Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта РФ

от 14 июня 1995 г. N 299

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 

ФЛЮСЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО ЖЕЛЕЗА

 

Fluxes for electroslag remelting

Methods for determination of total iron

 

ГОСТ 21639.4-93

 

Группа В09

 

ОКСТУ 0709;

ОКС 71.040.040

 

Предисловие

 

1. Подготовлен Российской Федерацией - Техническим комитетом ТК 145 "Методы контроля металлопродукции".

Внесен Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации.

2. Принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 17 февраля 1993 г.

За принятие проголосовали:

 

┌──────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐

│ Наименование государства │Наименование национального органа по │

│                          │           стандартизации            │

├──────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│Республика Армения        │Армгосстандарт                       │

│Республика Беларусь       │Белстандарт                          │

│Республика Казахстан      │Госстандарт Республики Казахстан     │

│Республика Молдова        │Молдовастандарт                      │

│Российская Федерация      │Госстандарт России                   │

│Туркменистан              │Туркменгосстандарт                   │

│Республика Узбекистан     │Узгосстандарт                        │

│Украина                   │Госстандарт Украины                  │

└──────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘

 

3. Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14.06.1995 N 299 межгосударственный стандарт ГОСТ 21639.4-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1996 г.

4. Взамен ГОСТ 21639.4-76.

 

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле общего железа от 0,05 до 1,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле общего железа от 0,10 до 1,0%) методы определения общего железа в флюсах для электрошлакового переплава.

 

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

 

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 199-78. Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 3118-77. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 4461-77. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5456-79. Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия

ГОСТ 5457-75. Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 7172-76. Калий пиросернокислый. Технические условия

ГОСТ 10484-78. Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 21639.0-93. Флюсы для электрошлакового переплава. Общие требования к методам анализа.

 

3. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 21639.0.

 

4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

 

4.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения железа (П) с ортофенантролином или 2,2-дипиридилом. Для восстановления железа применяют гидроксиламина гидрохлорид.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Ортофенантролин, раствор с массовой концентрацией 2,5 г/дм3 готовят при слабом нагревании.

2,2-дипиридил, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199, раствор с массовой концентрацией 500 г/дм3.

Бумага конго.

Железо карбонильное.

Стандартные растворы

Раствор А: 0,5 г железа растворяют в 30 см3 соляной кислоты. После полного растворения навески раствор окисляют несколькими каплями азотной кислоты. Затем раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0005 г железа.

Раствор Б: 5 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,00001 г железа.

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Аликвотную часть основного раствора, приготовленного по ГОСТ 21639.2 в соответствии с таблицей 1, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 5 см3 раствора гидохлорида гидроксиламина, нейтрализуют раствором уксуснокислого натрия до слабокислой реакции по бумаге конго. Затем приливают 10 см3 раствора ортофенантролина или 2,2-дипиридила, доливают до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 516 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 520 до 530 нм.

 

Таблица 1

 

Объем аликвотной части раствора

 

┌──────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐

│       Массовая доля      │        Объем аликвотной части       │

│     общего железа, %     │            раствора, см3            │

├──────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│От 0,06 до 0,1 включ.     │                25                   │

│Св 0,1  "  0,5 "          │                10                   │

│"  0,5  "  1,0 "          │                 5                   │

└──────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘

 

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности анализируемого раствора находят массу общего железа но градуировочному графику.

4.3.2. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика в пять из шести конических колб вместимостью 100 см3 отбирают 1; 2; 3; 4; 5 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005 г общего железа. В каждую колбу приливают 10 - 15 см3 воды, 5 см3 гидрохлорида гидроксиламина, нейтрализуют раствором уксуснокислого натрия до слабокислой реакции по "бумаге конго". Затем приливают 10 см3 раствора ортофенантролина или 2,2-дипиридила, доливают до метки водой и перемешивают.

Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора, как указано в 4.3.1. Раствором сравнения служит раствор шестой колбы, не содержащий стандартного раствора железа.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам общего железа строят градуировочный график.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю общего железа ( ) в процентах вычисляют по формуле

 

, (1)

 

где  - масса общего железа, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли общего железа приведены в таблице 2.

 

Таблица 2

 

Нормативы контроля точности

 

┌───────────────────────┬────────────────────────────────────────┐

│  Массовая доля общего │         Допускаемые расхождения, %     │

│       железа, %       ├───────┬───────┬───────┬───────┬────────┤

│                       │погреш-│двух   │двух   │трех   │резуль- │

│                       │ности  │средних│парал- │парал- │татов   │

│                       │резуль-│резуль-│лельных│лельных│анализа │

│                       │татов  │татов  │опреде-│опреде-│стан-   │

│                       │анали- │анали- │лений, │лений, │дартно- │

│                       │за,    │за, вы-│d      │d      │го об-  │

│                       │дельта │полнен-│       │       │разца от│

│                       │       │ных в  │       │       │аттес-  │

│                       │       │различ-│       │       │тован-  │

│                       │       │ных ус-│       │       │ного    │

│                       │       │ловиях,│       │       │значе-  │

│                       │       │d      │       │       │ния     │

│                       │       │       │       │       │дельта  │

├───────────────────────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────────┤

│От 0,05 до 0,1 включ.  │0,018  │0,023  │0,019  │0,023  │0,012   │

│Св 0,1  "  0,2 "       │0,03   │0,03   │0,03   │0,03   │0,02    │

│"  0,2  "  0,5 "       │0,04   │0,05   │0,04   │0,05   │0,03    │

│"  0,5  "  1,0 "       │0,06   │0,07   │0,06   │0,07   │0,04    │

└───────────────────────┴───────┴───────┴───────┴───────┴────────┘

 

5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

 

5.1. Сущность метода

Метод основан на измерении степени поглощения резонансного излучения свободными атомами железа, образующимися в результате распыления анализируемого раствора в пламени ацетилен - воздух.

5.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный любого типа с источником излучения для железа.

Печь муфельная с температурой нагрева до 1000 °С.

Ацетилен растворенный но ГОСТ 5457.

Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха или баллон со сжатым воздухом.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 2:100.

Кислота азотная по ГОСТ 4161.

Кислота хлорная, раствор с массовой концентрацией 1510 г/дм.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Стандартный раствор, приготовленный по 4.2.

5.3. Проведение анализа

5.3.1. Навеску пробы массой, в зависимости от массовой доли железа в флюсах, определяют по таблице 3.

 

Таблица 3

 

Масса навески пробы

 

┌────────────────────────┬───────────────────┬───────────────────┐

│  Массовая доля общего  │  Масса навески, г │Вместимость мерной │

│       железа, %        │                   │    колбы, см3     │

├────────────────────────┼───────────────────┼───────────────────┤

│От  0,10 до 0,25 включ. │0,5                │100                │

│Св. 0,25 "  0,50 "      │0,25               │100                │

│"   0,50 "  1,00 "      │0,1                │100                │

└────────────────────────┴───────────────────┴───────────────────┘

 

Навеску флюса помещают в платиновую или стеклоуглеродистую чашку, смачивают водой, прибавляют 15 см3 хлорной кислоты, 5 см3 азотной, 10 см3 фтористоводородной кислоты и нагревают раствор до растворения навески. Затем раствор нагревают до полного удаления паров хлорной кислоты, охлаждают, приливают 15 см3 соляной кислоты, 30 см3 воды и нагревают до растворения солей. Раствор фильтруют через плотный фильтр, промывают 3 - 4 раза горячей соляной кислотой (2:100), 3 - 5 раза горячей водой. Фильтр помещают в платиновый тигель, подсушивают, прокаливают и доплавляют с 1,5 - 2,0 г пиросернокислого калия. Охлажденный тигель помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 50 см3 горячей воды, 10 см3 соляной кислоты и нагревают до растворения плава. Раствор объединяют с основным раствором, выпаривают до влажных солей, приливают 4 см3 соляной кислоты, 15 - 20 см3 воды и нагревают до растворения солей, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Через весь ход анализа проводят контрольный опыт.

Распыляют раствор контрольного опыта и раствор анализируемой пробы в порядке увеличения абсорбции до получения стабильных показаний для каждого раствора. Перед распылением каждого раствора распыляют воду для промывания системы и проверки нулевой точки.

После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значений атомной абсорбции раствора анализируемой пробы находят массу железа в растворе анализируемой пробы по градуировочному графику.

5.3.2. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика в шесть платиновых или стеклоуглеродистых чашек помещают 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,00025; 0,0005; 0,00075; 0,001; 0,00125; 0,0015 г железа и далее проводят анализ по 5.3.1.

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю общего железа ( ) в процентах вычисляют по формуле

 

, (2)

 

где  - масса железа в растворе анализируемой пробы, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески пробы, г.

5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли общего железа приведены в табл. 2.