GOST R ISO 4943-2010
GOST R ISO 4943-2010 Acier et fonte. Détermination de la teneur en cuivre. Méthode spectrométrique d'absorption atomique de flamme
GOST R ISO 4943-2010
Groupe B39
NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE
ACIER ET FONTE
Détermination de la teneur en cuivre. Méthode spectrométrique d'absorption atomique de flamme
acier et fer. Détermination de la teneur en cuivre. Méthode spectrométrique d'absorption atomique de flamme
OKS 77.080.01
OKSTU 0709
Date de lancement 2011-06-01
Avant-propos
Les objectifs et les principes de la normalisation dans la Fédération de Russie sont établis par la loi fédérale du 27 décembre 2002 N 184-FZ "sur la réglementation technique" et les règles d'application des normes nationales de la Fédération de Russie - GOST R 1.0-2004 "La normalisation dans la Fédération de Russie. Dispositions de base"
À propos de la norme
1 PRÉPARÉ ET INTRODUIT par le Comité technique de normalisation TC 145 "Méthodes de contrôle des produits métalliques" sur la base de sa propre traduction authentique en russe de la norme spécifiée au paragraphe 3
2 APPROUVÉ ET MIS EN VIGUEUR par arrêté de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie du 22 octobre 2010 N 312-st
3 Cette norme est identique à la norme internationale ISO 4943:1985* « Acier et fonte. Détermination de la teneur en cuivre. Méthode par spectrométrie d'absorption atomique dans la flamme (ISO 4943:1985 "Acier et fonte - Détermination de la teneur en cuivre - Méthode par spectrométrie d'absorption atomique dans la flamme").
________________
* L'accès aux documents internationaux et étrangers mentionnés ci-après dans le texte peut être obtenu en cliquant sur le lien. — Note du fabricant de la base de données.
Lors de l'application de cette norme, il est recommandé d'utiliser à la place des normes internationales de référence les normes nationales correspondantes de la Fédération de Russie et les normes interétatiques, dont les détails sont donnés dans l'annexe supplémentaire OUI
4 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS
Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index d'informations publié annuellement "Normes nationales" et le texte des modifications et modifications - dans les index d'informations publiés mensuellement "Normes nationales". En cas de révision (remplacement) ou d'annulation de cette norme, un avis correspondant sera publié dans l'index d'information publié mensuellement "Normes nationales". Les informations, notifications et textes pertinents sont également publiés dans le système d'information public - sur le site officiel de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie sur Internet
1 domaine d'utilisation
La présente Norme internationale spécifie une méthode par spectrométrie d'absorption atomique de flamme pour la détermination de la fraction massique de cuivre dans l'acier et la fonte dans la gamme de 0,004 % à 0,5 %.
2 Références normatives
Cette norme utilise des références normatives aux normes suivantes * :
_______________ Pour les références datées, seule l'édition citée applique. Pour les références non datées, la dernière édition de la norme, y compris tous les amendements et amendements.
* Voir le lien pour le tableau de correspondance entre les normes nationales et les normes internationales. — Note du fabricant de la base de données.
ISO 5725-1 Exactitude (exactitude et précision) des méthodes de mesure et des résultats. [ISO 5725-1, Exactitude (justesse et fidélité) des méthodes de mesure et des résultats — Partie 1 : Principes généraux et définitions]
_______________
Cette norme a été introduite pour remplacer l'ISO 5725:1986 annulée "Précision des méthodes d'essai. Détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode d'essai normalisée par des essais interlaboratoires » (ISO 5725:1986, Fidélité des méthodes d'essai — Détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode d'essai normalisée par des essais interlaboratoires) en termes de principes généraux et de définitions .
ISO 14284 Acier et fonte. Échantillonnage et préparation d'échantillons pour la détermination de la composition chimique (ISO 14284, Acier et fonte - Échantillonnage et préparation d'échantillons pour la détermination de la composition chimique)
_______________ Cette norme a été introduite pour remplacer l'acier à souder ISO 377:1985 annulé. Sélection et préparation d'échantillons et d'échantillons »(ISO 377:1985, Acier forgé - Sélection et préparation d'échantillons et d'éprouvettes) concernant la sélection et la préparation d'échantillons pour analyse chimique.
3 Essence de la méthode
Cette méthode est basée sur la dissolution d'un échantillon analytique dans un mélange d'acides chlorhydrique, nitrique et perchlorique, la pulvérisation de la solution dans une flamme air-acétylène, la mesure spectrométrique de l'absorption atomique d'un rayonnement avec une raie de résonance de 324,7 nm émis par un lampe à cathode creuse en cuivre.
4 réactifs
Lors de l'exécution de l'analyse, sauf indication contraire, des réactifs de la qualité analytique spécifiée avec une très faible teneur en cuivre et uniquement de l'eau distillée ou de l'eau de pureté équivalente sont utilisés.
Utilisez, si possible, uniquement de l'eau distillée ou déminéralisée fraîchement préparée.
4.1 Fer de haute pureté contenant moins de 0,0005 % de cuivre en masse.
4.2 Mélange d'acides chlorhydrique et nitrique
Mélanger trois parties en volume d'acide chlorhydrique ( 1,19 g/cm
), une partie volumique d'acide nitrique (
1,40 g/cm
) et deux volumes d'eau.
Préparez le mélange immédiatement avant utilisation.
4.3 Mélange d'acides chlorhydrique, nitrique et perchlorique
Mixte 20cm acide hydrochlorique (
1,19 g/cm
), 55cm
acide nitrique (
1,40 g/cm
) et 75cm
acide perchlorique (
1,54 g/cm
).
Remarque - Il est également autorisé d'utiliser de l'acide perchlorique d'une densité de 1,67 g/cm .100cm
acide perchlorique (
1,54 g/cm
) équivalent à 79 cm
acide perchlorique (
1,67 g/cm
).
4.4 Solution étalon de cuivre
4.4.1 Solution mère avec concentration en cuivre 1 g/l
Un échantillon de cuivre de haute pureté (pureté supérieure à 99,95%) pesant 1,000 g, mesuré avec une erreur de ± 0,0001 g, est placé dans un verre d'une capacité de 400 cm 3 et dissoudre dans 25 cm
acide nitrique (
1,40 g/cm
dilué 1:4). Le verre est recouvert d'un verre de montre. Lorsque l'échantillon est complètement dissous, la solution est évaporée sur un bain-marie jusqu'à ce que les sels commencent à précipiter. Les sels sont dissous dans l'eau, la solution est refroidie et transférée dans une fiole jaugée d'une capacité de 1000 ml.
diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
4.4.2 Solution étalon de cuivre à 20 mg/l
Placé 20,0 cm solution mère (4.4.1) dans une fiole jaugée de 1000 ml
diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
1cm La solution étalon contient 20 µg de cuivre.
Cette solution standard est préparée immédiatement avant utilisation.
5 Équipement
Lors de la réalisation de l'analyse, un équipement de laboratoire ordinaire est utilisé, ainsi que les appareils suivants.
5.1 Spectromètre d'absorption atomique
Lampe à cathode creuse en cuivre; utiliser de l'air et de l'acétylène pur exempt d'eau, d'huile et de cuivre pour fournir une flamme stable, claire et appauvrie en combustible.
Le spectromètre d'absorption atomique utilisé est considéré comme utilisable si, après réglage conformément au 7.3.4, il fournit une limite de détection et une concentration caractéristique en bon accord avec les valeurs données par le fabricant et satisfait aux critères de précision donnés
5.1.1 Précision minimale
Calculer l'écart type de dix valeurs d'absorbance de la solution d'étalonnage la plus concentrée. L'écart type ne doit pas dépasser 1,0 % de l'absorbance moyenne.
Calculer l'écart type de dix valeurs d'absorbance pour la solution d'étalonnage la moins concentrée (à l'exclusion de la solution zéro). L'écart type ne doit pas dépasser 0,5 % de l'absorbance moyenne pour la solution d'étalonnage la plus concentrée.
Il est également souhaitable que l'instrument satisfasse aux exigences supplémentaires indiquées
5.1.1.1 Concentration caractéristique
La concentration caractéristique de cuivre dans une matrice similaire (en composition) à la solution finale analysée d'un échantillon analytique doit être inférieure à 0,10 µg/cm cuivre.
5.1.1.2 Limite de détection
La limite de détection est calculée comme le double de l'écart type de dix mesures des valeurs d'absorbance d'une solution contenant l'élément correspondant à un niveau de concentration sélectionné donnant une absorbance légèrement supérieure à la solution nulle.
La limite de détection du cuivre dans une matrice similaire à la solution finale analysée d'un échantillon analytique doit être inférieure à 0,15 µg/cm cuivre.
5.1.1.3 Linéarité du graphe
La pente de la courbe d'étalonnage pour la plage de concentration supérieure de 20 % exprimée en tant que variation d'absorbance ne doit pas être inférieure à 0,7 de la pente pour la plage de concentration inférieure de 20 % exprimée en tant que modification d'absorbance déterminée de la même manière.
Pour un instrument avec étalonnage automatique sur deux échantillons standard ou plus, il convient d'établir, à l'aide de la lecture de l'absorbance, si les exigences ci-dessus pour la linéarité du graphique sont satisfaites avant l'analyse.
5.2 Accessoires
Il est recommandé d'utiliser un enregistreur à bande et/ou un lecteur numérique pour évaluer les critères de 5.1.1 et pour toutes les mesures ultérieures.
La mise à l'échelle peut être appliquée tant que le bruit observé ne dépasse pas l'erreur du lecteur, et la mise à l'échelle doit être utilisée pour les valeurs d'absorbance inférieures à 0,1. Si une mise à l'échelle doit être appliquée et que l'instrument ne dispose pas d'un dispositif pour lire la valeur du facteur de mise à l'échelle, cette valeur peut être calculée en divisant simplement les valeurs d'absorbance obtenues en mesurant l'absorbance d'une solution appropriée avec et sans expansion de mise à l'échelle.
6 Échantillonnage
La préparation des échantillons est effectuée conformément à la norme ISO 14284 ou à d'autres réglementations pour la fonte, telles que les normes nationales.
7 Analyse
AVERTISSEMENT Les vapeurs d'acide perchlorique sont explosives en présence d'ammoniac, de vapeurs d'acide nitreux et de toute matière organique.
Le système de pulvérisation et le système de drainage doivent être bien nettoyés de l'acide perchlorique après avoir travaillé avec.
REMARQUE Toute la verrerie doit d'abord être lavée à l'acide chlorhydrique ( 1,19 g/cm
dilué 1:1) puis dans l'eau. La quantité de cuivre présente dans les béchers et les flacons peut être vérifiée en mesurant l'absorbance de l'eau distillée versée dans la verrerie après l'avoir lavée à l'acide.
7.1 Pesée analytique
Peser 0,500 g de la prise d'essai à 0,001 g près.
7.2 Essai à blanc
Une expérience à blanc est réalisée parallèlement à l'analyse et selon la même méthode, en utilisant les mêmes quantités de tous les réactifs.
7.3 Conduite de l'analyse
7.3.1 Préparation de la solution d'essai
Placer la prise d'essai (7.1) dans un bécher de 250 ml. . Ajouter 20 cm par petites portions
mélanges d'acides chlorhydrique, nitrique et perchlorique (4.3), couvrir le bécher avec un verre de montre et chauffer doucement jusqu'à ce que le processus de dissolution ait cessé. Évaporer jusqu'à l'apparition de fumées blanches d'acide perchlorique. A une température assurant l'évacuation du condensat de vapeurs d'acide perchlorique le long des parois internes du verre, le mélange est évaporé pendant encore 1 min.
NOTE Les échantillons qui ne se dissolvent pas bien dans un mélange d'acides chlorhydrique, nitrique et perchlorique (4.3) sont d'abord dissous dans 10 ml de mélanges d'acides chlorhydrique et nitrique (4.2).
Après refroidissement, ajouter 25 cm eau et chauffer légèrement pour dissoudre les sels. Refroidir à nouveau et transférer quantitativement dans une fiole jaugée de 100 ml.
. Diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
La solution est filtrée par décantation sur papier filtre sec de densité moyenne pour séparer le précipité, tel que le graphite, les acides silicique et/ou tungstique, et le filtrat est recueilli dans un bêcher sec, en rejetant les premières portions du filtrat.
Si l'on s'attend à ce que la teneur en cuivre de l'échantillon d'essai dépasse 0,1 % en masse, la solution doit être diluée avec de l'eau.
Porter 20,0 cm la solution obtenue dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 ml
diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
REMARQUE Si la solution mère doit être diluée pour obtenir la solution d'essai, diluer la solution à blanc (7.2) de cette manière.
7.3.2 Préparation des solutions d'étalonnage
Placer (10 ± 0,01) g de fer (4.1) dans un bécher de 1 litre. . Ajouter par petites portions de 400 cm
mélanges d'acides chlorhydrique, nitrique et perchlorique (4.3) et chauffer doucement jusqu'à dissolution complète.
Lorsque la dissolution est complète, évaporer jusqu'à l'apparition de fumées blanches d'acide perchlorique. On laisse les vapeurs ressortir pendant 1 min à une température telle que l'on obtient une irrigation stable des parois du bêcher avec des vapeurs blanches d'acide perchlorique.
Après refroidissement, ajouter 100 ml l'eau et chauffer doucement jusqu'à ce que les sels se dissolvent. Refroidir à nouveau la solution et transférer quantitativement dans une fiole jaugée de 500 ml.
. Diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
7.3.2.1 Solutions d'étalonnage avec une fraction massique de cuivre inférieure à 0,1 %
En fioles jaugées de 100 ml chacun placé 25,0 cm
solution de fer (7.3.2). À l'aide d'une pipette ou d'une burette, ajoutez 0 (solution zéro) dans les flacons, respectivement ; 2,5 ; 5,0 ; 10,0 ; 15,0 ; 20,0 ; 25,0 cm
solution étalon de cuivre (4.4.2). Diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
7.3.2.2 Solutions d'étalonnage avec une fraction massique de cuivre de 0,1 % à 0,5 %
En fioles jaugées de 100 ml chacun placé 5,0 cm
solution étalon de fer (7.3.2). À l'aide d'une pipette ou d'une burette, ajoutez 0 (solution zéro) dans les flacons, respectivement ; 2,5 ; 5,0 ; 10,0 ; 15,0 ; 20,0 ; 25,0 cm
solution étalon de cuivre (4.4.2). Diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
Remarque - 1 cm solution étalon de cuivre (4.4.2) diluée à 100 ml
, équivaut à 0,004 % de fraction massique de cuivre dans le cas
7.3.3 Configuration du spectromètre d'absorption atomique
Les caractéristiques du spectromètre d'absorption atomique sont présentées dans le tableau 1.
Tableau 1
| Type de lampe | Avec cathode creuse en cuivre |
| Longueur d'onde | 324,7 nm |
| Flamme | Air-acétylène, légèrement pauvre en carburant, ajusté pour une sensibilité maximale au cuivre |
| Courant de la lampe | Comme recommandé par le fabricant |
| Largeur de fente | Comme recommandé par le fabricant |
S'il n'y a pas de recommandation du fabricant concernant la largeur de fente, alors pour la raie spectrale de cuivre de 324,7 nm, il est recommandé de régler la largeur de fente de 0,3 à 1,0 nm.
REMARQUE Les recommandations du fabricant doivent être strictement respectées et les précautions de sécurité suivantes doivent être respectées :
— tenir compte du caractère explosif de l'acétylène lors des ajustements liés à son utilisation ;
- protéger les yeux de l'opérateur des rayons ultraviolets à l'aide d'un filtre anti-lumière ;
- nettoyer la tête du brûleur des dépôts de carbone formés par les sels d'acide perchlorique, etc. Un brûleur mal nettoyé peut provoquer des flambées ;
- Vérifiez si le siphon est rempli d'eau.
7.3.4 Optimisation du mode de fonctionnement du spectromètre d'absorption atomique
Lors de la préparation de l'appareil pour le fonctionnement, les instructions du fabricant doivent être suivies.
Après le courant de la lampe, la largeur de l'espace et les débits de gaz sont ajustés et le brûleur est allumé, de l'eau est pulvérisée jusqu'à ce qu'une lecture stable de l'instrument soit obtenue.
Régler l'absorbance à zéro en pulvérisant la solution zéro (7.3.2.1 ou
Sélectionnez un système d'amortissement (réglage d'atténuation) ou un temps d'intégration pour obtenir un signal suffisamment stable qui satisfait aux exigences de précision (5.1.1).
Réglez la flamme de manière à ce qu'elle soit légèrement pauvre en combustible et que la hauteur du brûleur soit à 1 cm sous le trajet de la lumière. Pulvériser alternativement la solution d'étalonnage à la concentration la plus élevée et la solution zéro tout en ajustant le débit de gaz et la position du brûleur (horizontal, vertical et incliné) jusqu'à ce que la différence d'absorbance entre les solutions d'étalonnage soit maximale. Vérifiez si le spectromètre est affiché avec précision à la longueur d'onde requise.
Évaluer les critères de 5.1.1 pour s'assurer que l'instrument est prêt pour la mesure.
7.3.5 Mesures spectrométriques
Utilisez une extension de l'échelle telle que la solution d'étalonnage de la concentration la plus élevée donne une déviation de presque toute l'échelle de l'instrument. Pulvériser à plusieurs reprises les solutions d'étalonnage dans l'ordre croissant jusqu'à ce que les lectures d'absorbance pour chaque solution donnent une précision bien définie, ce qui indique la stabilité de l'instrument. Choisissez deux solutions d'étalonnage ("sandwich"), dont l'une montre une absorbance légèrement inférieure et la seconde légèrement supérieure à la solution d'essai. Pulvériser ces solutions d'abord dans l'ordre croissant puis dans l'ordre décroissant de concentration, la solution d'essai étant pulvérisée entre deux solutions d'étalonnage, et dans chaque cas l'absorbance contre l'eau est mesurée. Vaporisez à nouveau l'ensemble des solutions d'étalonnage.
Il s'est avéré que cette technique n'est pas adaptée aux instruments à étalonnage automatique, qui n'acceptent que deux solutions d'étalonnage. Dans ce cas, deux solutions d'étalonnage "sandwich" ne doivent pas être utilisées pour l'étalonnage primaire, mais elles peuvent être analysées à tour de rôle avec la solution de contrôle.
Pulvériser les solutions d'étalonnage à plusieurs reprises au cours d'une série de mesures. Nettoyez le brûleur si nécessaire si les résultats ne répondent pas aux exigences de précision en raison d'une contamination.
Obtenir l'absorbance de chaque solution d'étalonnage.
Déterminer l'absorbance de la solution d'essai et l'absorbance moyenne du blanc.
Convertir les valeurs d'absorbance de la solution d'essai et du blanc en millikilogrammes par centimètre cube de cuivre à l'aide de la courbe d'étalonnage (7.4).
7.4 Construction d'une courbe d'étalonnage
Il est nécessaire de construire une courbe d'étalonnage distincte pour chaque série de mesures et pour chaque gamme attendue de fractions massiques de cuivre.
Avant de tracer, il est nécessaire de déterminer la concentration (réelle ou apparente) de la solution zéro dans la série d'étalonnage. Cette concentration est obtenue en portant les valeurs d'absorbance des trois premières solutions d'étalonnage et en extrapolant la courbe sur l'axe des concentrations. Cette valeur de concentration (µg/cm cuivre) est ajouté à la valeur de concentration de chaque solution d'étalonnage avant d'être tracé sur le tableau d'étalonnage.
Un graphique d'étalonnage est construit sous la forme d'une dépendance des valeurs d'absorption des solutions d'étalonnage sur la fraction massique de cuivre, exprimée en millikilogrammes par centimètre cube. Comparez les valeurs d'absorbance des deux solutions d'étalonnage les plus proches avec le graphique. Si leurs lectures d'absorbance ne s'écartent pas du graphique de plus que les critères de précision autorisés, les valeurs obtenues pour la solution de test sont considérées comme acceptables.
8 Traitement des résultats
8.1 Méthode de calcul
Fraction massique de cuivre , %, calculé par la formule
où est la concentration de cuivre dans la solution d'essai, obtenue à partir de la courbe d'étalonnage (7.4), µg/cm
;
— concentration de cuivre dans la solution à blanc, mcg/cm
;
— facteur de dilution selon 7.3.1 :
1 - pour un échantillon avec une fraction massique attendue de cuivre de 0,1% ou moins;
5 - pour les échantillons avec une fraction massique attendue de cuivre supérieure à 0,1%;
est la masse de l'échantillon analytique, g.
8.2 Précision
Cette méthode a été testée en routine dans huit laboratoires pour cinq niveaux de cuivre, chaque laboratoire effectuant 4 à 5 déterminations à chaque niveau.
Le traitement statistique des résultats a été réalisé conformément à la norme ISO 5725-1 avec un niveau de confiance de 0,95.
Les données obtenues ont montré une dépendance logarithmique des résultats de l'analyse entre la fraction massique de cuivre, la limite de répétabilité (convergence) et la limite de reproductibilité dans la plage de la fraction massique de cuivre de 0,02% à 5%. Une partie de la gamme est indiquée dans le tableau 2.
Tableau 2
En pourcentage
| Fraction massique de cuivre | Limite de répétabilité (convergence) | Limite de reproductibilité |
| 0,005 | 0,0004 | 0,0007 |
| 0,010 | 0,0007 | 0,0013 |
| 0,020 | 0,0013 | 0,0025 |
| 0,050 | 0,0031 | 0,0057 |
| 0,100 | 0,0060 | 0,011 |
| 0,20 | 0,012 | 0,020 |
| 0,50 | 0,028 | 0,046 |
L'écart entre deux résultats uniques trouvés dans un test identique d'un matériau par le même analyste utilisant le même appareil et des tests dans un court laps de temps dépassera la limite de répétabilité en moyenne, pas plus d'un cas sur 20 avec l'exécution habituelle et correcte des opérations de la méthodologie.
L'écart entre deux résultats distincts et indépendants obtenus par deux exécutants dans des laboratoires différents sur le même matériel d'essai dépassera la limite de reproductibilité en moyenne, pas plus d'un cas sur 20 avec l'exécution habituelle et correcte des opérations de la méthodologie.
9 Rapport d'essai
Le rapport d'essai doit contenir :
a) la méthode utilisée en référence à la présente Norme internationale ;
b) les résultats des tests ;
c) les caractéristiques relevées lors des essais ;
d) toute opération non couverte par la présente Norme internationale ou toute opération supplémentaire susceptible d'affecter les résultats d'essai.
Annexe OUI (référence). Informations sur la conformité des normes internationales de référence avec les normes nationales de référence de la Fédération de Russie (et les normes interétatiques en vigueur à ce titre)
Annexe OUI
(référence)
| Désignation de la norme internationale de référence | Degré de conformité | Désignation et nom de la norme nationale correspondante |
| ISO 5725-1:1994 | IDT | GOST R ISO 5725-1-2002 « Exactitude (exactitude et précision) des méthodes de mesure et des résultats. Partie 1. Dispositions de base et définitions" |
| ISO 14284:1996 | IDT | GOST R ISO 14284-2009 « Acier et fonte. Sélection et préparation des échantillons pour la détermination de la composition chimique" |
| Remarque - Ce tableau utilise le symbole suivant pour le degré de conformité des normes : — IDT — normes identiques. | ||
