ГОСТ 19863.4-91

Группа В59

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ

Методы определения вольфрама

Titanium alloys.
Methods for the determination of tungsten

     

ОКСТУ 1809

Дата введения 1992-07-01

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

     
     1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР
     
     РАЗРАБОТЧИКИ
     
     В.Г.Давыдов, д-р техн. наук; В.А.Мошкин, канд. техн. наук; Г.И.Фридман, канд. техн. наук; Л.А.Тенякова; M.Н.Горлова, канд. хим. наук; А.И.Королева; О.Л.Скорская, канд. хим. наук
     
     2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.05.91 N 625
     
     3. ВЗАМЕН ГОСТ 19863.4-80
     
     4. Периодичность проверки - 5 лет
     
     5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
     

     
     
     Настоящий стандарт устанавливает фотометрические (при массовой доле от 0,1 до 6,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,5 до 6,0%) методы определения вольфрама.
     
     

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. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА
(при массовой доле вольфрама от 1,0 до 6,0%)

     
     2.1. Сущность метода
     
     Метод основан на растворении пробы в растворе серной кислоты, образовании желтого комплексного соединения пятивалентного вольфрама с роданистым аммонием после предварительного восстановления шестивалентного вольфрама треххлористым титаном и измерении оптической плотности раствора при длине волны 400 нм.
     
     Титан, железо, никель и хром предварительно отделяют гидроксидом натрия. Влияние молибдена при соотношении молибдена и вольфрама не более чем 1:1 устраняют добавлением соответствующей массовой доли молибдена при построении градуировочного графика.
     
     2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
     
     Печь муфельная с терморегулятором.
     
     Фильтры обеззоленные по ТУ 6-09-1678.
     
     Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров ("красная лента") помещают в стакан вместимостью 500 см, приливают 300 см воды и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.
     
     Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см, растворы 1:1 и 1:3.
     
     Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см и растворы 2:1, 1:1 и 1:4.
     
     Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см и раствор 1:5.
     
     Смесь кислот: к 300 см соляной кислоты приливают 100 см азотной кислоты и перемешивают.
     
     Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 20 г/дм и 200 г/дм.
     
     Аммоний роданистый по ГОСТ 27067, раствор 500 г/дм.
     
     Титан по ГОСТ 17746* марки ТГ-100.
_______________
     * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 17746-96, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
          
     Титан треххлористый, раствор 10 г/дм: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 50 см раствора соляной кислоты 2:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и растворяют при нагревании, поддерживая постоянный объем тем же раствором соляной кислоты.
     
     Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором соляной кислоты 2:1 до метки и перемешивают. Раствор пригоден для применения в течение 4 сут при хранении в темном месте в колбе с пробкой.
     
     Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289.
     

     Стандартный раствор вольфрама: 1,7941 г вольфрамовокислого натрия помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 100 см раствора гидроксида натрия 20 г/дм и растворяют при умеренном нагревании.
     
     Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают раствором гидроксида натрия 20 г/дм до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     1 см раствора содержит 0,001 г вольфрама.
     
     Для установления массовой концентрации вольфрама аликвотные части по 50 см стандартного раствора вольфрама помещают в три стакана вместимостью по 400 см, приливают по 15 см азотной кислоты и выпаривают до объема 5-6 см. Затем приливают по 100 см кипящей воды, кипятят 15 мин, добавляют мацерированную бумагу и взбалтывают.
     
     Осадок отфильтровывают через фильтр средней плотности ("белая лента") и промывают 5-6 раз раствором азотной кислоты, нагретым до 30-40 °C.
     
     Фильтр с осадком помещают в доведенный при температуре 750-800 °C до постоянной массы и взвешенный фарфоровый или платиновый тигель, подсушивают, осторожно озоляют при температуре 400-500 °C, прокаливают в муфельной печи при температуре 750-800 °C в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
     
     Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
     
     Массовую концентрацию вольфрамовокислого натрия по вольфраму () в г/см вычисляют по формуле
     

,                                                    (1)

     
где  - масса тигля с осадком, г;
               
      - масса тигля, г;
              
      - объем раствора вольфрамовокислого натрия, взятый для установления массовой концентрации, см;
        
     0,7930 - коэффициент пересчета трехокиси вольфрама на вольфрам.
     
     Железо (III) хлорид 6-водное по ГОСТ 4147, раствор 100 г/дм: 100 г хлорида железа (III) помещают в стакан вместимостью 1000 см и растворяют в 200 см раствора соляной кислоты 1:4, приливают 700 см воды и перемешивают.
     
     Молибден металлический высокой чистоты по ТУ 48-19-69, содержащий не менее 99,5% молибдена.
     
     Стандартный раствор молибдена: 1 г молибдена помещают в коническую колбу вместимостью 250 см и растворяют в 30 смсмеси кислот. Затем приливают 30 см раствора серной кислоты 1:1 и выпаривают до появления белых паров. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 50 см воды, нагревают до растворения солей; раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     1 см раствора содержит 0,001 г молибдена.
     
     Метиловый оранжевый: 0,1 г реагента растворяют в 100 смводы при слабом нагревании.
     
     2.3. Проведение анализа
     
     2.3.1. Навеску пробы массой 0,25 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 40 см раствора серной кислоты 1:3 и нагревают до полного растворения. В раствор добавляют по каплям азотную кислоту до исчезновения фиолетовой окраски, три капли в избыток, выпаривают до появления густых белых паров и продолжают нагревание в течение 3 мин.
     
     Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 40 см воды и нагревают до растворения солей, перемешивают, добавляют 10 см раствора хлорида железа (III), 40 см раствора гидроксида натрия 200 г/дм и перемешивают.
     
     Раствор переводят порциями по 10 см в мерную колбу вместимостью 250 см, содержащую 50 см раствора гидроксида натрия, нагретого до температуры 80-85 °C. Колбу обмывают 10 см горячего раствора гидроксида натрия 200 г/дм, перемешивают, охлаждают до комнатной температуры в проточной воде, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     Осадку дают отстояться в течение 15-20 мин, раствор фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента") в коническую колбу вместимостью 250 см, отбрасывая первые порции фильтрата.
     
     Аликвотную часть раствора в соответствии с табл.1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 2 см раствора роданистого аммония, 45 см раствора соляной кислоты 2:1, перемешивают и охлаждают до температуры 15-17 °C.
     
     

Таблица 1

     
     
     К охлажденному раствору приливают пятнадцать капель (порциями по пять капель) раствора треххлористого титана. В случае присутствия в сплаве молибдена треххлористый титан приливают порциями по четыре капли до исчезновения красно-оранжевой окраски комплексного соединения молибдена с роданид-ионами и пять капель в избыток. Через 5 мин после образования устойчивой желто-зеленой окраски доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.
     
     2.3.2. Оптическую плотность раствора измеряют через 5 мин, но не позднее чем через 30 мин при длине волны 400 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 30 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, который готовят по п.2.3.1 со всеми используемыми в анализе реактивами.
     
     2.3.3. Массовую долю вольфрама вычисляют по градуировочному графику.
     
     2.3.4. Построение градуировочного графика
     
     В семь конических колб вместимостью по 250 см помещают навески титана массой по 0,25 г. В шесть из них отмеряют 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0 см стандартного раствора вольфрама, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01; 0,0125; 0,015 г вольфрама, приливают 40 см раствора серной кислоты 1:3 и далее продолжают по п.2.3.1.
     
     При наличии в сплаве молибдена в восемь конических колб вместимостью по 250 см отмеряют стандартный раствор молибдена в количестве, соответствующем массовой доле молибдена в пробе. Раствором сравнения служит раствор, в который не введен вольфрам.
     
     По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам вольфрама строят градуировочный график.
     
     2.4. Обработка результатов
     
     2.4.1. Массовую долю вольфрама () в процентах вычисляют по формуле
     

,                                                        (2)

где  - масса вольфрама в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
           
      - масса навески пробы в соответствующей аликвотной части раствора, г.
     
     2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.2.
     
     

Таблица 2

     
     
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА
(при массовой доле вольфрама от 0,1 до 1,5%)

     
     3.1. Сущность метода
     
     Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и борофтористоводородной кислот, образовании желтого комплексного соединения пятивалентного вольфрама с роданистым аммонием после предварительного восстановления шестивалентного вольфрама треххлористым титаном и измерении оптической плотности раствора при длине волны 400 нм.
     
     Влияние молибдена при соотношении молибдена и вольфрама не более чем 1:1 устраняют добавлением соответствующей массовой доли молибдена при построении градуировочного графика.
     
     Метод применим для сплавов с массовой долей вольфрама не более 1,5%.
     
     3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
     
     Печь муфельная с терморегулятором.
     
     Фильтры обеззоленные по ТУ 6-09-1678.
     
     Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров ("красная лента") помещают в стакан вместимостью 500 см, приливают 300 см воды и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.
     
     Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см.
     
     Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 2:1.
     
     Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см, раствор 1:5.
     
     Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
     
     Кислота борная по ГОСТ 9656.
     
     Кислота борофтористоводородная: к 280 см фтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °C добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     Аммоний роданистый по ГОСТ 27067, раствор 150 г/дм.
     
     Титан по ГОСТ 17746 марки ТГ-100.
     
     Титан треххлористый, раствор 10 г/дм: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 50 см раствора соляной кислоты 2:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и растворяют при нагревании, поддерживая постоянный объем тем же раствором соляной кислоты.
     
     Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором соляной кислоты 2:1 до метки и перемешивают.
     
     Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 20 г/дм.
     
     Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289.
     
     Стандартный раствор вольфрама - по п.2.2.
     
     Молибден металлический высокой чистоты по ТУ 48-19-69, содержащий не менее 99,5% молибдена.
     
     Стандартный раствор молибдена - по п.2.2.
     
     3.3. Проведение анализа
     
     3.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл.3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 20 см соляной кислоты, 1 см борофтористоводородной кислоты и нагревают до полного растворения.
     
     

Таблица 3

     
     
     Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают. Аликвотную часть раствора 10 см помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 10 см раствора роданистого аммония, пятнадцать капель (порциями по пять капель) раствора треххлористого титана, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.
     
     3.3.2. Оптическую плотность раствора измеряют через 10 мин, но не позднее чем через 30 мин при длине волны 400 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 30 мм.
     
     Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта: навеску титана в соответствии с табл.3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см и продолжают анализ по п.3.3.1.
     
     3.3.3. Массовую долю вольфрама вычисляют по градуировочному графику.
     
     3.3.4. Построение градуировочного графика
     
     В девять конических колб вместимостью по 100 см помещают навески титана в соответствии с табл.3. В восемь из них отмеряют 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 см стандартного раствора вольфрама, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025; 0,003; 0,0035; 0,004 г вольфрама, приливают по 20 см соляной кислоты, 1 см борофтористоводородной кислоты и продолжают анализ по п.3.3.1.
     
     При наличии в сплаве молибдена в девять конических колб вместимостью по 100 см отмеряют стандартный раствор молибдена в количестве, соответствующем массовой доле молибдена в пробе.
     
     Раствором сравнения служит раствор, в который не введен вольфрам.
     
     По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам вольфрама строят градуировочный график.
     
     3.4. Обработка результатов
     
     3.4.1. Массовую долю вольфрама () в процентах вычисляют по формуле
     

,                                                        (3)

     
где  - масса вольфрама в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
          
      - масса навески пробы в соответствующей аликвотной части раствора, г.
     
     3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.4.
     
     

Таблица 4

     
     
4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА

     
     4.1. Сущность метода
     
     Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористоводородной кислотах и измерении атомной абсорбции вольфрама при длине волны 255,1 нм в пламени ацетилен - закись азота.
     
     4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для вольфрама.
     
     Ацетилен по ГОСТ 5457.
     
     Закись азота медицинская.
     
     Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, раствор 2:1.
     
     Кислота азотная по ГОСТ 11125 плотностью 1,35-1,40 г/см и раствор 1:5.
     
     Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
     
     Смесь фтористоводородной и азотной кислот в соотношении 1:1.
     
     Кислота борная по ГОСТ 9656.
     
     Кислота борофтористоводородная: к 280 см фтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °C добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
     
     Вольфрам высокой чистоты по ТУ 48-19-57.
     
     Стандартные растворы вольфрама
     
     Раствор А: 5 г вольфрама помещают во фторопластовый стакан, добавляют 75 см смеси фтористоводородной и азотной кислот в соотношении 1:1. После растворения навески раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     1 см раствора А содержит 0,01 г вольфрама.
     
     Раствор Б: 10 см  раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде, готовят перед употреблением.
     
     1 см раствора Б содержит 0,001 г вольфрама.
     
     4.3. Проведение анализа
     
     4.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, добавляют 20 см раствора соляной кислоты 2:1, 1 см борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, добавляют 1 см пероксида водорода, 10 см борофтористоводородной кислоты и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     4.3.2. Раствор контрольного опыта готовят по п.4.3.1.
     
     4.3.3. Построение градуировочного графика
     
     4.3.3.1. При массовой доле вольфрама от 0,5 до 2,0%
     
     В пять конических колб вместимостью по 100 см помещают по 0,5 г навески сплава, аналогичного по составу анализируемому, но не содержащего вольфрама, и проводят растворение по п.4.3.1, затем в четыре из них отмеряют 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01 г вольфрама, и далее продолжают анализ по п.4.3.1.
     
     4.3.3.2. При массовой доле вольфрама свыше 2,0 до 6,0%
     
     В пять конических колб вместимостью по 100 см помещают по 0,5 г навески сплава, аналогичного по составу анализируемому, но не содержащего вольфрама, и проводят растворение по п.4.3.1, затем в четыре из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 г вольфрама, и далее выполняют операции по п.4.3.1.
     
     4.3.4. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен - закись азота (восстановительное) и измеряют атомную абсорбцию вольфрама при длине волны 255,1 нм.
     
     По полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массовым концентрациям вольфрама строят градуировочный график в координатах "Значение атомного поглощения - Массовая концентрация вольфрама, г/см".
     
     Массовую концентрацию вольфрама в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
     
     4.4. Обработка результатов
     
      4.4.1. Массовую долю вольфрама () в процентах вычисляют по формуле
     

,                                                      (4)

     
где  - массовая концентрация вольфрама в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;
                 
      - массовая концентрация вольфрама в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;
                    
      - объем раствора пробы, см;
                     
      - масса навески пробы, г.
     
     4.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.5.
     
     

Таблица 5