ГОСТ 7728-79 Сплавы магниевые. Методы спектрального анализа.
ГОСТ 7728-79
Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СПЛАВЫ МАГНИЕВЫЕ
Методы спектрального анализа
Magnesium alloys.
Methods for spectral analysis
МКС 77.120.20
ОКСТУ 1709
Дата введения 1981-07-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН Министерством авиационной промышленности СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам 19.11.70 N 4396
3. ВЗАМЕН ГОСТ 7728-68
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
|
|
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
2.2 | |
2.2 | |
2.2 | |
2.2 | |
2.2, 3.2 | |
2.2 | |
Вводная часть, 2.2.4.2 | |
2.3 | |
ГОСТ 3240.0-76-3240.21-76 | 1.4, 2.5 |
2.2 | |
2.2 | |
2.2 | |
Вводная часть | |
2.2 | |
2.4.2 | |
ТУ 16.К71-087-90 | 2.2 |
5. Постановлением Госстандарта от 13.05.91 N 665 снято ограничение срока действия
6. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в мае 1991 г. (ИУС 8-91)
Настоящий стандарт устанавливает методы спектрального анализа для определения основных легирующих компонентов и примесей (алюминия, марганца, цинка, бериллия, меди, кремния, железа, никеля, циркония, кадмия, кальция, церия, лантана, лития, иттрия, неодима, празеодима и индия) в магниевых сплавах (деформируемых и литейных) по ГОСТ 2856 и ГОСТ 14957.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Содержание легирующих компонентов и примесей в сплавах определяют по градуировочным графикам. Предусматривается использование двух методов градуировки приборов:
метода "трех эталонов";
метода "контрольного эталона".
Регистрация спектра - фотографическая и фотоэлектрическая.
При проведении анализа фотографическим методом градуировочные графики строят в координатах:
При проведении анализов фотоэлектрическим методом градуировочные графики строят в координатах:
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.2. Для испарения пробы и возбуждения спектра используют искровые и дуговые источники света.
1.3. Для градуировки приборов применяют государственные стандартные образцы (ГСО) N 423-73-429-73; 820-76-823-76; 1797-80-1803-80; 2772-83-2776-83; 740-75-747-75; 740-84 П-744-84 П; 2329-82-2535-82; 2336-82-2343-82.
Допускается применение отраслевых стандартных образцов (ОСО) N 1-81-4-81; 9-81-12-81; 5-81-8-81; 62-82-65-82; 74-83-83-83, стандартных образцов предприятий (СОП), а также вновь выпускаемых стандартных образцов состава магниевых сплавов всех категорий.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.4. Проверку правильности определения массовой доли элементов проводят, сравнивая результаты спектрального анализа с результатами анализа, выполненного химическими методами по ГОСТ 3240.0-ГОСТ 3240.21.
Значение абсолютного допускаемого расхождения в процентах должно быть не более рассчитанного по формуле
Такую проверку необходимо проводить не реже одного раза в квартал для каждой анализируемой марки сплава.
1.5. Отбор проб проводят по нормативно-технической документации.
1.4, 1.5. (Введены дополнительно, Изм. N 1).
2. ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА
2.1. Сущность метода
Метод основан на возбуждении спектра дуговым или искровым разрядом с последующей регистрацией его на фотопластинке с помощью спектрографа.
2.2. Аппаратура, материалы и реактивы
Спектрограф с кварцевой оптикой средней дисперсии типа ИСП-30 и спектрограф типа ДФС-13.
Источники света: искровой генератор типа ИГ-3 или ИВС-23 и дуговой - типа ДГ-2 или ИВС-28.
Микрофотометр типа МФ-2 или ИФО-460.
Ослабители трех- и девятиступенчатые.
Угли спектральные в виде прутков марок ОСЧ-7-3, С-2, С-3 диаметром 6 мм.
Прутки магния марки МГ по ГОСТ 804 диаметром 6-8 мм.
Прутки меди марок М0, M1 по ГОСТ 1535 или по ТУ 16.К71-087-90 диаметром 6-8 мм.
Фотопластинки спектральные типов 1, 2, 3, ЭС, УФШ чувствительностью от 3 до 20 единиц, ПФС-01, ПФС-02, ПФС-04, ПФС-05.
Станок токарный настольный.
Приспособление для заточки углей.
Проявитель.
Раствор I:
метол (пара-метиламинофеносульфат) - 2 г,
натрий сернистокислый (сульфит натрия) кристаллический - 104 г или натрий сернистокислый безводный по ГОСТ 195 - 52 г,
гидрохинон (парадиоксибензол) по ГОСТ 19627 - 10 г,
калий бромистый по ГОСТ 4160 - 2 г.
Раствор II:
натрий углекислый кристаллический по ГОСТ 84 - 108 г или
натрий углекислый безводный по ГОСТ 83 - 54 г.
Перед проявлением растворы I и II смешивают (3:1).
Фиксаж.
тиосульфат натрия кристаллический (гипосульфит натрия) по ГОСТ 244 - 300 г,
аммоний хлористый по ГОСТ 3773 - 60 г.
Допускается применение других приборов, оборудования и материалов при условии получения метрологических характеристик, отвечающих требованиям настоящего стандарта.
2.3. Подготовка образцов к анализу
Для анализа используют образцы следующих форм и размеров (после заточки):
прутки диаметром от 5 до 50 мм, длиной 30-100 мм;
в виде "грибка", диска или пластины толщиной не менее 3,5 мм, диаметром 30-50 мм.
Литые образцы получают путем заливки жидкого металла в двухрожковую разъемную изложницу (пальчиковый образец) или в металлическую (или водоохлаждаемую металлическую) изложницу, обеспечивающую получение образцов в виде "грибка". Материал изложницы - чугун или сталь марки Ст.3.
В первом случае диаметр образца должен составлять 5-9 мм, длина 30-100 мм, во втором - диаметр шляпки или диска - 30-50 мм, толщина - не менее 5 мм.
При анализе листов и прутков размерами меньшими, чем предусмотрено стандартом, проводят корректировку градуировочных графиков по СОП, имеющим те же размеры, форму, что и анализируемый образец (АО).
С литых образцов в виде "грибка" снимают слой не менее 1,5 мм, с прутковых образцов - 5-10 мм. Если образец имеет плоский торец, допускается снятие слоя на глубину 0,2-0,5 мм.
Подготовка образцов и СО к анализу должна быть однотипной для данной серии измерений. На обработанной поверхности образца не допускаются раковины, царапины, трещины, шлаковые включения. Противоэлектроды затачивают: на сферическую поверхность с радиусом 3-6 мм, конус с углом заточки 120° или усеченный конус с площадкой диаметром 1,0-1,7 мм с углом заточки 40-60°.
2.4. Проведение анализа
Условия проведения анализа фотографическим методом приведены в табл.1.
Таблица 1
|
|
|
|
|
|
| Условия проведения анализа | ||||
Аппаратура, материалы и параметры
| Во всех сплавах: Al, Be, In, Y, Cd, Ca, Si, La, Li, Mn, Cu, Nd, Ce, Zn, Zr, Fe | В сплавах марок МА8, МА18-Се, в сплавах марки BMЛ5-Nd | В сплаве марки MA11-Nd, Pr | Во всех сплавах - примеси Fe, Si, Cu, Ni | В сплаве марки МЛ5пч-Zr |
Спектрограф | ИСП-30 | ИСП-30 | ДФС-13 | ИСП-30 | ИСП-30 |
Генератор | Типов ИГ-3, ИВС-23 (схема простая или сложная) | Типов ИГ-3, ИВС-23 (схема простая или сложная) | Типов ИГ-3, ИВС-23 (схема сложная) | Типов ДГ-2, ИВС-28 | Типов ИГ-3, ИВС-23 (схема сложная) |
Ширина щели, мм | 0,015-0,020 | ||||
Емкость, мкФ | 0,005-0,01 | 0,01 | 0,02 | - | 0,01-0,02 |
Самоиндукция, мГн | 0-0,05 | 0,05 | 0,01 | - | 0,05 |
Ток, А | 1,6-3,0 | 2,0-3,0 | 4,0 | 2,5-4,5 | 2,0-4,0 |
Аналитический промежуток, мм | 2,0 | 2,0-2,5 | 2,0-2,5 | 1,5-1,8 | 2,0-2,5 |
Задающий промежуток разрядника, мм | 3,0 | 0,5-0,8 | 3,0 | ||
Обжиг, с | 20-40 | 30 | 30 | 5-10 | Без обжига |
Противоэлектрод | Угольный или магниевый | Угольный, магниевый, медный | Угольный или магниевый | ||
Фотопластинки | Типов 1, 2, ЭС | Типов 1, 2, ЭС | Типов 2, 3, ЭС, 1 | Типов 2, 3, ЭС, УФШ | Типов 2, 3 |
Координаты градуировочного графика |
Примечания:
1. Параметры устанавливаются в пределах указанных значений.
2. Время экспозиции выбирается в зависимости от чувствительности применяемых фотопластинок и должно быть не менее 15 с.
3. Допускается проведение анализа с применением парных электродов, с заточкой одного из электродов на плоскость.
4. При анализе листов и прутков с размерами меньшими, чем предусмотрено стандартом, допускается выбор других режимов работы источников света.
5. При определении массовой доли кальция ниже 0,1% рекомендуется проводить предварительный обжиг угольных электродов при силе тока 16-18 А.
Длины волн аналитических спектральных линий и диапазоны массовых долей приведены в табл.2.
Таблица 2
|
|
|
|
|
|
Определяемый элемент | Длина волны определяемого элемента, нм | Длина волны линии сравнения, нм | Диапазон определяемых массовых долей, % | ||
Алюминий | I 396,15
I 394,40
II 358,69
I 308,22 |
I 332,99
307,40
I 291,55 |
| 0,01-0,5
0,5-1,5
3,0-12,0
3,0-12,0 | |
Бериллий | II 313,04 |
| I 332,99
307,40
Фон | 0,0005-0,01 | |
Железо | I 358,12
I 302,06
II 259,94
II 238,20 | I 332,99
307,40
Фон | 0,002-0,1
0,002-0,1
0,002-0,1
0,002-0,1 | ||
Индий | I 410,17
I 325,60
I 303,94 |
| I 332,99
I 332,99
307,40 |
| 0,2-1,0
0,2-1,0
0,2-1,0 |
Иттрий | II 319,56
II 320,03 |
| I 332,99
307,40 | 1,0-3,0
1,0-3,0 | |
Кадмий | I 361,05
I 346,62
I 326,11 | I 332,99 |
| 0,1-1,0
0,3-2,0
0,5-2,0 | |
Кальций | II 396,85
II 393,37
II 315,89 | I 333,21
I 332,99 | 0,01-0,2
0,01-0,2
0,2-0,5 | ||
Кремний | I 288,16
I 251,61
I 251,61
I 288,16 |
| 307,40
I291,55
Фон |
| 0,05-0,5
0,05-0,5
0,001-0,05
0,001-0,05 |
Лантан | II 394,91
II 375,91
II 338,09
II 317,17 |
I 332,99
307,40 |
| 0,2-2,0
0,2-2,0
0,2-2,0
0,2-2,0 | |
Литий | I 323,26 |
| I 332,99 |
| 8,0-12,0 |
Марганец | II 347,41
II 346,03
II 344,20
II 294,92
II 259,37 |
I 332,99
I 291,55
307,40 |
| 0,7-2,5
0,7-2,5
0,7-2,5
0,01-0,7
0,01-0,7 | |
Медь | I 327,40
I 324,75 | I 332,99
307,40 | 0,02-0,5
0,003-0,5 | ||
Неодим | II 430,36
II 410,95
II 401,22
II 406,10
II 401,22
II 406,10
II 380,54 |
I 332,99
Фон I
I 332,99 |
| 1,6-3,0
1,6-3,0
1,0-5,0
1,0-5,0
0,03-0,6
0,03-0,6
0,01-0,6 | |
Никель | I 352,45
I 314,48
II 239,45 | I 332,99
Фон | До 0,01
До 0,01
До 0,01 | ||
Празеодим | II 410,07 |
| Фон |
| 0,08-0,5 |
Церий | II 418,66
II 413,76
II 401,24
II 320,17 | I 416,73
Фон
I 322,99
Фон
307,40 | 0,07-0,5
0,07-0,5
0,5-3,0
1,0-3,0 | ||
Цинк | I 334,50
I 330,29
I328,53
II 255,80
II 250,20 | I 332,99
307,40
I 291,55
307,40
I 291,55 | 0,05-1,5
0,05-4,0
2,0-10,0
2,0-10,0
2,0-10,0 | ||
Цирконий | II 343,82
II 339,20
II 327,93
II 327,30
II 339,20 |
I 332,99
307,40
Фон |
| 0,04-0,8
0,04-0,8
0,2-1,0
0,2-1,0 0,002-0,06 |
Примечания:
1. Спектральные линии, ограниченные в таблице парантезом, могут быть соответственно объединены в любые аналитические пары.
2. Если в качестве линии сравнения используют фон, последний измеряют вблизи линии определяемого элемента.
3. Римская цифра I перед значениями длин волн означает принадлежность линии к нейтральному атому, цифра II - к однократно ионизированному атому.
2.4.1. При работе по методу "трех эталонов" выполняют следующие операции:
выбирают СО анализируемого сплава в количестве не менее трех;
спектры СО и АО фотографируют на одной фотопластинке при выбранных условиях анализа с рандомизацией порядка съемки. Для каждого СО и АО фотографируют три спектра;
Этот график пригоден для анализа тех образцов, спектры которых сняты вместе с СО на одной фотопластинке;
содержание элемента в АО находят по градуировочному графику.
Время экспозиции выбирают такое, чтобы обеспечить получение нормальных почернений для всех аналитических линий.
Если при анализе малых массовых долей почернение аналитической линии элемента лежит в области недодержек, необходимо использовать характеристическую кривую, тщательно построенную в области недодержек. Градуировочный график строят в этом случае в координатах:
2.4.2. При работе по методу "контрольного эталона" кроме СО, которые нужны для построения градуировочного графика, выбирают СОП, который должен удовлетворять следующим требованиям:
а) по химическому составу он должен находиться возможно ближе к середине диапазона массовых долей, указанных в ГОСТ 2856, ГОСТ 23208*;
б) по форме, размерам и физико-механическим свойствам (способу литья, обработке) он должен соответствовать АО.
Работу начинают с построения основного градуировочного графика: на одной фотопластинке фотографируют спектры СО данного сплава и СОП по пять раз.
2.5. Обработка результатов
За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое трех параллельных измерений, полученных по трем спектрограммам, если выполняется условие:
Таблица 3
|
|
|
|
|
|
Определяемый элемент | Диапазон определяемых массовых долей, % | Фотографический метод | Фотоэлектрический метод | ||
|
| не более | |||
|
| ||||
Бериллий | 0,0005-0,001 | 0,17 | 0,14 | - | - |
Бериллий, железо, кремний, медь, никель, цирконий | 0,001-0,01 | 0,15 | 0,12 | 0,15 | 0,12 |
Алюминий, железо, кадмий, кальций, кремний, марганец, медь, неодим, церий, цинк, цирконий, празеодим | 0,01-0,1 | 0,10 | 0,08 | 0,08 | 0,06 |
Алюминий, индий, кальций, кадмий, лантан, марганец, медь, неодим, празеодим, церий, цинк, цирконий, кремний | 0,1-0,5 | 0,06 | 0,05 | 0,05 | 0,04 |
Алюминий, индий, иттрий, кальций, кадмий, ланта, марганец, неодим, церий, цирконий, медь, цинк | 0,5-2,0 | 0,05 | 0,04 | 0,04 | 0,03 |
Алюминий, кальций, неодим, церий, цинк, иттрий, марганец | 2,0-5,0 | 0,05 | 0,04 | 0,04 | 0,03 |
Алюминий, цинк, литий | 5,0-15,0 | 0,04 | 0,03 | 0,03 | 0,025 |
2.4-2.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).
3. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА
3.1. Сущность метода
Метод основан на возбуждении спектра сплава дуговым или искровым разрядом с регистрацией интенсивности линий с помощью фотоэлектрической установки.
3.2. Аппаратура и материал
Установка фотоэлектрическая (квантометр) типа ДФС-10м, ДФС-36, МФС-4, МФС-8.
Угли спектральные в виде прутков марок ОСЧ-73, С2, С3 диаметром 6 мм.
Прутки магния марки МГ по ГОСТ 804 диаметром 6-8 мм.
Станок токарный настольный.
Приспособление для заточки углей.
Допускается применение других спектральных приборов, оборудования и материалов при условии получения метрологических характеристик, отвечающих требованиям настоящего стандарта.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.3. Подготовка образцов
Образцы готовят, как указано в п.2.3.
3.4. Проведение анализа
При фотоэлектрическом методе анализа для градуировки прибора используют метод "трех эталонов" и "контрольного эталона".
Условия проведения анализа фотоэлектрическим методом приведены в табл.4.
Таблица 4
|
|
|
|
|
|
Параметр | Условия проведения анализа | ||||
| Квантометр ДФС-10М, генератор ГЭУ-1 | Квантометр ДФС-36, генератор УГЭ-4 | |||
| Дуговой режим | Низковольтный искровой режим | Дуговой режим | Низковольтный искровой режим | Высоковольтный искровой режим (схема сложная) |
Напряжение питания, В | 220±5 | ||||
Ток в цепи, А | 2,5-3,0 | - | |||
Емкость, мкФ | - | 40-60 | - | 40-60 | 0,005; 0,01 |
Индуктивность, мкГн |
|
| 0 |
| 0; 150 |
Фаза поджига, град | 90 | - | - | ||
Количество разрядов в полупериод тока | - | 1 | - | 1; 2 (ампл. метод упр.) | 1; 2; 3 (ампл. метод управления) |
Аналитический промежуток, мм | 1,5 | 1,5; 2,0 | |||
Обжиг, с | 5-7 | 10-20 | 5-7 | 10-20 | 20-30 |
Экспозиция, с |
| 20-40 |
| 20-60 | |
Противоэлектрод | Угольный или магниевый |
| |||
Система координат | или |
Примечание. Параметры устанавливают в пределах указанных значений.
Длина волн аналитических спектральных линий и диапазоны массовых долей приведены в табл.5.
Таблица 5
|
|
|
Определяемый элемент | Длина волны линии определяемого элемента, нм | Диапазон массовых долей, % |
Алюминий | I 396,15
I 309,27
I 308,21
I 256,80 | 1,0-12,0
1,0-5,0
4,0-12,0
0,05-12,0* |
Бериллий | II 313,04 | 0,001-0,01 |
Железо | II 271,44
II 275,57
II 259,94
II 238,20 | 0,01-0,1
0,01-0,1
0,01-0,1
0,01-0,1 |
Кадмий | II 226,50 | 0,10-2,5* |
Кремний | I 288,16
I 251,61 | 0,05-0,5
0,05-0,5 |
Индий | I 303,94 | 0,2-1,0 |
Иттрий | II 360,07 | 1,0-3,0 |
Лантан | II 398,85
II 392,92 | 0,4-1,5
0,4-1,5 |
Марганец | II 258,37
II 257,61
II 294,92 | 0,05-2,5
0,05-2,5
0,1-0,6 |
Медь
| I 510,55
I 327,40 | 0,1-1,0
0,01-0,5 |
Никель | I 341,48 | 0,001-0,01* |
Цинк | I 334,50 | 0,2-4,0 |
Цирконий | II 343,82
II 339,20 | 0,01-1,0
0,01-1,5 |
Неодим | II 430,36
II 406,11
II 401,22 | 1,0-2,5
1,0-5,0 |
Церий | II 418,6
II 401,24 | 0,05-0,4*
0,05-0,4* |
Линия сравнения магния | 307,40
I 518,36
I 552,84
I 291,54
I 277,98
II 279,08
II 280,77 |
|
________________
* Данные, полученные на квантометре с многорежимным источником света.
Аналитические линии выбирают в зависимости от массовой доли элемента в образце, возможности размещения выходных щелей на каретках квантометра и т.д.
Допускается использование других аналитических линий при условии, что они обеспечивают точность и чувствительность, отвечающую требованиям настоящего стандарта.
Ширину входной щели квантометра (0,02-0,06 мм) и ширину выходных щелей (0,05; 0,10; 0,15; 0,20) выбирают в зависимости от массовой доли элемента и степени легирования сплава.
3.5. Обработка результатов
Обработку результатов проводят, как указано в п.2.5.
3.4, 3.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА
1. Точность спектрального метода анализа определяется величиной систематических и случайных погрешностей при условии, что промахи исключены из расчетов. Предполагается, что случайные погрешности подчиняются нормальному закону распределения.
2. При правильно настроенной спектральной аппаратуре и выполнении рекомендаций стандарта по процедуре анализа основными источниками систематических погрешностей являются погрешности, связанные с влиянием структуры и химического состава проб на результаты анализа.
Эти погрешности должны быть выявлены сопоставлением результатов анализа проб, выполненного химическим и спектральным методами по большой выборке (не менее 20 проб).
Если факт наличия погрешностей установлен, то их устраняют корректировкой положения градуировочного графика по СОП.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3. Результат анализа пробы, полученной как среднее арифметическое например из двух (трех) параллельных измерений, т.е. по двум (трем) спектрам, следует рассматривать как одно определение.
Спектры одной серии регистрируют на одной фотопластинке.
На каждой фотопластинке получают по три спектра каждого образца и по три спектра каждого СО. Последние необходимы для построения или корректировки градуировочных графиков.
При фотоэлектрической регистрации перед началом измерений проводят корректировку положения градуировочных графиков, а затем регистрацию спектров образцов.
Всего от каждого образца получают за 5 сут по 15 измерений (пять определений).
4, 5. (Измененная редакция, Изм. N 1).
Далее вычисляют относительное среднее квадратическое отклонение, характеризующее сходимость измерений, по формуле
Такую проверку рекомендуется проводить 1-2 раза в меся
ц.
Положение градуировочного графика рекомендуется контролировать по 1-2 образцам 2-3 раза в смену.
7-10. (Измененная редакция, Изм. N 1).
Текст документа сверен по:
официальное издание
Магний и сплавы магниевые.
Методы анализа: Сб. ГОСТов. -
М.: ИПК Издательство стандартов, 2004