ГОСТ 26473.2-85 Сплавы и лигатуры на основе ванадия. Методы определения вольфрама.

     ГОСТ 26473.2-85

Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 СПЛАВЫ И ЛИГАТУРЫ НА ОСНОВЕ ВАНАДИЯ

 Методы определения вольфрама

 Vanadium base alloys and alloying elements. Methods for determination of tungsten

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.07.86

до 01.07.91*

РАЗРАБОТАН Министерством цветной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Ю.А.Карпов, Е.Г.Намврина, В.Г.Мискарьянц, В.В.Недлер, В.М.Михайлов, Л.Г.Агапова, Г.Н.Андрианова, А.В.Антонов, В.Д.Десятков, М.А.Десяткова, Т.И.Кириллова, Л.И.Кирсанова, И.Е.Корепина, В.А.Орлова, Н.А.Разницина, Н.А.Суворова, Н.Л.Томашева, М.В.Шмидт, Л.Н.Филимонов

ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

Член Коллегии А.П.Снурников

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25 марта 1985 г. N 751, 752

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 14.05.91 N 676 с 01.01.92

Настоящий стандарт устанавливает экстракционно-фотометрический и рентгенофлуоресцентный методы определения вольфрама (от 6 до 8%) в бинарных сплавах ванадий-вольфрам.

 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 26473.0-85.

 2. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕОКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА

Метод основан на образовании окрашенного дитиолата вольфрама в солянокислой среде, экстракции комплексного соединения четыреххлористым углеродом и фотометрировании окраски экстракта. Ванадий определению не мешает.

2.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-56.

Весы аналитические.

Весы технические.

Плитка электрическая.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 1000 °С.

Баня водяная.

Тигли кварцевые высокие вместимостью 40 см

.

Колбы мерные вместимостью 25, 50, 100, 250 и 1000 см

.

Пипетки вместимостью 10 см

без делений.

Пипетка полиэтиленовая.

Микробюретка вместимостью 5 см

с ценой деления 0,02 см

.

Мензурки мерные вместимостью 25, 100 см

.

Часы песочные на 2 мин или секундомер.

Воронки делительные вместимостью 50 см

.

Фильтры бумажные обеззоленные "белая лента", диаметр 70 мм.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:4.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор концентрацией 80 г/дм

.

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712-78, раствор концентрацией 40 г/дм

.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288-74.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.

Цинк-дитиол (3,4-димеркаптотолуола цинковая соль), раствор концентрацией 10 г/дм

: 1 г реагента смачивают 10-12 см

этилового спирта, приливают 100 см

раствора гидроокиси натрия, перемешивают. Раствор готовят в день употребления.

Титан сернокислый, раствор концентрацией 10 г/дм

: 1 г металлического титана с содержанием основного вещества не менее 99,5% растворяют при нагревании в 100 см

серной кислоты (1:4) с добавлением 1-2 см

фтористоводородной кислоты.

Смесь для восстановления вольфрама: 60 см

раствора сернокислого титана разбавляют 150 см

соляной кислоты, перемешивают. Смесь готовят в день употребления.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Вольфрам металлический, содержащий не менее 99,9% вольфрама, в виде порошка или мелкой стружки.

Вольфрама (VI) окись.

Стандартный раствор вольфрама (запасной), содержащий 0,1 мг/см

(100 мкг/см

) вольфрама, готовят одним из описанных ниже способов.

Первый способ. 0,1 г металлического вольфрама помещают в стакан вместимостью 200 см

, приливают 5-10 см

воды, 20-25 см

перекиси водорода и нагревают до растворения навески, периодически помешивая. После растворения осторожно, по каплям, добавляют 2 см

аммиака и снова нагревают до обесцвечивания раствора. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм

, доводят до метки водой.

Второй способ. 0,1261 г окиси вольфрама, прокаленной до постоянной массы при 600-700 °С, помещают в стакан вместимостью 100 см

и растворяют в 20-25 см

раствора гидроокиси натрия, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм

, приливают 100 см

раствора гидроокиси натрия, доводят до метки водой.

Раствор вольфрама (рабочий), содержащий 0,01 мг/см

(10 мкг/см

) вольфрама, готовят разбавлением запасного раствора водой в 10 раз. Раствор готовят в день употребления.

(Измененная редак

ция, Изм. N 1).

2.2. Проведение анализа

2.2.1. Навеску анализируемой пробы массой 0,1 г помещают в кварцевый тигель, добавляют 4-6 г пиросернокислого калия, 2-3 капли концентрированной серной кислоты. Помещают тигель на электрическую плиту и расплавляют пиросернокислый калий до появления паров серной кислоты. Затем покрывают тигель крышкой, переносят тигель в муфельную печь и проводят сплавление при 700-800 °С до получения однородного плава. Сплавление ведут очень осторожно, сначала при открытом муфеле, а затем постепенно перемещая тигель в горячую зону муфеля. Если сплавление произошло не полностью, то плав охлаждают, добавляют несколько капель концентрированной серной кислоты и вновь сплавляют до получения однородного плава.

Плав охлаждают и растворяют при нагревании в 30 см

раствора щавелевокислого аммония, охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см

, доводят до метки водой.

Полученный раствор разбавляют еще раз: отбирают 10 см

раствора в мерную колбу вместимостью 100 см

и доводят до метки водой.

Для определения вольфрама в коническую колбу вместимостью 50 см

отбирают пипеткой 10 см

раствора, содержащего 20-40 мкг вольфрама, приливают 10 см

восстановительной смеси и нагревают на кипящей водяной бане 10-15 мин, приливают 5 см

раствора цинк-дитиола и продолжают нагревание на кипящей водяной бане еще 10-15 мин.

Охлажденный раствор переводят в делительную воронку вместимостью 50 см

. Колбы ополаскивают двумя порциями по 5 см

четыреххлористого углерода, которые также переносят в делительную воронку. Делительную воронку закрывают пробкой и проводят экстракцию дитиолата вольфрама, интенсивно встряхивая воронку в течение 2 мин. После расслоения органическую фазу (нижний слой) сливают в сухую мерную колбу вместимостью 25 см

. Экстракцию дитиолата вольфрама проводят несколько раз порциями по 5-7 см

четыреххлористого углерода до получения бесцветного органического слоя. Полученные экстракты собирают в мерную колбу вместимостью 25 см

, доводят до метки четыреххлористым углеродом.

Часть экстракта фильтруют через сухой бумажный фильтр в сухую кювету с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм и измеряют оптическую плотность экстракта на фотоэлектроколориметре, используя светофильтр с максимумом светопропускания при ~607 нм по отношению к четыреххлористому углероду, накрыв кюветы крышками.

Массу вольфрама находят по градуировочному г

рафику.

2.2.2. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 50 см

вводят из микробюретки 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 и 4,0 см

рабочего стандартного раствора вольфрама, что соответствует 20, 25, 30, 35 и 40 мкг вольфрама. Приливают до 10 см

воды, по 10 см

восстановительной смеси и далее определение проводят по п.2.2.1.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам вольфрама строят градуировочный график.

2.3. Обработка результатов

2.3.1. Массовую долю вольфрама (

) в процентах вычисляют по формуле

,

где

- масса вольфрама, найденная по градуировочному графику, мкг;

- объем мерной колбы при первом разбавлении, см

;

- объем мерной колбы при втором разбавлении, см

;

- объем аликвотной части раствора, взятый для разбавления, см

;

- объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см

;

- масса навески анализируемой пробы,

г.

2.3.2. Значения допускаемых расхождений при массовой доле вольфрама от 6 до 8% не должны превышать 0,5%.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

 3. РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА

Метод основан на переведении пробы в раствор, возбуждении атомов пробы потоком первичных рентгеновских квантов и определении массовой доли вольфрама по измеренной интенсивности характеристической линии флуоресцентного излучения вольфрама с использованием градуировочного графика зависимости интенсивности излучения от массовой доли вольфрама.

3.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Флуоресцентный рентгеновский квантометр типа ФРК-10 (рентгеновская трубка БХВ-7 с золотым зеркалом анода) или аналогичный прибор, снабженный специальной кюветой, позволяющей работать с растворами.

Кювета для рентгенофлуоресцентного анализа растворов (см. чертеж) состоит из металлического (сталь ГОСТ 5632-72) цилиндрического корпуса с закручивающейся металлической крышкой, имеющей прокладку из кислотостойкой резины (ГОСТ 7338-77*). Внутрь цилиндрического корпуса должен быть плотно вставлен фторопластовый (ГОСТ 10007-80) цилиндрический вкладыш, нижняя часть которого выполнена в виде двух концентрично расположенных относительно друг друга и вертикальной оси вкладыша конических выступов с заглублением между ними для обеспечения плотной насадки вкладыша на корпус кюветы.

1 - цилиндрический металлический корпус; 2 - крышка (гайка); 3 - прокладка из кислотостойкой резины; 4 - фторопластовый вкладыш; 5 - пробка фторопластовая; 6 - винтовое соединение; 7 - металлический фланец; 8 - конические выступы; 9 - полимерная пленка

Между внутренней частью корпуса и основанием фторопластового вкладыша через конические выступы крепится полимерная (полиэтилентерефталатная по ГОСТ 24234-80) пленка толщиной 20 мкм. Натяжение пленки и ее закрепление достигаются полным прижатием фторопластового вкладыша к основанию корпуса прижимным металлическим (ГОСТ 5632-72) фланцем с помощью винтового соединения.

В нижнюю часть фторопластотого вкладыша, выполненную в виде усеченного конуса, помещают анализируемый раствор (рабочий объем кюветы равен 6 см

).

В верхнюю часть (цилиндрическую) фторопластового вкладыша помещают фторопластовую пробку (поплавок), выполненную в виде цилиндра с полусферическим (овальным) основанием и кольцеобразным выступом, неплотно прилегающим к боковым стенкам вкладыша, закрывают корпус крышкой с прокладкой, закручивая крышку до упора. При этом овальное основание фторопластовой пробки погружается в раствор, вытесняя из рабочего объема кюветы воздух и часть раствора, а кольцеобразный выступ пробки плотно прижимается к внутреннему выступу фторопластового вкладыша и герметизирует рабочий объем кюветы.

Весы аналитические.

Весы технические.

Плитка электрическая.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 900 °С.

Лампа инфракрасная типа ИКЗ-500 с регулятором напряжения типа РНО-250-05.

Стаканы химические вместимостью 100, 200, 300 см

.

Колбы мерные вместимостью 50, 200 см

.

Чашки кварцевые вместимостью 30 см

.

Тигли платиновые вместимостью 30 см

.

Пипетки вместимостью 10 см

без делений.

Бюретка вместимостью 10 см

с ценой деления 0,02 см

.

Мензурки мерные вместимостью 25 и 50 см

.

Эксикатор с хлористым кальцием.          

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.         

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1, 1:5.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80, разбавленная 1:1.

Смесь кислот для растворения: смешивают равные объемы азотной и ортофосфорной кислот, разбавленных 1:1.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.

Фильтры бумажные обеззоленные "красная лента" или "белая лента".

Тигли платиновые.

Воронки стеклянные конические диаметром 30 мм.

Ванадий металлический, содержащий, не более 0,01% вольфрама.

Вольфрам металлический, содержащий не менее 99,9% вольфрама, в виде порошка или мелкой стружки.

Вольфрама (VI) окись.

Стандартный раствор вольфрама, содержащий 5 мг/см

вольфрама, готовят одним из описанных ниже способов.

Первый способ. 1 г металлического вольфрама помещают в стакан вместимостью 200 см

, приливают 5-10 см

воды, 20-25 см

перекиси водорода и нагревают до растворения, периодически помешивая. После растворения продолжают кипячение 10-15 мин для разрушения перекиси водорода. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 200 см

и доводят до метки водой.

Точную массовую концентрацию вольфрама устанавливают гравиметрическим методом. Для этого в кварцевую чашку, предварительно прокаленную в муфельной печи до постоянной массы при температуре 450-500 °С, отбирают пипеткой 20 см

стандартного раствора вольфрама. Осторожно упаривают раствор под инфракрасной лампой досуха, помещают чашку с осадком в муфельную печь и прокаливают в течение 30 мин при 800-900 °С, охлаждают в эксикаторе, взвешивают. Прокаливание и взвешивание повторяют до получения постоянной массы.

Массовую концентрацию стандартного раствора вольфрама (

), выраженную в мг/см

, вычисляют по формуле

,

где

- масса прокаленного осадка, мг;

0,7930 - коэффициент пересчета окиси вольфрама на вольфрам.

Второй способ. 1,261 г окиси вольфрама, прокаленной до постоянной массы при 600-700 °С, помещают в стакан вместимостью 250-300 см

, приливают 100-150 см

воды, добавляют 20 г гидроокиси натрия и слабо нагревают до растворения навески. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см

, доводят водой до метки.

Точную массовую концентрацию вольфрама устанавливают гравиметрическим методом. Для этого в стакан вместимостью 150-200 см

отбирают пипеткой 20 см

стандартного раствора вольфрама, приливают 15 см

концентрированной азотной кислоты и выпаривают раствор до объема 5-10 см

. Затем приливают 100 см

кипящей воды, кипятят несколько минут, добавляют немного мацерированной бумаги, отфильтровывают осадок на беззольный фильтр "красная" или "белая лента", который помещен в стеклянную воронку, промывая осадок теплым раствором азотной кислоты, разбавленной 1:5.

Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, подсушивают, озоляют и прокаливают в муфельной печи до постоянной массы при 800-900 °С.

Взвешенный осадок смачивают 2-3 каплями воды, приливают 5-6 капель концентрированной серной кислоты и 2 см

фтористоводородной кислоты. Тигель помещают на электроплитку с закрытой спиралью и осторожно выпаривают до прекращения выделения паров серной кислоты. Сухой остаток прокаливают в муфельной печи в течение 20 мин при 800-900 °С, охлаждают в эксикаторе, взвешивают. Прокаливание и взвешивание повторяют до получения постоянной массы.

Массовую концентрацию стандартного раствора вольфрама (

), выраженную в мг/см

, вычисляют по формуле

,

где

- масса прокаленного осадка, мг;

0,7930 - коэффициент пересчета окиси вольфрама на вольфрам.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Проведение анализа

3.2.1. Подготовка растворов сравнения

В стаканы вместимостью 100 см

помещают 450, 460, 465, 470 и 480 мг металлического ванадия, приливают по 20 см

смеси кислот и оставляют при комнатной температуре до полного растворения навесок.

Содержимое каждого стакана переводят в мерную колбу вместимостью 50 см

, разбавляют до 30-35 см

водой, вводят из бюретки различные объемы стандартного раствора вольфрама (табл.1) и доводят до метки водой.

Таблица 1

Номер раствора сравнения	Объем стандартного раствора вольфрама, см	Масса элемента в растворе сравнения, мг		Расчетное значение массовой доли вольфрама в растворе сравнения, %
		Ванадий	Вольфрам
1	5	450	50	10
2	4	460	40	8
3	3,5	465	35	7
4	3	470	30	6
5	2	480	20	4

3.2.2. Подготовка пробы к анализу

Навеску анализируемой пробы массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 100 см

, приливают 20 см

смеси кислот и растворяют на холоде. Содержимое стакана переводят в мерную колбу вместимостью 50 см

и доводят водой до метки.

3.2.3. Рентгенофлуоресцентное определение

Квантометр ФРК-10 подготавливают к работе. Устанавливают режим работы рентгеновской трубки: напряжение 50 кВ, ток 70 мА; кристалл-анализатор SiO

(

)*,

0,668 нМ; детектор - сцинтилляционный счетчик с кристаллом NaI(Tl); аналитическая линия

(

0,1476 нм); экспозиция 100 с; число измерений - два.

В рабочий объем кюветы наливают последовательно растворы сравнения, анализируемой пробы и снова растворы сравнения и измеряют интенсивность аналитической линии вольфрама.

Результаты измерения интенсивности линии вольфрама в зависимости от растворов сравнения, зарегистрированные до измерения проб и после них, усредняют. Строят градуировочный график в координатах: интенсивность аналитической линии вольфрама в импульсах в секунду, расчетное значение массовой доли вольфрама в растворе сравнения в процентах.

3.3. Обработока результатов

3.3.1. Массовую долю вольфрама (

) в процентах вычисляют по градуировочному графику.

3.3.2. Значения допускаемых расхождений при массовой доле вольфрама от 6 до 8% не должны превышать 0,3%.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.3.3. Метод применяют при разногласиях в оценке качества сплавов.