GOST 7728-79

GOST 7728–79 Alliages de magnésium. Méthodes d'analyse spectrale (avec modification n°1)

GOST 7728–79

Groupe B59

NORME INTER-ÉTATS

ALLIAGES DE MAGNÉSIUM

Méthodes d'analyse spectrale

Alliages de magnésium.
Méthodes d'analyse spectrale

ISS 77.120.20
OKSTU 1709

Date de lancement 1981-07-01

INFORMATIONS DONNÉES

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

2. APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État de l'URSS pour les normes 19.11.70 N 4396

3. REMPLACER GOST 7728–68

4. RÉGLEMENTATION DE RÉFÉRENCE ET DOCUMENTS TECHNIQUES

5. Le décret de la norme d'État du 13 mai 1991 N 665 a supprimé la limitation de la période de validité

6. ÉDITION avec amendement n° 1, approuvée en mai 1991 (IUS 8-91)


La présente Norme internationale spécifie des méthodes d'analyse spectrale pour la détermination des principaux constituants d'alliage et des impuretés (aluminium, manganèse, zinc, béryllium, cuivre, silicium, fer, nickel, zirconium, cadmium, calcium, cérium, lanthane, lithium, yttrium, néodyme, praséodyme et indium) dans les alliages de magnésium (forgés et coulés) selon GOST 2856 et GOST 14957 .

1. EXIGENCES GÉNÉRALES

1.1. La teneur en composants d'alliage et en impuretés dans les alliages est déterminée par des courbes d'étalonnage. L'utilisation de deux méthodes d'étalonnage des instruments est envisagée :

méthode des "trois normes" ;

méthode "étalon de référence".

Enregistrement du spectre - photographique et photoélectrique.

Lors de l'analyse par la méthode photographique, des graphiques d'étalonnage sont construits dans les coordonnées :

; ; ,

où - la différence entre le noircissement des traits de l'élément déterminé et de l'élément de comparaison ;

 fraction massique de l'élément déterminé dans les échantillons standard (RS) ;

est l'intensité relative de la ligne de l'élément à déterminer et de la ligne de comparaison.

Lors de la réalisation d'analyses par la méthode photoélectrique, des graphiques d'étalonnage sont construits dans les coordonnées :

; ,

où est la fraction massique de l'élément à doser dans les échantillons standard ;

- lectures du dispositif de mesure de sortie, proportionnelles au logarithme de l'intensité relative des lignes de l'élément à déterminer et de la ligne de comparaison.

Noter. Pour les quantomètres dans lesquels les lectures du périphérique de sortie " » sont proportionnels à l'intensité relative des raies spectrales, le graphe de calibration est construit aux coordonnées :

ou .

(Édition modifiée, Rev. N 1).

1.2. Des sources lumineuses à étincelles et à arc sont utilisées pour évaporer l'échantillon et exciter le spectre.

1.3. Pour l'étalonnage des instruments, les échantillons standard d'État (GSO) N 423−73−429−73 sont utilisés ; 820-76-823-76 ; 1797-80-1803-80 ; 2772-83-2776-83 ; 740-75-747-75 ; 740−84 P-744−84 P ; 2329-82-2535-82 ; 2336-82-2343-82.

Il est permis d'utiliser des échantillons standard de l'industrie (OSO) N 1-81-4-81 ; 9-81-12-81 ; 5-81-8-81 ; 62-82-65-82 ; 74−83−83−83, échantillons standard d'entreprises (SOP), ainsi que des échantillons standard nouvellement produits de la composition des alliages de magnésium de toutes les catégories.

(Édition modifiée, Rev. N 1).

1.4. La vérification de l'exactitude de la détermination de la fraction massique des éléments est effectuée en comparant les résultats de l'analyse spectrale avec les résultats de l'analyse effectuée par des méthodes chimiques selon GOST 3240 .0-GOST 3240.21.

La valeur de l'écart absolu admissible en pourcentage ne doit pas dépasser celle calculée par la formule

,

où — le résultat de l'analyse de l'échantillon effectuée par la méthode chimique, % ;

— le résultat de l'analyse de l'échantillon, effectuée par la méthode spectrale, % ;

 écart type relatif caractérisant la reproductibilité des résultats d'analyse spectrale ;

- écart-type relatif caractérisant la reproductibilité des résultats d'analyse chimique.

Un tel contrôle doit être effectué au moins une fois par trimestre pour chaque nuance d'alliage analysée.

1.5. L'échantillonnage est effectué conformément à la documentation normative et technique.

1.4, 1.5. (Introduit en plus, Rev. N 1).

2. MÉTHODE PHOTOGRAPHIQUE D'ANALYSE SPECTRALE

2.1. Essence de méthode

La méthode est basée sur l'excitation du spectre par un arc ou une décharge d'étincelle, suivie de son enregistrement sur une plaque photographique à l'aide d'un spectrographe.

2.2. Equipements, matériels et réactifs

Spectrographe avec optique à quartz à dispersion moyenne de type ISP-30 et spectrographe de type DFS-13.

Sources lumineuses : générateur d'étincelles de type IG-3 ou IVS-23 et générateur d'arc - type DG-2 ou IVS-28.

Microphotomètre de type MF-2 ou IFO-460.

Les affaiblisseurs sont à trois et neuf étages.

Charbons spectraux sous forme de barres grades OSCh-7−3, S-2, S-3 d'un diamètre de 6 mm.

Barres de marque de magnésium MG selon GOST 804 d'un diamètre de 6-8 mm.

Barres de qualités de cuivre M0, M1 selon GOST 1535 ou selon TU 16. K71-087-90 d'un diamètre de 6-8 mm.

Plaques photographiques spectrales de types 1, 2, 3, ES, sensibilité UFS de 3 à 20 unités, PFS-01, PFS-02, PFS-04, PFS-05.

Le tour est de bureau.

Dispositif pour aiguiser les charbons.

Développeur.

Solution 1 :

Eau distillée selon GOST 6709 - - 1000 cm3 ,

métol (p-méthylaminophénosulfate) - 2 g,

sulfite de sodium (sulfite de sodium) cristallin - 104 g ou sulfite de sodium anhydre selon GOST 195– - 52 g,

hydroquinone (paradioxybenzène) selon GOST 19627– — 10 g,

bromure de potassium selon GOST 4160– - 2 g.

Solution II :

Eau distillée selon GOST 6709 - - 1000 cm3 ,

carbonate de sodium cristallin selon GOST 84– — 108 g ou

carbonate de sodium anhydre selon GOST 83--54

Avant développement, les solutions I et II sont mélangées (3:1).

Fixateur.

Eau distillée selon GOST 6709 - - 1000 cm3 ,

thiosulfate de sodium cristallin (hyposulfite de sodium) selon GOST 244– - 300 g,

chlorure d'ammonium selon GOST 3773- - 60 g.

Il est permis d'utiliser d'autres instruments, équipements et matériaux, à condition que les caractéristiques métrologiques répondant aux exigences de la présente norme soient obtenues.

2.3. Préparation des échantillons pour analyse

Des échantillons des formes et tailles suivantes sont utilisés pour l'analyse (après affûtage) :

barres d'un diamètre de 5 à 50 mm, d'une longueur de 30 à 100 mm;

sous la forme d'un "champignon", d'un disque ou d'une plaque d'une épaisseur d'au moins 3,5 mm, d'un diamètre de 30 à 50 mm.

Les échantillons coulés sont obtenus en versant du métal liquide dans un moule amovible à deux cornes (échantillon de doigt) ou dans un moule en métal (ou en métal refroidi à l'eau), qui fournit des échantillons sous la forme d'un "champignon". Matériau du moule - fonte ou acier de qualité St. 3.

Dans le premier cas, le diamètre de l'échantillon doit être de 5 à 9 mm, la longueur de 30 à 100 mm, dans le second cas, le diamètre du capuchon ou du disque doit être de 30 à 50 mm et l'épaisseur doit être d'au moins 5 mm.

Lors de l'analyse de feuilles et de tiges de tailles inférieures à celles fournies par la norme, les courbes d'étalonnage sont ajustées en fonction de SOP qui ont les mêmes dimensions et la même forme que l'échantillon analysé (AO).

La surface recherchée des échantillons est affinée à un plan, le paramètre de rugosité de surface ne doit pas dépasser 20 microns selon GOST 2789 .

Une couche d'au moins 1,5 mm est retirée des échantillons coulés sous la forme d'un «champignon» et de 5 à 10 mm des échantillons de barres. Si l'échantillon a une extrémité plate, il est permis d'enlever la couche à une profondeur de 0,2 à 0,5 mm.

La préparation des échantillons et des MR pour analyse doit être du même type pour une série de mesures donnée. Les coquilles, rayures, fissures, inclusions de scories ne sont pas autorisées sur la surface traitée de l'échantillon. Les contre-électrodes sont affûtées : sur une surface sphérique avec un rayon de 3–6 mm, un cône avec un angle d'affûtage de 120° ou un cône tronqué avec une plate-forme d'un diamètre de 1,0–1,7 mm avec un angle d'affûtage de 40– 60°.

2.4. Réalisation d'une analyse

Les conditions d'analyse par la méthode photographique sont données dans le tableau.1.

Tableau 1

Remarques:

1. Les paramètres sont définis dans les valeurs spécifiées.

2. Le temps d'exposition est choisi en fonction de la sensibilité des plaques photographiques utilisées et doit être d'au moins 15 s.

3. Il est permis d'effectuer une analyse à l'aide d'électrodes appariées, l'une des électrodes étant affûtée sur un plan.

4. Lors de l'analyse de feuilles et de barres de dimensions inférieures à celles prévues par la norme, il est permis de sélectionner d'autres modes de fonctionnement des sources lumineuses.

5. Lors de la détermination de la fraction massique de calcium inférieure à 0,1 %, il est recommandé de précuire les électrodes de carbone à une intensité de courant de 16-18 A.


Les longueurs d'onde des raies spectrales analytiques et les gammes de fractions de masse sont données dans le tableau 2.

Tableau 2

Remarques:

1. Les lignes spectrales, limitées dans le tableau par des parenthèses, peuvent être respectivement combinées en n'importe quelles paires analytiques.

2. Si le fond est utilisé comme ligne de comparaison, celle-ci est mesurée près de la ligne de l'élément à déterminer.

3. Le chiffre romain I devant les valeurs de longueur d'onde signifie que la ligne appartient à un atome neutre, le chiffre II - à un seul atome ionisé.

2.4.1. Lorsque vous travaillez selon la méthode des «trois normes», les opérations suivantes sont effectuées:

choisir CRM de l'alliage analysé en quantité d'au moins trois ;

Les spectres CO et AO sont photographiés sur la même plaque photographique dans les conditions d'analyse choisies avec randomisation de l'ordre de prise de vue. Pour chaque CO et AO, trois spectres sont photographiés ;

mesurer le noircissement lignes analytiques sélectionnées, calculer la valeur de la différence de noircissement pour les paires analytiques de lignes et la moyenne arithmétique en trois spectres ;

construire un graphique d'étalonnage dans les coordonnées : .

Ce graphique convient à l'analyse des échantillons dont les spectres ont été pris avec du CO sur une plaque photographique ;

la teneur de l'élément dans l'AO est trouvée selon la courbe d'étalonnage.

Le temps d'exposition est choisi pour s'assurer qu'un noircissement normal est obtenu pour toutes les lignes analytiques.

Si, dans l'analyse de faibles fractions massiques, le noircissement de la ligne analytique de l'élément se situe dans la région de sous-exposition, il est nécessaire d'utiliser une courbe caractéristique soigneusement construite dans la région de sous-exposition. La courbe de calibration est construite dans ce cas aux coordonnées :

,

où est l'intensité de la raie de l'élément à déterminer ;

est l'intensité de la ligne de comparaison ou du fond près de la ligne de l'élément à déterminer.

Il est également permis de construire un graphique d'étalonnage dans les coordonnées , où est la différence entre le noircissement de la ligne de l'élément déterminé et le fond près de la ligne.

2.4.2. Lorsque l'on travaille selon la méthode « standard de contrôle », en plus des RM nécessaires à la construction d'un graphe d'étalonnage, on sélectionne une SOP qui doit répondre aux exigences suivantes :

a) en termes de composition chimique, elle doit être aussi proche que possible du milieu de la plage des fractions massiques spécifiées dans GOST 2856 , GOST 23208 *;
_______________
* Sur le territoire de la Fédération de Russie, GOST 23208–2003 s'applique . - Notez "CODE".

b) dans la forme, les dimensions et les propriétés physiques et mécaniques (méthode de coulée, traitement), il doit correspondre à AO.

Le travail commence par la construction du graphique d'étalonnage principal : sur une plaque photographique, les spectres CO d'un alliage donné et le SOP sont photographiés cinq fois.

Selon les estimations photométriques moyennes avec noircissement normal des lignes analytiques, un graphique d'étalonnage constant de la plaque photographique principale est construit aux coordonnées .

Lors de l'analyse d'échantillons de production : sur une plaque photographique de travail, les spectres AO sont photographiés 3 fois chacun et les spectres SOP 4 fois. La différence de noircissement des paires de lignes analytiques pour SOP et AO est déterminée, c'est-à- dire et du nombre de spectres correspondant. Différence de noircissement multiplié par la valeur du facteur de conversion . facteur de conversion , introduit pour tenir compte des propriétés de l'émulsion photographique de la plaque photographique de travail, est calculé par la formule

,

où est la différence de noircissement de la paire auxiliaire de raies de magnésium ou la différence de noircissement de la raie de magnésium pour deux étages d'atténuateur, calculée à partir de plusieurs spectres CO et SOP pour la plaque photographique principale ;

est la différence de noircissement des mêmes lignes de magnésium et des mêmes pas d'atténuateur, calculée pour la plaque photographique de travail selon SOP et AO.

Pour calculer le coefficient utiliser des paires de lignes de magnésium Mg 333,21 nm - Mg 332,99 nm, etc.

Par un point de coordonnées ; (où - la fraction de soja de l'élément dans le SOP) effectuer un programme de travail parallèle au principal et déterminer la fraction massique dans l'AO en l'utilisant, en utilisant la valeur .

Il est permis de construire un graphique d'étalonnage pour une plaque photographique de travail aux coordonnées : . Dans ce cas, il est construit sur deux points de coordonnées : 0, et , , où est l'angle de pente de la courbe d'étalonnage de la plaque photographique principale, construit aux coordonnées .

Pour simplifier les calculs, la courbe d'étalonnage peut être réduite artificiellement à 45°. Dans ce cas, au lieu du coefficient utiliser le coefficient

.

2.5. Traitement des résultats

Le résultat final de l'analyse est pris comme la moyenne arithmétique de trois mesures parallèles obtenues à partir de trois spectrogrammes, si la condition suivante est remplie :

,

où — le plus grand résultat de mesure parallèle ;

— le plus petit résultat de mesure parallèle ;

- écart-type relatif caractérisant la convergence des mesures ;

est la moyenne arithmétique calculée à partir de mesures parallèles ( 3).

Lors de la réalisation d'une analyse expresse, il est permis de calculer le résultat de l'analyse à l'aide de deux mesures parallèles et à condition que .

Valeurs et pour la méthode d'analyse photographique sont données dans le tableau 3.

Tableau 3

Méthodes de calcul et sont donnés en annexe.

Si la différence entre le résultat de l'analyse et l'une des valeurs limites de la teneur en élément (pour un alliage donné selon la norme de nuance) est inférieure ou égale en valeur absolue , puis l'analyse de l'échantillon est effectuée selon GOST 3240 .0-GOST 3240.21, où est le nombre de définitions ( 1 ou 2); - le résultat moyen de l'analyse d'une ou deux déterminations.

2.4−2.5. (Édition modifiée, Rev. N 1).

3. MÉTHODE PHOTOÉLECTRIQUE D'ANALYSE SPECTRALE

3.1. Essence de méthode

La méthode est basée sur l'excitation du spectre de l'alliage par un arc ou une décharge par étincelle avec enregistrement de l'intensité des raies à l'aide d'une installation photovoltaïque.

3.2. Equipement et matériel

Installation photoélectrique (quantomètre) type DFS-10m, DFS-36, MFS-4, MFS-8.

Charbons spectraux sous forme de barres grades OSCh-73, C2, C3 d'un diamètre de 6 mm.

Barres de marque de magnésium MG selon GOST 804 d'un diamètre de 6-8 mm.

Le tour est de bureau.

Dispositif pour aiguiser les charbons.

Il est permis d'utiliser d'autres instruments, équipements et matériaux spectraux, à condition que les caractéristiques métrologiques répondant aux exigences de la présente norme soient obtenues.

(Édition modifiée, Rev. N 1).

3.3. La préparation des échantillons

Les échantillons sont préparés comme indiqué au paragraphe 2.3.

3.4. Réalisation d'une analyse

Avec la méthode d'analyse photoélectrique, la méthode des "trois normes" et de la "norme de contrôle" est utilisée pour calibrer l'appareil.

Les conditions d'analyse par la méthode photoélectrique sont données dans le tableau.4.

Tableau 4

Noter. Les paramètres sont définis dans les valeurs spécifiées.


Les longueurs d'onde des raies spectrales analytiques et les gammes de fractions massiques sont données dans le tableau 5.

Tableau 5

________________
* Données obtenues sur un quantomètre avec une source lumineuse multimode.


Les lignes analytiques sont sélectionnées en fonction de la fraction massique de l'élément dans l'échantillon, de la possibilité de placer des fentes de sortie sur les chariots du quantomètre , etc.

D'autres lignes analytiques peuvent être utilisées à condition qu'elles fournissent l'exactitude et la sensibilité requises par la présente Norme internationale.

La largeur de la fente d'entrée du quantomètre (0,02-0,06 mm) et la largeur des fentes de sortie (0,05 ; 0,10 ; 0,15 ; 0,20) sont choisies en fonction de la fraction massique de l'élément et du degré de dopage de l'alliage.

Le contenu de l'élément dans l'AO est déterminé à l'aide d'un graphique d'étalonnage construit dans les coordonnées : ou .

3.5. Traitement des résultats

Le traitement des résultats s'effectue comme indiqué à l'article 2.5.

Sens ou pour la méthode d'analyse photoélectrique sont données dans le tableau 3.

3.4, 3.5. (Édition modifiée, Rev. N 1).

ANNEXE (référence). ESTIMATION DE LA PRECISION DE L'ANALYSE SPECTRALE

ANNEXE
Référence

1. La précision de la méthode d'analyse spectrale est déterminée par l'ampleur des erreurs systématiques et aléatoires, à condition que les erreurs soient exclues des calculs. On suppose que les erreurs aléatoires obéissent à la loi de distribution normale.

2. Avec un équipement spectral correctement réglé et en suivant les recommandations de la norme sur la procédure d'analyse, les principales sources d'erreurs systématiques sont les erreurs associées à l'influence de la structure et de la composition chimique des échantillons sur les résultats d'analyse.

Ces erreurs doivent être révélées en comparant les résultats d'analyses d'échantillons effectuées par des méthodes chimiques et spectrales sur un grand échantillon (au moins 20 échantillons).

Si le fait de la présence d'erreurs est établi, elles sont éliminées en ajustant la position de la courbe d'étalonnage en fonction du SOP.

(Édition modifiée, Rev. N 1).

3. Le résultat de l'analyse d'un échantillon obtenu sous forme de moyenne arithmétique, par exemple, à partir de deux (trois) mesures parallèles, c'est-à-dire selon deux (trois) spectres, doit être considéré comme une seule détermination.

4. Reproductibilité de l'analyse spectrale peut être caractérisé par la valeur de l'écart type relatif d'une seule détermination.

5. Compter au moins cinq échantillons de la même marque d'alliage ayant approximativement la même composition chimique sont sélectionnés, et ils sont analysés en série dans les 5 jours (une série par jour). L'enregistrement des spectres dans chaque série est effectué dans une séquence différente, c'est-à -dire avec randomisation.

Les spectres d'une série sont enregistrés sur une plaque photographique.

Sur chaque plaque photographique, on obtient trois spectres de chaque échantillon et trois spectres de chaque S.O. Ces derniers sont nécessaires à la construction ou à la correction des courbes d'étalonnage.

En enregistrement photoélectrique, avant le début des mesures, la position des courbes d'étalonnage est corrigée, puis les spectres des échantillons sont enregistrés.

Au total, 15 mesures (cinq déterminations) sont obtenues à partir de chaque échantillon en 5 jours.

Pour chaque échantillon, calculez l'écart type ( ) selon la formule

, (une)

où est la fraction massique moyenne d'un élément dans -ème échantillon, calculé à partir de cinq déterminations ;

- fraction massique de l'élément par -ième définition dans -ième échantillon calculé à partir de trois mesures ;

est le nombre de définitions ( 5).

Ensuite, calculez l'écart type selon la formule

, (2)

où , , …, - écart-type calculé, respectivement, pour les premier, second , etc. échantillons selon la formule (1) ;

est le nombre d'échantillons ( 5).

Écart-type relatif , caractérisant la reproductibilité de l'analyse, est calculé par la formule

, (3)

où est la fraction massique moyenne de l'élément dans les échantillons, calculée par la formule

, (quatre)

où , , …, est la fraction massique moyenne de l'élément dans les premier, deuxième , etc. échantillons, respectivement, calculée à partir de 5 déterminations.

4, 5. (Édition modifiée, Rev. N 1).

6. La convergence des résultats de mesure est caractérisée par la valeur de l'erreur quadratique relative d'une seule mesure .

7. Signification sont trouvés par une série de 20 mesures parallèles pour un échantillon avec un équipement correctement configuré. Calculer d'abord l'écart type selon la formule

, (5)

où est la fraction massique moyenne de l'élément dans l'échantillon, calculée à partir de 20 mesures parallèles;

est la fraction massique de l'élément dans l'échantillon, calculée à partir de -ième dimension ;

est le nombre de mesures dans la série ( vingt).

Ensuite, l'écart type relatif est calculé, qui caractérise la convergence des mesures, selon la formule

. (6)

8. Lors de la réalisation d'analyses, il devient souvent nécessaire d'évaluer l'erreur du résultat de l'analyse et les limites de confiance. Avec un niveau de confiance de 0,95 et les erreurs systématiques exclues calculé selon la formule

, (sept)

où - le nombre de déterminations à partir desquelles le résultat de l'analyse de l'échantillon est calculé (généralement en analyse spectrale 1 ou 2);

est le résultat de l'analyse de l'échantillon, calculé à partir de définitions.

Calculé signifie qu'avec une fiabilité de 95 %, la vraie valeur de la valeur déterminée se situe dans l'intervalle entre les valeurs :

et

et le résultat le plus probable de l'analyse est .

9. Il est recommandé d'effectuer périodiquement une évaluation complète du fonctionnement du générateur d'excitation du spectre, de l'instrument spectral et du dispositif de mesure électronique en déterminant l'écart type relatif par une série de 20 mesures parallèles selon la formule (5).

Valeur trouvée comparer avec , c'est-à -dire avec l'écart-type qui a été calculé précédemment avec l'équipement réglé.

La comparaison est effectuée selon critère.

Si un supérieur à la valeur du tableau , cela indique que le matériel doit être réglé.

Avec un niveau de confiance de 0,95 et le nombre spécifié de mesures dans la série ( vingt) 2.1.

Il est recommandé d'effectuer ce contrôle 1 à 2 fois par mois.

c.

10. Décalage de la courbe d'étalonnage par rapport à la principale (dérive au niveau du SOP) est considéré comme significatif s'il dépasse l'écart type des résultats de 4 mesures, calculé selon le SOP, c'est-à -dire lorsque

, des ajustements d'horaire sont nécessaires,

où est le nombre de mesures parallèles pour le SOP, selon lequel la position du graphique est contrôlée ( quatre);

est la fraction massique de l'élément dans le SOP.

Il est recommandé de contrôler la position de la courbe d'étalonnage par 1 à 2 échantillons 2 à 3 fois par quart de travail.

7−10. (Édition modifiée, Rev. N 1).