ГОСТ 11739.6-99 Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения железа

ГОСТ 11739.6-99

 

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ
И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы
определения железа

 

 

 

 

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

 

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 № 16 от 8 октября 1999 г.)

За принятие
проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по
стандартизации и метрологии от 18 февраля 2000 г. № 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

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2005 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ГОСТ 11739.6-99

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ
И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения железа

Aluminium casting and wrought alloys.

Дата введения 2000-09-01

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

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

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 рН 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-дипи-ридилом 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/см³, растворы 1:1,1:99 и раствор 10
моль/дм³: 820 см³ соляной кислоты плотностью 1,19 г/см³
доливают до объема 1000 см³, охлаждают и перемешивают.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328,
раствор 200 г/дм³. 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 см³ воды, охлаждают, доливают водой до объема 100 см³.

2,2¢-дипиридил: 0,25 г реагента растворяют в 100 см³ воды.

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

Натрий уксуснокислый по ГОСТ
199.

Кислота уксусная по ГОСТ 61
плотностью 1,05 г/см³.

Буферный раствор с рН 4,5:
272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см³ воды, фильтруют в
мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 240 см³
уксусной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Смесь реактивов: смешивают
100 см³ раствора гидрохлорида гидроксиламина, 100 см³
раствора 1,10-фенантролина или 2,2-дипиридила и 300 см³ буферного
раствора. Смесь реактивов хранят в посуде из темного стекла не более одного
месяца.

Индикатор конго красный: 0,1
г реагента растворяют в 100 см³ 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 см³, приливают 50 см³
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 см³, доливают водой до метки и
перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,0001 г железа.

Раствор Б: 10 см³
раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают
2 см³ раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и
перемешивают. Раствор готовят перед применением.

1 см³ 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 см³, приливают 15 см³
раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и
растворяют при умеренном нагревании, обмывают стенки колбы 10 см³
воды и кипятят в течение 5 мин. К охлажденному до комнатной температуры
раствору приливают воду до объема 50 см³ 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 см³, 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 см³,
приливают небольшими порциями 20 см³ раствора гидроокиси натрия и
растворяют сначала при комнатной температуре, затем выпаривают при умеренном
нагревании до получения густой сиропообразной консистенции. Стенки стакана
обмывают 20 — 25 см³ воды, приливают осторожно, небольшими порциями
при непрерывном перемешивании, 20 см³ раствора соляной кислоты
молярной концентрации 10 моль/дм³ и кипятят в течение 3 — 5 мин до
получения прозрачного раствора, доливают 20 — 25 см³ 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 см³,
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 см³. Если аликвотная часть равна 50 см³,
помещают в раствор бумагу конго, добавляют по каплям раствор аммиака до
появления сине-сиреневой окраски бумаги конго. Затем приливают 25 см³
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 см³
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 см³ и разбавляют водой до объема 30 см³.
В раствор помещают свинцовую ленту площадью 3 — 4 см² 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 см³. Объем раствора в
колбе должен быть 50 — 60 см³. 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 см³ каждая отмеряют 2,5; 5,0 см³
раствора Б; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 см³ 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 см³,
25 см³ смеси реактивов, добавляют в избыток 10 см³
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 X, %, вычисляют по формуле

Х = ×100,                                                                 (1)

где m — масса железа в растворе
пробы, найденная по градуировочному графику, г;

m₁ — 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/см³, растворы 1:1 и 1:99.

Никель (II) хлорид по ГОСТ 4038,
раствор 1 г/дм³.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см³.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 —
1,40 г/см³.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.

Раствор алюминия 50 г/дм³: 25 г алюминия
помещают в коническую колбу вместимостью 500 см³, добавляют 1 — 2 см³
раствора хлорида никеля (II), небольшими
порциями 275 см³ раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при
умеренном нагревании. В раствор приливают 1 см³ пероксида водорода и
кипятят его в течение 5 мин.

Охлажденный раствор переносят в мерную колбу
вместимостью 500 см³, доливают водой до метки и перемешивают.
Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Железо реактивное (восстановленное).

Стандартный раствор железа А — по 4.2.

1 см³ 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 см³, приливают 30 см³
воды и осторожно, небольшими порциями, 30 см³ 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
см³, доливают водой до метки и перемешивают.

5.4.1.2 Если остается осадок, указывающий на наличие кремния, раствор
фильтруют в мерную колбу вместимостью 100 см³ через фильтр средней
плотности («белая лента»), промывая фильтр 2 — 3 раза горячим раствором соляной
кислоты 1:99 порциями по 5 — 10 см³, 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 см³
фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см³)
до получения прозрачного раствора.

Раствор выпаривают досуха,
охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см³ 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 см³,
доливают водой до метки и перемешивают.

5.4.2 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу
вместимостью 100 см³, 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 см³ каждая приливают по 20 см³ раствора
алюминия, в семь из них отмеряют 0,5; 1.0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см³
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 см³ каждая приливают по 2 см³ раствора
алюминия, по 5 см³ раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них
отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см³ 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 см³ каждая приливают по 1 см³ раствора алюминия, по 5
см³ раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 5,0; 6,0;
7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см³ 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/см³». 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 Х₁, %, вычисляют по формуле

Х₁ = ×100,                                                  (2)

где С₁ — массовая концентрация железа
в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см³;

С₂ — массовая концентрация
железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику,
г/см³;

V — объем раствора пробы, см³;

m
— 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