06 │0,05 │0,06
│0,03
"
2,0 " 5,0 "
│0,07 │0,09 │0,07 │0,09
│0,05
"
5,0 " 10,0 "
│0,09 │0,11 │0,09 │0,11
│0,06
"
10,0 " 20,0 " │0,16 │0,20
│0,17 │0,20 │0,10
3.
ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ
3.1.
Сущность метода
Метод основан на
выделении кремния в процессе конденсационной полимеризации в виде кремниевой
кислоты, ее дальнейшей дегидратации высушиванием и прокаливанием, и взвешивании
полученной безводной полимерной двуокиси кремния.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
3.2.
Аппаратура, реактивы и растворы
Электропечь
муфельная с температурой нагрева 1000 - 1100 °С.
Кислота серная по
ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:2.
Кислота азотная по
ГОСТ 4461-77.
Смесь кислот для
растворения: 2 дм3 серной кислоты осторожно вливают тонкой струей при
непрерывном перемешивании в 5,5 дм3 воды. После охлаждения раствора прибавляют
1,5 дм3 азотной кислоты и перемешивают.
Кислота соляная по
ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1 и 1:20.
Аммоний роданистый
по ГОСТ 19522-74, раствор с массовой концентрацией 0,05 г/см3.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Кислота
фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
(Измененная
редакция, Изм. N 1).
Навеску
чугуна массой 2,0 г (при массовой доле кремния от 0,10 до 1,0%), 1,0 г (при
массовой доле кремния свыше 1,0 до 6,0%) и 0,5 г (при массовой доле кремния
свыше 6,0 до 20,0%) помещают в стакан вместимостью 300 - 400 см3, осторожно
приливают 30 - 75 см3 смеси кислот и накрывают часовым стеклом.
(в ред.
Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
После прекращения
бурной реакции стакан ставят на горячую плиту и после растворения снимают
часовое стекло, ополаскивают его водой и выпаривают раствор до появления паров
серной кислоты, которым дают выделяться в течение 2 - 3 мин.
Снимают стакан с
плиты, дают охладиться и осторожно по стенкам приливают 15 см3 соляной кислоты
(1:1), слегка перемешивая содержимое стакана. Через 1 - 2 мин приливают 120 см3
горячей воды, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают до 60 - 70 °С, время от времени перемешивая стеклянной палочкой до
растворения солей.
(в ред.
Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Осадок
отфильтровывают на беззольный фильтр "белая лента" с добавлением
небольшого количества беззольной фильтробумажной
массы и промывают горячей соляной кислотой (1:20) до отрицательной реакции
промывных вод на железо (по реакции с роданистым аммонием) и затем 5 - 6 раз
горячей водой.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Фильтрат
вместе с промывными водами вновь выпаривают в том же стакане, в котором
проводилось первое выпаривание, до выделения паров серной кислоты в течение 2 -
3 мин. После охлаждения приливают 15 см3 соляной кислоты (1:1), 120 см3 горячей
воды и после нагревания до растворения солей отфильтровывают дополнительно выделившийся
осадок кремниевой кислоты, промывая его так же, как было указано выше.
Объединенные осадки
прокаливают при температуре 1000 - 1100 °С до
постоянной массы.
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
Тигель с осадком
охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Затем осадок осторожно смачивают 3 - 5
каплями воды, приливая ее по стенкам тигля, прибавляют 5 - 7 капель серной
кислоты и 3 - 5 см3 фтористоводородной кислоты.
Содержимое тигля
осторожно выпаривают до прекращения выделения паров серной кислоты. Тигель
прокаливают в муфельной печи при 1000 - 1100 °С до
постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Для внесения
поправки на содержание кремния в реактивах, с каждой партией труб в тех же
условиях, проводят не менее двух контрольных опытов.
(абзац введен Изменением N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
3.4.
Обработка результатов
3.4.1. Массовую
долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
,
где m - масса тигля
с осадком двуокиси кремния, г;
- масса
тигля с остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;
- масса
тигля с осадком, полученным в контрольном опыте, г;
(в ред. Изменения N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4129)
- масса
тигля с остатком, полученным в контрольном опыте, после обработки
фтористоводородной кислотой, г;
0,4675 -
коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний;
- масса
навески, г.
3.4.2. Нормы
точности и нормативы контроля точности определения массовой
доли кремния приведены в табл. 1.
(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
15.12.1988 N 4129)
ТЕХНОРМАТИВЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЕЙ И ПРОЕКТИРОВЩИКОВ
Copyright © www.docstroika.ru, 2013 -
2024