ГОСТ 11739.6-99 Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения железаПостановление Госстандарта России от 18.02.2000 N 41-стГОСТ от 18.02.2000 N 11739.6-99

ГОСТ 11739.6-99

Группа В59

     
     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения железа

Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of iron

     
     
МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введения 2000-09-01

     
     
Предисловие

     
     1 РАЗРАБОТАН ОАО "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО ВИЛС), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 297 "Материалы и полуфабрикаты из легких сплавов"
     
     ВНЕСЕН Госстандартом России
     
     2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 16-99 от 8 октября 1999 г.)
     
     За принятие проголосовали:
     

     
     
     3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 18 февраля 2000 г. N 41-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 11739.6-99 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2000 г.
     
     4 ВЗАМЕН ГОСТ 11739.6-82
     
     

     1 Область применения

     
     Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле железа от 0,01% до 2,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,005% до 2,0%) методы определения железа в алюминиевых литейных и деформируемых сплавах.
     
     

     2 Нормативные ссылки

     
     В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
     
     ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия
     
     ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия
     
     ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия
     
     ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия
     
     ГОСТ 3778-77 Свинец. Технические условия*
_______________
     * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 3778-98, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

     
     ГОСТ 4038-79 Никель (II) хлорид 6-водный. Технические условия
     
     ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия
     
     ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. 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 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия
     
     ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия
     
     ГОСТ 11069-74 Алюминий первичный. Марки*
_______________
     * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 11069-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
          
     ГОСТ 25086-87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа
     
     

     3 Общие требования

     
     3.1 Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.
     
     3.1.1 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
     
     

     4 Фотометрический метод определения железа

     
     4.1 Сущность метода
     
     Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты или растворе гидроокиси натрия, восстановлении трехвалентного железа до двухвалентного гидрохлоридом гидроксиламина, образовании комплекса двухвалентного железа с 1,10-фенантролином или 2,2'-дипиридилом при  4,5 и измерении оптической плотности раствора при длине волны 510 нм.
     
     Мешающее влияние меди, цинка и никеля, образующих с 1,10-фенантролином или 2,2'-дипиридилом бесцветные комплексы, устраняют введением избыточного количества реагента. Кроме того, в условиях растворения пробы половина меди отделяется от железа. Если в пробе соотношение массовых долей меди и железа равно или более 100:1, оставшуюся в аликвотной части раствора медь отделяют осаждением на свинцовой ленте.
     
     4.2 Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
     
     Шкаф сушильный с терморегулятором.
     
     Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1, 1:99 и раствор 10 моль/дм: 820 см соляной кислоты плотностью 1,19 г/см доливают до объема 1000 см, охлаждают и перемешивают.
     
     Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 200 г/дм. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор 1:1.
     
     1,10-фенантролин (моногидрат или гидрохлорид моногидрата): 0,25 г моногидрата или 0,30 г гидрохлорида моногидрата растворяют при слабом нагревании в 80 см воды, охлаждают, доливают водой до объема 100 см.
     
     2,2'-дипиридил: 0,25 г реагента растворяют в 100 см воды.
     
     Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм.
     
     Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.
     
     Кислота уксусная по ГОСТ 61 плотностью 1,05 г/см.
     
     Буферный раствор с pH4,5: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см воды, фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см, приливают 240 см уксусной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     Смесь реактивов: смешивают 100 см раствора гидрохлорида гидроксиламина, 100 см раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила и 300 см буферного раствора. Смесь реактивов хранят в посуде из темного стекла не более одного месяца.
     
     Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 см воды при слабом нагревании.
     
     Индикаторная бумага конго: фильтры ("белая лента") пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре (110±5) °С, нарезают и хранят в бюксе. Бумага пригодна к применению в течение одного месяца.
     
     Свинец по ГОСТ 3778 с массовой долей железа не более 0,001% в виде ленты или проволоки.
     
     Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
     
     Железо реактивное (восстановленное).
     
     Стандартные растворы железа.
     
     Раствор А: 0,1 г железа помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 50 см раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом и умеренно нагревают до растворения, добавляют 2-3 капли пероксида водорода и кипятят в течение 3-5 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, часовое стекло ополаскивают водой над стаканом, в котором проводили растворение, и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     1 см раствора содержит 0,0001 г железа.
     
     Раствор Б: 10 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 2 см раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят перед применением.
     
     1 см раствора содержит 0,00001 г железа.
     
     4.3 Подготовка к анализу
     
     Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.
     
     4.4 Проведение анализа
     
     4.4.1 Навеску пробы 0,5 г в зависимости от массовой доли кремния растворяют одним из следующих способов.
     
     4.4.1.1 При массовой доле кремния менее 1,5%
     
     Навеску пробы помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 15 см раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и растворяют при умеренном нагревании, обмывают стенки колбы 10 см воды и кипятят в течение 5 мин. К охлажденному до комнатной температуры раствору приливают воду до объема 50 см и фильтруют раствор через фильтр средней плотности ("белая лента") в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 1, промывают фильтр 2-3 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 5-10 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     
Таблица 1
     

     
     
     4.4.1.2 При массовой доле кремния более 1,5%
     
     Навеску пробы помещают в стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 100 см, приливают небольшими порциями 20 см раствора гидроокиси натрия и растворяют сначала при комнатной температуре, затем выпаривают при умеренном нагревании до получения густой сиропообразной консистенции. Стенки стакана обмывают 20-25 смводы, приливают осторожно, небольшими порциями при непрерывном перемешивании, 20 см раствора соляной кислоты молярной концентрации 10 моль/дм и кипятят в течение 3-5 мин до получения прозрачного раствора, доливают 20-25 см воды и продолжают нагревание в течение 2-3 мин.
     
     При наличии осадка меди охлажденный раствор фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента"), фильтр промывают 3-4 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см, собирая фильтрат и промывные воды в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 1. Раствор охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     4.4.2 Аликвотную часть раствора, полученного по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, в соответствии с таблицей 1 переносят в мерную колбу вместимостью 100 см. Если аликвотная часть равна 50 см, помещают в раствор бумагу конго, добавляют по каплям раствор аммиака до появления сине-сиреневой окраски бумаги конго. Затем приливают 25 см смеси реактивов, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     4.4.3 При массовой доле в пробе меди более 0,5%, цинка более 4,0%, никеля более 2,0% или их суммы более 5,0% к раствору, приготовленному по 4.4.2, приливают в избыток 10 см раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила.
     
     4.4.4 При соотношении в пробе массовых долей меди и железа более чем 100:1 медь дополнительно отделяют на металлическом свинце.
     
     Для этого аликвотную часть раствора, приготовленного по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, переносят в стакан вместимостью 100 см и разбавляют водой до объема 30 см. В раствор помещают свинцовую ленту площадью 3-4 см и кипятят при слабом нагревании в течение 5-8 мин. Свинцовую ленту с осажденной на ней медью удаляют из раствора, промывают водой в тот же стакан, раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см. Объем раствора в колбе должен быть 50-60 см. Продолжение анализа - по 4.4.2 и 4.4.3.
     
     4.4.5 Оптическую плотность раствора измеряют через 30 мин при длине волны 510 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, приготовленный по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, 4.4.2-4.4.4 со всеми используемыми в ходе анализа реактивами.
     
     Массу железа определяют по градуировочному графику.
     
     4.4.6 Построение градуировочного графика
     
     В девять из десяти мерных колб вместимостью 100 см каждая отмеряют 2,5; 5,0 см раствора Б; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 см раствора А, что соответствует 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003; 0,00035; 0,0004 г железа. К растворам приливают воду до объема 50 см, 25 см смеси реактивов, добавляют в избыток 10 см раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила, если график предназначен для проб по 4.4.3, затем доливают водой до метки и перемешивают. Раствором сравнения служит раствор, в который не введено железо.
     
     По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам железа строят градуировочный график.
     
     4.5 Обработка результатов
     
     4.5.1 Массовую долю железа , %, вычисляют по формуле
     

,                                                          (1)

     
где  - масса железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
     
      - масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
     
     4.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 2.
     
     
Таблица 2

В процентах

     5 Атомно-абсорбционный метод определения железа

     
     5.1 Сущность метода
     
     Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты в присутствии пероксида водорода и измерении атомной абсорбции железа при длине волны 248,3 нм в пламени ацетилен-воздух.
     
     5.2 Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для железа.
     
     Печь муфельная.
     
     Ацетилен по ГОСТ 5457.
     
     Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 1:99.
     
     Никель (II) хлорид по ГОСТ 4038, раствор 1 г/дм.
     
     Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см.
     
     Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см.
     
     Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
     
     Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
     
     Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
     
     Раствор алюминия 50 г/дм: 25 г алюминия помещают в коническую колбу вместимостью 500 см, добавляют 1-2 см раствора хлорида никеля (II), небольшими порциями 275 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. В раствор приливают 1 см пероксида водорода и кипятят его в течение 5 мин.
     
     Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     Железо реактивное (восстановленное).
     
     Стандартный раствор железа А - по 4.2.
     
     1 см раствора содержит 0,0001 г железа.
     
     5.3 Подготовка к анализу
     
     Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.
     
     5.4 Проведение анализа
     
     5.4.1 Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 3 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 30 см воды и осторожно, небольшими порциями, 30 см раствора соляной кислоты 1:1. Колбу нагревают до растворения навески, добавляют 3-5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3-5 мин.
     
     
Таблица 3

     
     
     5.4.1.1 Если раствор прозрачен, его переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     5.4.1.2 Если остается осадок, указывающий на наличие кремния, раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 100 см через фильтр средней плотности ("белая лента"), промывая фильтр 2-3 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 5-10 см, и собирают фильтрат в ту же колбу (основной раствор).
     
     Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500-600 °С в течение 2-3 мин. После охлаждения добавляют в тигель пять капель серной кислоты, 5 см фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см) до получения прозрачного раствора.
     
     Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр ("синяя лента") и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     5.4.2 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают раствор соляной кислоты 1:1 в соответствии с таблицей 3, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     5.4.3 Раствор контрольного опыта готовят по 5.3.1 и 5.3.2, используя вместо навески пробы навеску алюминия.
     
     5.4.4 Построение градуировочного графика
     
     5.4.4.1 При массовой доле железа от 0,005 до 0,10%
     
     В восемь мерных колб вместимостью 100 см каждая приливают по 20 см раствора алюминия, в семь из них отмеряют 0,5; 1.0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
     
     5.4.4.2 При массовой доле железа от 0,10 до 1,0%
     
     В семь мерных колб вместимостью 100 см каждая приливают по 2 см раствора алюминия, по 5 см раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
     
     5.4.4.3 При массовой доле железа от 1,0 до 2,0%
     
     В семь мерных колб вместимостью 100 см каждая приливают по 1 см раствора алюминия, по 5 см раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 0,001 г железа.
     
     5.4.4.4 Растворы, полученные по 5.4.4.1-5.4.4.3, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     5.4.5 Растворы пробы, контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в окислительное пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию железа при длине волны 248,3 нм.
     
     По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям железа строят градуировочный график в координатах: "Значение атомной абсорбции - массовая концентрация железа, г/см". Раствор, в который не введено железо, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.
     
     Массовую концентрацию железа в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
     
     5.5 Обработка результатов
     
     5.5.1 Массовую долю железа , %, вычисляют по формуле
     

,                                                (2)

     
где  - массовая концентрация железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;
     
      - массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;
     
      - объем раствора пробы, см;
     
      - масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
     
     5.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.
     
     
Таблица 4

В процентах