GOST 19863.13-91

GOST 19863.13−91 Alliages de titane. Méthodes de dosage du zirconium

GOST 19863.13−91

Groupe B59

NORME D'ÉTAT DE L'UNION DE LA SSR

ALLIAGES DE TITANE

Méthodes de dosage du zirconium

alliages de titane.
Méthodes de dosage du zirconium

OKSTU 1709

Date de lancement 1992-07-01

INFORMATIONS DONNÉES

1. DÉVELOPPÉ ET INTRODUIT par le Ministère de l'industrie aéronautique de l'URSS

DÉVELOPPEURS

VGDavydov, docteur en ingénierie les sciences; V. A. Moshkin , Ph.D. technologie. les sciences; GI Fridman , Ph.D. technologie. les sciences; L.A. Tenyakova ; MN Gorlova , Ph.D. chim. les sciences; L.V. Antonenko ; O.L. Skorskaya , Ph.D. chim. les sciences

2. APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État de l'URSS pour la gestion de la qualité des produits et les normes du 5 mai 1991 N 626

3. AU LIEU DE GOST 19863 .13−80

4. Périodicité de l'inspection - 5 ans

5. RÉGLEMENTATION DE RÉFÉRENCE ET DOCUMENTS TECHNIQUES

Cette norme spécifie les méthodes gravimétriques (avec une fraction massique de 0,5 à 20,0 %), photométriques (avec une fraction massique de 0,02 à 0,5 %) et d'absorption atomique (avec une fraction massique de 0,5 à 20,0 %) pour le dosage du zirconium.

1. EXIGENCES GÉNÉRALES

1.1. Exigences générales pour les méthodes d'analyse - selon GOST 25086 avec un ajout.

1.1.1. La moyenne arithmétique des résultats de deux déterminations parallèles est prise comme résultat de l'analyse.

2. MÉTHODE GRAVIMÉTRIQUE POUR LE DOSAGE DU ZIRCONIUM

2.1. Essence de méthode

La méthode consiste à dissoudre un échantillon dans de l'acide sulfurique, à précipiter du zirconium avec du phosphate d'ammonium disubstitué en présence de peroxyde d'hydrogène, à calciner le précipité à une température de (1000 ± 10) °C pour obtenir du pyrophosphate de zirconium et à peser le précipité calciné.

2.2. Matériel, réactifs et solutions

Four à moufle avec thermostat.

Filtres sans cendre selon TU 6-09-1678.

Acide sulfurique selon GOST 4204 avec une densité de 1,84 g/cm , solutions 1:3 et 1:4.

Peroxyde d'hydrogène selon GOST 10929 .

Phosphate d'ammonium disubstitué selon GOST 3772 , solution 100 g/dm .

Nitrate d'ammonium selon GOST 22867 , solution 50 g/dm .

Liquide de lavage : dans une fiole conique de 1 dm mettre 100cm une solution de phosphate d'ammonium disubstitué, verser 900 ml solution d'acide sulfurique 1:4 et agitée.

2.3. Réalisation d'une analyse

2.3.1. Une prise d'échantillon conforme au tableau 1 est placée dans une fiole conique d'une contenance de 250 cm , verser 50 cm solution d'acide sulfurique 1:3 et chauffée jusqu'à dissolution complète de l'échantillon, en maintenant le volume initial avec de l'eau.

Tableau 1

La solution est refroidie à température ambiante, coulée 150 ml eau, 20cm peroxyde d'hydrogène, sous agitation par petites portions de 20 cm une solution de phosphate d'ammonium disubstitué, puis chauffée à 40-50°C, soigneusement mélangée avec une tige de verre et laissée reposer à température ambiante pendant au moins 3 heures.

Le précipité est filtré à travers un filtre de densité moyenne ("bande blanche"), lavé huit fois avec un liquide de lavage et trois fois avec une solution de nitrate d'ammonium (tandis que le précipité et le filtre doivent être complètement lavés de la couleur jaune).

Le filtre à sédiments est placé dans un creuset en porcelaine pesé porté à poids constant à une température de (1000 ± 10) °C, séché, soigneusement incinéré, empêchant le papier filtre de s'enflammer, calciné dans un four à moufle à une température de ( 1000 ± 10) °C pendant 30 min, refroidir dans un dessiccateur et peser.

2.4. Traitement des résultats

2.4.1. Fraction massique de zirconium ( ) en pourcentage est calculé par la formule

, (une)

où est la masse du creuset avec sédiment, g;

est la masse du creuset, g ;

est le poids de l'échantillon, g ;

0,344 est le facteur de conversion du pyrophosphate de zirconium en zirconium.

2.4.2. Les écarts dans les résultats ne doivent pas dépasser les valeurs indiquées dans le tableau 2.

Tableau 2

3. MÉTHODE PHOTOMÉTRIQUE POUR LE DOSAGE DU ZIRCONIUM

3.1. Essence de méthode

La méthode est basée sur la dissolution d'un échantillon dans de l'acide sulfurique, la formation d'un composé complexe rouge-orange de zirconium avec du xylénol orange et la mesure de la densité optique de la solution à une longueur d'onde de 536 nm.

3.2. Matériel, réactifs et solutions

Four à moufle avec thermostat.

Spectrophotomètre ou colorimètre photoélectrique.

Filtres sans cendre selon TU 6-09-1678.

Acide sulfurique selon GOST 4204 avec une densité de 1,84 g/cm , solutions 1:4 et 0,05 mol/dm .

Chlorhydrate d'hydroxylamine selon GOST 5456 , solution 200 g/dm .

Chlorure d'ammonium selon GOST 3773 .

Nitrate d'ammonium selon GOST 3761 , solution 200 g/dm .

Ammoniaque d'eau selon GOST 3760 .

Sel disodique d'éthylènediamine - acide N, N, N', N'-tétraacétique, 2-aqueux (trilon B) selon GOST 10652 , solution 0,025 mol/dm : 9,3 g de Trilon B est placé dans un bécher de 400 ml , verser 200 cm l'eau et dissous sous agitation.

La solution est filtrée sur papier filtre plissé dans une fiole jaugée de 1 litre. , ajouter de l'eau jusqu'au trait de jauge et mélanger.

Xylénol orange, solution 1 g/dm , fraîchement préparée.

Titane éponge selon GOST 17746 * marque TG-100.
_______________
* Sur le territoire de la Fédération de Russie, GOST 17746–96 s'applique . — Note du fabricant de la base de données.

Sulfate de zirconium selon TU 6-09-3986.

Solutions étalons de zirconium

Solution A : 3,9 g de sulfate de zirconium sont placés dans une fiole conique de 250 ml. , verser 50 cm eau et dissoudre l'échantillon, puis verser délicatement 25 cm acide sulfurique, refroidir, transférer la solution dans une fiole jaugée d'une capacité de 1000 ml , ajouter de l'eau jusqu'au trait de jauge et mélanger.

1cm solution contient 0,001 g de zirconium.

Régler la concentration massique ( ) solution standard de zirconium : une aliquote de 25 ml de la solution placé dans un verre d'une contenance de 300 ml , verser 70−80 cm eau, ajouter 1 g de chlorure d'ammonium, chauffer à 60-70 ° C et ajouter goutte à goutte en remuant l'ammoniac jusqu'à ce qu'une odeur perceptible.

La solution avec le précipité est chauffée à ébullition, maintenue pendant 20 minutes dans un endroit chaud à une température de 40 à 50 ° C, puis filtrée à travers un filtre de densité moyenne («ruban blanc»).

Le gâteau de filtre est lavé cinq fois avec une solution de nitrate d'ammonium. Le filtre à sédiments est placé dans un creuset en platine pesé porté à poids constant à une température de (1000 ± 10) °C, séché, soigneusement incinéré et calciné dans un four à moufle à une température de (1000 ± 10) °C pendant 1 h, refroidi dans un dessiccateur et pesé.

La concentration massique de la solution étalon de zirconium ( ), g/cm , calculé par la formule

, (2)

où est la masse du précipité après calcination, g ;

0,7403 est le facteur de conversion du dioxyde de zirconium en zirconium ;

- le volume de la solution étalon de zirconium, prise pour la détermination du zirconium, cm .

Solution B : 10 cm solution standard, A est pipeté dans une fiole jaugée de 1000 ml , ajouter 0,05 mol/dm solution d'acide sulfurique jusqu'au trait de jauge et mélanger.

1cm solution contient 0,00001 g de zirconium

.

3.3. Réalisation d'une analyse

3.3.1. Un échantillon de 0,25 g est placé dans une fiole conique de 100 ml. , versé avec une pipette 15 cm solution d'acide sulfurique 1:4, couvrir le ballon avec un verre de montre ou un entonnoir et chauffer jusqu'à dissolution de l'échantillon, en maintenant le volume initial avec de l'eau. Parallèlement, 0,25 g d'éponge de titane est dissoute dans les mêmes conditions.

Une solution de chlorhydrate d'hydroxylamine est ajoutée goutte à goutte à la solution résultante jusqu'à ce que la solution devienne incolore et 2-3 gouttes en excès, verser 20 cm l'eau et faire bouillir pendant 1-2 minutes. Le ballon avec la solution est refroidi à température ambiante, la solution est transférée dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 ml. , ajouter de l'eau jusqu'au trait de jauge et mélanger.

3.3.2. Une aliquote de la solution selon le tableau 3 est placée dans une fiole jaugée de 50 ml , verser 0,05 mol/dm solution d'acide sulfurique jusqu'à un volume de 20 cm3 (tableau 3), 2,5 cm solution de chlorhydrate d'hydroxylamine, 2 cm solution de xylénol orange, ajouter de l'eau jusqu'au trait de jauge et mélanger.

Tableau 3

3.3.3. La densité optique de la solution est mesurée après 15 min à une longueur d'onde de 536 nm dans une cuvette d'une épaisseur de couche photométrique de 30 mm.

La solution de référence est une solution de compensation : l'aliquote correspondante de la solution à tester avec tous les réactifs, dans laquelle 0,5 ml est injecté avant d'ajouter le xylénol orange Solution de trilon B.

3.3.4. La fraction massique de zirconium est calculée selon la courbe d'étalonnage.

3.3.5. Construction d'un graphe d'étalonnage

En six fioles coniques de 100 ml coulé 10 cm solution de titane, cinq d'entre eux mesurent 1,0 ; 2.0 ; 3.0 ; 4.0 ; 5,0 cm la solution étalon B, qui correspond à 0,00001 ; 0,00002 ; 0,00003 ; 0,00004 ; 0,00005 g de zirconium, puis coulé, respectivement 10,0 ; 9,0 ; 8,0 ; 7,0 ; 6,0 ; 5,0 cm solution d'acide sulfurique 0,05 mol/dm et poursuivre l'analyse selon les paragraphes 3.3.2 et 3.3.3.

La solution de référence est une solution dans laquelle le zirconium n'est pas introduit.

Sur la base des valeurs obtenues de la densité optique des solutions et des masses de zirconium correspondantes, un graphique d'étalonnage est construit.

3.4. Traitement des résultats

3.4.1. Fraction massique de zirconium ( ) en pourcentage est calculé par la formule

, (3)

où est la masse de zirconium dans la solution d'échantillon, déterminée à partir de la courbe d'étalonnage, g ;

est la masse de l'échantillon dans l'aliquote correspondante de la solution, g.

3.4.2. Les écarts dans les résultats ne doivent pas dépasser les valeurs indiquées dans le tableau 4.

Tableau 4

4. MÉTHODE D'ABSORPTION ATOMIQUE POUR LE DOSAGE DU ZIRCONIUM

4.1. Essence de méthode

La méthode est basée sur la dissolution d'un échantillon dans des acides chlorhydrique et hydroborique et la mesure de l'absorption atomique du zirconium à une longueur d'onde de 360,1 nm dans une flamme d'acétylène-protoxyde d'azote.

4.2. Matériel, réactifs et solutions

Spectrophotomètre d'absorption atomique avec une source de rayonnement pour le zirconium.

Acétylène selon GOST 5457 .

Protoxyde d'azote médical.

Acide chlorhydrique selon GOST 3118 avec une densité de 1,19 g/cm , solution 2:1.

Acide nitrique selon GOST 4461 densité 1,35−1,40 g/cm .

Acide borique selon GOST 9656 et solution saturée.

Acide fluorhydrique selon GOST 10484 .

Acide hydroborique : jusqu'à 280 cm acide fluorhydrique à une température de (10 ± 2) ° C, ajouter des portions de 130 g d'acide borique et mélanger. Le réactif est préparé et stocké dans un récipient en plastique.

Chlorure d'aluminium selon GOST 3759 , solution 100 g/dm .

Zirconium métallique haute pureté selon TU 95−259.

Solutions étalons de zirconium

Solution A : 1 g de zirconium métallique est placé dans un bécher en fluoroplastique d'une capacité de 100 ml , ajouter quatre gouttes d'eau pour mouiller l'échantillon et verser délicatement, par petites portions, 10 cm un mélange d'une partie d'acide fluorhydrique et d'une partie d'acide nitrique. La dissolution s'effectue à froid. Après dissolution de l'échantillon, ajouter 50 cm solution saturée d'acide borique et laisser reposer pendant 10 minutes. La solution est agitée et transférée dans une fiole jaugée de 100 ml. , porter au trait avec de l'eau, mélanger et transférer dans le bécher dans lequel la dissolution a été effectuée.

1cm solution, A contient 0,01 g de zirconium.

Solution B : 10 cm solution, A est placé dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 ml , ajouter 20 cm solution d'acide chlorhydrique, diluer au volume avec de l'eau, mélanger.

1cm la solution B contient 0,001 g de qi

rkonium.

4.3. Réalisation d'une analyse

4.3.1. Un échantillon pesé conformément au tableau 5 est placé dans une fiole conique d'une contenance de 100 cm , verser 20 cm solution d'acide chlorhydrique, 5 cm acide borique et dissous à feu modéré.

Tableau 5

Après dissolution de l'échantillon, la solution est refroidie à température ambiante et transférée dans une fiole jaugée de 100 ml. . ajouter 10cm acide borique, 10 cm solution de chlorure d'aluminium, ajouter de l'eau jusqu'au trait de jauge et mélanger.

4.3.2. Une solution de l'expérience témoin est préparée conformément à la clause 4.3.1.

4.3.3. Construction d'un graphe d'étalonnage

4.3.3.1. Avec une fraction massique de zirconium de 0,5 à 2,0%

En cinq fioles coniques de 100 ml placer 0,5 g d'un échantillon d'un alliage de composition similaire à celui analysé, mais ne contenant pas de zirconium, et dissoudre comme indiqué au paragraphe 4.3.1, puis mesurer 2,5 en quatre d'entre eux ; 5,0 ; 7,5 ; 10,0 cm la solution étalon B, qui correspond à 0,0025 ; 0,005 ; 0,0075 ; 0,01 g de zirconium, puis effectuer les opérations selon le paragraphe 4.3.1.

4.3.3.2. Avec une fraction massique de zirconium supérieure à 2,0 à 5,0 %

En cinq fioles coniques de 100 ml placer 0,5 g d'un échantillon d'un alliage de composition similaire à celui analysé, mais ne contenant pas de zirconium, et dissoudre comme indiqué au paragraphe 4.3.1, puis mesurer 1,0 en quatre d'entre eux ; 1,5 ; 2.0 ; 2,5cm la solution étalon A, qui correspond à 0,01 ; 0,015 ; 0,02 ; 0,025 g de zirconium, puis effectuer les opérations selon le paragraphe 4.3.1.

4.3.3.3. Avec une fraction massique de zirconium supérieure à 5,0 à 12,0 %

En six fioles coniques de 100 ml placer 0,25 g d'un échantillon d'un alliage de composition similaire à celui analysé, mais ne contenant pas de zirconium, et dissoudre comme indiqué au paragraphe 4.3.1, puis mesurer 1,0 en cinq d'entre eux ; 1,5 ; 2.0 ; 2,5 ; 3,0 cm la solution étalon A, qui correspond à 0,01 ; 0,015 ; 0,02 ; 0,025 ; 0,03 g de zirconium, puis effectuer les opérations selon le paragraphe 4.3.1.

4.3.3.4. Avec une fraction massique de zirconium supérieure à 12,0 à 20,0 %

En six fioles coniques de 100 ml placer 0,25 g d'un échantillon d'un alliage de composition similaire à celui analysé, mais ne contenant pas de zirconium, et dissoudre comme indiqué au paragraphe 4.3.1, puis mesurer 3,0 en cinq d'entre eux ; 3,5 ; 4.0 ; 4,5 ; 5,0 cm la solution étalon A, qui correspond à 0,03 ; 0,035 ; 0,04 ; 0,045 ; 0,05 g de zirconium, puis effectuer les opérations selon le paragraphe 4.3.1.

4.3.4. La solution d'échantillon, la solution à blanc et les solutions de courbe d'étalonnage sont pulvérisées dans une flamme avec de l'oxyde nitreux d'acétylène (réducteur) et l'absorption atomique du zirconium est mesurée à une longueur d'onde de 360,1 nm.

Selon les valeurs d'absorptions atomiques obtenues et les concentrations massiques de zirconium correspondantes, un graphique d'étalonnage est construit dans les coordonnées "Valeur d'absorption atomique - Concentration massique de zirconium, g / cm ".

La concentration massique de zirconium dans la solution échantillon et dans la solution expérimentale témoin est déterminée selon la courbe d'étalonnage.

4.5. Traitement des résultats

4.5.1. Fraction massique de zirconium ( ) en pourcentage est calculé par la formule

, (quatre)

où est la concentration massique de zirconium dans la solution d'échantillon, déterminée à partir de la courbe d'étalonnage, en g/cm ;

est la concentration massique de zirconium dans la solution de l'expérience de contrôle, trouvée à partir de la courbe d'étalonnage, g/cm ;

est le volume de la solution d'échantillon, cm ;

— poids de l'échantillon, g

.

4.5.2. Les écarts dans les résultats ne doivent pas dépasser les valeurs indiquées dans le tableau 6.

Tableau 6