На главную
На главную

ГОСТ 22536.4-88 «Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния»

Стандарт устанавливает гравиметрический (при массовой доле кремния от 0,1 до 4,0 %) и фотометрический (при массовой доле кремния от 0,005 до 1,0 %) методы определения кремния.

Обозначение: ГОСТ 22536.4-88
Название рус.: Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния
Статус: действующий
Заменяет собой: ГОСТ 22536.4-77
Дата актуализации текста: 01.10.2008
Дата добавления в базу: 01.02.2009
Дата введения в действие: 01.01.1990
Разработан: Министерство черной металлургии СССР
Утвержден: Госстандарт СССР (25.08.1988)
Опубликован: Издательство стандартов № 1989

ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ
И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ

Методыопределения кремния

ГОСТ 22536.4-88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПОСТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения кремния

Carbon steel and unalloyed cast iron.
Methods for determination of silicon

ГОСТ
22536.4-88

Срок действия с 01.01.90

до 01.07.95

Несоблюдениестандарта преследуется по закону

Настоящий стандартустанавливает гравиметрический (при массовой доле кремния от 0,1 до 4,0 %) ифотометрический (при массовой доле кремния от 0,005 до 1,0 %) методыопределения кремния.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа- по ГОСТ 22536.0-87 .

1.2. Погрешность результата анализа (при доверительнойвероятности Р = 0,95) не превышает предела Δ, приведенного в табл. 1 привыполнении условий:

расхождение между результатами двух (трех) параллельныхизмерений не должно превышать (при доверительной вероятности Р = 0,95)значения d2(d3),приведенного в табл. 1;

воспроизведенное в стандартном образце значение массовойдоли кремния не должно отличаться от аттестованного более чем на допускаемое(при доверительной вероятности Р = 0,85) значение δ,приведенное в табл. 1.

При невыполнении одного из вышеуказанных условий проводятповторные измерения массовой доли кремния. Если и при повторных измеренияхтребования к точности результатов не выполняются, результаты анализа признаютневерными, измерения прекращают до выявления и устранения причин, вызвавшихнарушение нормального хода анализа.

Расхождениедвух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях (например,при внутрилабораторном контроле воспроизводимости), не должно превышать (придоверительной вероятности Р = 0,95) значения dk, приведенногов табл. 1.

Таблица 1

Массовая доля кремния, %

Δ, %

Допускаемые расхождения, %

δ, %

dk

d2

d3

От 0,005 до 0,010 включ.

0,0022

0,0028

0,0023

0,0028

0,0014

Св. 0,010 »   0,020     »

0,003

0,004

0,003

0,004

0,002

» 0,020 »   0,050     »

0,005

0,006

0,005

0,006

0,003

» 0,050 »   0,10       »

0,008

0,010

0,008

0,010

0,005

» 0,10  »    0,2          »

0,014

0,018

0,014

0,018

0,009

» 0,2     »    0,5          »

0,022

0,028

0,022

0,028

0,014

» 0,5     »    1,0          »

0,03

0,04

0,03

0,04

0,02

» 1,0     »    2,0          »

0,05

0,06

0,05

0,06

0,03

» 2,0     »    4,0          »

0,07

0,08

0,07

0,08

0,04

2.ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

2.1.Сущность метода

Методоснован на выделении кремния в виде полимеризованной кремниевой кислоты изкислого раствора, ее дегидратации и взвешивании полученного диоксида кремния.

2.2. Аппаратура иреактивы

Электропечьсопротивления лабораторная.

Кислотасоляная по ГОСТ 3118-77 или по ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1 и 1:50.

Кислотасерная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:2 и 1:4.

Кислотаазотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84 и разбавленная 1:2.

Кислотахлорная, ч. д. а. или х. ч.

Кислотафтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Аммонийроданистый по ГОСТ 19522-74, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.

Изделиятехнические из благородных металлов и сплавов по ГОСТ 6563-75.

2.3.Проведение анализа

2.3.1.Навеску стали или чугуна в зависимости от массовой доли кремния (см. табл. 2)помещают в стакан вместимостью 250-300 см3 и проводят растворениенавески и выделение кремниевой кислоты по одному из описанных ниже методов.

Таблица 2

Массовая доля кремния, %

Навеска стали или чугуна, г

От 0,1 до 0,5 включ.

2,0

Св. 0,5 » 2,0        »

1,0

» 2,0 » 4,0        »

0,5

2.3.2. Сернокислотный метод

Встакан с навеской приливают 15-25 см3 серной кислоты (1:4), инагревают до полного растворения пробы. Добавляют азотную кислоту допрекращения вспенивания раствора и 20 см3 серной кислоты (1:1).Содержимое стакана выпаривают до появления белых паров серной кислоты, которымдают выделиться 5-8 мин. Затем стакан снимают с плиты, охлаждают и осторожно постенкам стакана приливают 10 см3 соляной кислоты, слегка перемешиваясодержимое. Через 4-5 мин приливают 50-70 см3 горячей воды, накрываютстакан часовым стеклом и нагревают при перемешивании до растворения солей.Осадок сразу же отфильтровывают на фильтр «белая лента» с добавлениемнебольшого количества фильтробумажной массы и промывают горячей солянойкислотой (1:50) до отрицательной реакции промывных вод на железо (проба сраствором роданистого аммония), а затем 3-5 раз горячей водой. Фильтр с осадкомсохраняют.

Фильтратвместе с промывными водами переносят в стакан, в котором проводилось растворение,и дополнительно выделяют кремниевую кислоту, проводя операции выпариванияраствора и фильтрования осадка как приведено выше.

Фильтрыс основными и дополнительно выделенными осадками помещают в платиновый тигель,высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 1000-1100 °С до постоянноймассы.

Тигельс осадком охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Затем осадок смачивают 3-5каплями воды, приливая ее по стенкам тигля, прибавляют 3-5 капель сернойкислоты (1:2) и 3-5 см3 фтористоводородной кислоты. Содержимое тигляосторожно, не давая кипеть, выпаривают до прекращения выделения белых паровсерной кислоты. Затем тигель прокаливают при температуре 1000-1100 °С допостоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Одновременно свыполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

2.3.3.Серносолянокислотный метод

Встакан с навеской приливают 30-50 см3 соляной кислоты (1:1) инагревают до растворения пробы, затем добавляют по каплям небольшое количествоазотной кислоты до прекращения вспенивания раствора и выпаривают раствордосуха.

Охлажденныйсухой остаток смачивают 20 см3 серной кислоты (1:1) и нагревают допоявления белых паров серной кислоты, которым дают выделяться в течение 3-5мин. Стакан снимают с плиты, охлаждают, осторожно приливают по стенкам стакана15 см3 соляной кислоты, слегка перемешивая содержимое стакана.Спустя 1-2 мин приливают 120-130 см3 горячей воды и нагревают дорастворения солей. Далее проводят анализ как приведено в п. 2.3.2.

2.3.4.Хлорнокислотный метод

Встакан с навеской приливают 15-20 см3 азотной кислоты (1:2),накрывают стакан стеклом и нагревают до растворения пробы. Если навескарастворяется плохо, следует прибавить 10-15 см3 соляной кислоты. Послерастворения навески прибавляют 20-40 см3 хлорной кислоты, снованакрывают стакан стеклом и выпаривают до появления белых паров хлорной кислоты,которым дают выделяться в течение 15-20 мин. Затем стакан охлаждают, осторожноприливают 15-20 см3 соляной кислоты, 50-70 см3 горячейводы, слегка перемешивая содержимое стакана, и нагревают до растворения солейпри 60-70 °С (не более 4-6 мин). Далее проводят анализ как указано в п. 2.3.2.

2.4.Обработка результатов

2.4.1.Массовую долю кремния (X) в процентахвычисляют по формуле

где m1 - масса тигля с осадкомдиоксида кремния, г;

m2 - масса тигляс остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;

m3 - масса тигляс осадком, полученным в контрольном опыте, г;

m4 - масса тигля с остатком, полученным в контрольном опытепосле обработки фтористоводородной кислотой, г;

m - масса навески пробы, г;

0,4674 -коэффициент пересчета диоксида кремния на кремний.

2.4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремнияприведены в табл. 1.

3.ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

(примассовой доле кремния от 0,01 до 0,05 %)

3.1.Сущность метода

Методоснован на образовании кремнемолибденового комплекса в слабокислой среде,восстановлении его аскорбиновой кислотой или тиомочевиной в присутствиисернокислой меди до кремнемолибденовой сини и измерении оптической плотностиокрашенного раствора при длине волны 810 нм.

3.2. Аппаратура иреактивы

Фотоэлектроколориметрили спектрофотометр.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:3, 1:8.

Натрийуглекислый ГОСТ 83-79.

Кислотащавелевая по ГОСТ 22180-76, раствор с массовой концентрацией 80 г/дм3.

Кислотасоляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:3.

Аммониймолибденовокислый по ГОСТ 3765-78, перекристаллизованный из спирта, раствор смассовой концентрацией 50 г/дм3.

Перекристаллизациямолибденовокислого аммония: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400см3 воды при 70-80 °С. Горячий раствор фильтруют через фильтр «синяялента» в стакан, содержащий 300 см3 этилового спирта. Растворохлаждают и выдерживают в проточной воде в течение 1 ч. Выпавшие кристаллыотфильтровывают на воронку Бюхнера с фильтром «белая лента». Кристаллыпромывают 2-3 раза этиловым спиртом порциями по 20-30 см3 ивысушивают на воздухе.

Спиртэтиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67 или ГОСТ 18300-87.

Железокарбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79.

Кислотааскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3,свежеприготовленный.

Тиомочевинапо ГОСТ 6344-73, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Медьсернокислая (II) пятиводная по ГОСТ 4165-78,раствор с массовой концентрацией 4 г/дм3 в серной кислоте,разбавленной 1:3.

Натриягидроксид по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Желатинпо ГОСТ 11293-78, раствор с массовой концентрацией 5-10 г/дм3.

Диоксидкремния по ГОСТ 9428-73, прокаленный при 1000-1100 °С.

Остальнаяаппаратура и реактивы по п. 2.2.

Стандартныерастворы кремния

РастворА: навеску диоксида кремния массой 0,2140 г сплавляют в платиновом тигле с 2 гбезводного углекислого натрия. Плав выщелачивают в горячей воде, добавляют 40см3 раствора гидроксида натрия с массовой концентрацией 100 г/дм3,переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают дометки водой и перемешивают.

1см3 раствора содержит 0,0001 г кремния.

РастворБ: 50 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3,доливают до метки водой и перемешивают.

1см3 раствора Б содержит 0,000020 г кремния.

Растворыхранят в полиэтиленовой посуде.

Установлениемассовой концентрации стандартного раствора кремния А: 50 см3 стандартногораствора помещают в стакан вместимостью 200 см3, приливают 30 см3соляной кислоты, выпаривают до влажных солей, добавляют 10 см3соляной кислоты и вновь выпаривают до влажных солей. Стакан с осадком охлаждаютдо 50 °С, добавляют 10 см3 соляной кислоты и 1-2 см3раствора желатина. Через 1 мин добавляют еще 2 см3 желатина,перемешивают и дают отстояться 10 мин. Затем добавляют 50 см3горячей воды, перемешивают, через 10 мин добавляют еще столько же горячей водыи снова перемешивают, после чего фильтруют через фильтр «белая лента» сфильтробумажной массой, промывают 8-10 раз соляной кислотой (1:50), и 4-5 разгорячей водой.

Фильтрс осадком помещают в платиновый тигель и затем поступают, как указано в п. 2.3.2,включая обработку полученного осадка диоксида кремния фтористоводороднойкислотой.

Массовуюконцентрацию стандартного раствора кремния (7), выраженную в г/см3,рассчитывают по формуле

где V - объем стандартного раствора кремния,взятый для анализа, см3;

m1 - масса тигляс осадком диоксида кремния, г;

m2 - масса тигляс остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;

m3 - масса тигляс осадком, полученным в контрольном опыте, г;

m4 - масса тигля с остатком, полученным в контрольном опыте,после обработки фтористоводородной кислотой, г;

m - масса навески пробы, г;

0,4674 -коэффициент пересчета диоксида кремния на кремний

3.3.Проведение анализа

3.3.1. Навеску стали или чугуна в зависимости от массовойдоли кремния (см. табл. 3) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3,приливают 10-15 см3 серной кислоты (1:8), и нагревают на водянойбане, не допуская кипения раствора.

Таблица 3

Массовая доля кремния, %

Навеска стали или чугуна, г

Аликвотная часть

От 0,01 до 0,05 включ.

0,5

10

Св. 0,05 » 0,10       »

0,3

10

» 0,10 » 0,5          »

0,2

5

» 0,5   »  1,0          »

0,1

5

Послерастворения навески прибавляют по каплям азотную кислоту до прекращениявспенивания раствора и в избыток 1-2 капли. Стенки колбы обмывают небольшимколичеством воды и раствор продолжают нагревать 3-5 мин, не допуская кипения,до удаления оксидов азота. Раствор фильтруют через фильтр «белая лента» вмерную колбу вместимостью 100 см3 и промывают осадок на фильтре 3-4раза небольшими порциями горячей воды, доливают до метки водой и перемешивают.

Двеаликвотные части раствора (см. табл. 3) помещают в мерные колбывместимостью 50 см3 (при массовой доле кремния от 0,01 до 0,05 % или100 см3 (при массовой доле кремния более 0,05 %), в одну из нихприливают 10 см3 раствора молибденовокислого аммония, перемешивают ивыдерживают 15 мин для образования желтой молибденовокремниевойгетерополикислоты. Затем в колбы приливают строго в указанном порядке,перемешивая после добавления каждого реактива: 10 см3 серной кислоты(1:3), 5 см3 раствора щавелевой кислоты, 5 см3 раствора аскорбиновойкислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют величинуоптической плотности окрашенного раствора на спектрофотометре при длине волны810 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимумпропускания в интервале длин волн 600-650 нм. В качестве раствора сравненияприменяют вторую аликвотную часть раствора анализируемой пробы, в которуюдобавлены все реактивы за исключением молибденовокислого аммония.

Длявосстановления желтой формы молибденовокремниевой гетерополикислоты можноиспользовать тиомочевину в присутствии сернокислой меди. В этом случае послевыдержки раствора в течение 15 мин в колбы приливают 10 см3 растворасернокислой меди, перемешивают, приливают 5 см3 растворатиомочевины, доливают до метки водой и перемешивают. Через 3-5 мин измеряютвеличину оптической плотности как приведено выше. В качестве раствора сравненияприменяют вторую аликвотную часть раствора анализируемой пробы, в которуюдобавлены все реактивы за исключением молибденовокислого аммония.

Одновременнос выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

Иззначения оптической плотности анализируемого раствора вычитают значениеоптической плотности раствора контрольного опыта.

Массукремния находят по градуировочному графику или методом сравнения со стандартнымобразцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через всестадии анализа.

3.3.2.Построение градуировочного графика

Примассовой доле кремния от 0,01 до 0,05 %

Всемь конических колб вместимостью 100 см3 помещают 0,5 гкарбонильного железа. В шесть из них добавляют последовательно 2; 4; 6; 9; 12;15 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,000040;0,000080; 0,000120; 0,000180; 0,000240; 0,000300 г кремния. Седьмая колбаслужит для проведения контрольного опыта.

Вколбы приливают 10-15 см3 раствора серной кислоты (1:8), и далеепроводят анализ по п. 3.3.1.

Примассовой доле кремния от 0,05 до 1 %

В семьконических колб вместимостью 100 см3 помещают 0,1-0,3 гкарбонильного железа в зависимости от навески анализируемой пробы. В шесть изних добавляют последовательно 1; 3; 5; 7; 10; 12 см3 стандартногораствора А, что соответствует 0,00010; 0,00030; 0,00050; 0,00070; 0,00100;0,00120 г кремния. Седьмая колба служит для проведения контрольного опыта.

Вколбы приливают 10-15 см3 раствора серной кислоты (1:8) и далеепроводят анализ по п. 3.3.1.

Понайденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массыкремния строят градуировочный график. Допускается построение градуировочногографика в координатах: оптическая плотность - массовая доля кремния.

3.4. Обработкарезультатов

3.4.1.Массовую долю кремния (X) в процентахвычисляют по формуле

где m1 - масса кремния в анализируемойпробе, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески, г.

3.4.2.Нормы и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведеныв табл. 1.

4.ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ В ВИДЕ КРЕМНЕМОЛИБДЕНОВОГО КОМПЛЕКСА
(ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ КРЕМНИЯ 0,005-0,1 %)

4.1. Сущность метода

Методоснован на образовании кремнемолибденового комплекса и восстановлении его домолибденовой сини железом (II),образовавшимся при растворении навески пробы в слабокислой среде и измеренииоптической плотности окрашенного раствора при длине волны 810 нм.

4.2. Аппаратура иреактивы

Кислотасерная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:20.

Остальныереактивы - по пп. 2.2 и 3.2.

4.3.Проведение анализа

4.3.1. Навеску стали или чугуна в зависимости от массовойдоли кремния (см. табл. 4) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3,накрывают часовым стеклом и растворяют в 15-20 cм3 серной кислоты (1:20) при умеренном нагреваниина водяной бане.

Таблица 4

Массовая доля кремния, %

Навеска стали или чугуна, г

Аликвотная часть, см3

От 0,005 до 0,03 включ.

0,50

20

Св. 0,03 »     0,10    »

0,25

10

Воизбежании возможного окисления железа до трехвалентного при растворении пробы неследует допускать контакта с окисляющими веществами. После полного растворениянавески раствор быстро фильтруют через фильтр «белая лента» в мерную колбувместимостью 100 см3, охлаждают, доливают до метки водой иперемешивают. Аликвотную часть 10-20 см (см. табл. 4) помещают в мерную колбувместимостью 50 см3, медленно приливают 10 см3 растворамолибденовокислого аммония и перемешивают. Через 3-5 мин осторожно по стенкеколбы приливают 10 см3 серной кислоты (1:4), сразу же доливают дометки водой и перемешивают.

Через15-20 мин измеряют величину оптической плотности раствора на спектрофотометрепри длине волны 810 м или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющиммаксимум пропускания в интервале 600-650 нм. В качестве раствора сравненияприменяют воду. Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт назагрязнение реактивов.

Иззначения оптической плотности анализируемого раствора вычитают значениеоптической плотности раствора контрольного опыта.

Массукремния находят по градуировочному графику или методом сравнения со стандартнымобразцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через всестадии анализа.

4.3.2.Построение градуировочного графика

Всемь конических колб вместимостью 100 см3 помещают по 0,25-0,5 гкарбонильного железа в зависимости от навески анализируемой пробы. В шесть изних приливают последовательно 1; 3; 6; 9; 12; 15 см3 стандартногораствора Б, что соответствует 0,000020; 0,000060; 0,000120; 0,000180; 0,000240;0,000300 г кремния. В колбы приливают по 15-20 см3 серной кислоты(1:20) и далее ведут анализ как приведено в п. 4.3.1. Седьмая колба служитдля приготовления раствора контрольного опыта.

Понайденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массыкремния строят градуировочный график. Допускается построение градуировочногографика в координатах оптическая плотность - массовая доля кремния.

4.4.Обработка результатов

4.41.Массовую долю (X) кремния в процентах вычисляютпо формуле

где m1 - масса кремния в анализируемойпробе, найденная по градуировочному графику;

m - масса навески, г.

4.4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремнияприведены в табл. 1.

ИНФОРМАЦИОННЫЕДАННЫЕ

1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Д. К. Нестеров, канд. техн.наук; С. И. Рудюк, канд. техн. наук; С. В. Спирина, канд. хим.наук (руководитель темы); В. Ф. Коваленко, канд. техн. наук; Н. Н.Гриценко, канд. хим. наук; Л. И. Березовая; О. М. Киржнер

2.УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР постандартам от 25.08.88 № 3018

3.ВЗАМЕН ГОСТ 22536.4-77

4.ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта

ГОСТ 83-79

3.2

ГОСТ 9428-73

3.2

ГОСТ 348-77

2.2, 3.2

ГОСТ 10484-78

2.2

ГОСТ 3765-78

3.2

ГОСТ 11125-84

2.2

ГОСТ 4165-78

3.2

ГОСТ 11293-78

3.2

ГОСТ 4204-77

2.2, 3.2, 4.2

ГОСТ 13610-79

3.2

ГОСТ 4328-77

3.2

ГОСТ 14261-77

2.2

ГОСТ 4461-77

2.2

ГОСТ 18300-87

3.2

ГОСТ 5962-67

3.2

ГОСТ 19522-74

2.2

ГОСТ 6344-73

3.2

ГОСТ 22180-76

3.2

ГОСТ 6563-75

2.2

ГОСТ 22536.0-87

1.1

СОДЕРЖАНИЕ

 

7
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.