ГОСТ 28817-90
(СТ СЭВ 6747-89,
ИСО 4503-78,
ИСО 4883-78)
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ ТВЕРДЫЕ СПЕЧЕННЫЕ. РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
Sintered hardmetals. Determination of metallic elements by X-ray fluorescence
ОКСТУ 1709
Дата введения 1991-07-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
С.Н. Суворова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 27.12.90 N 3363
3. Приложения 1 и 2 настоящего стандарта подготовлены методом прямого применения международных стандартов ИСО 4503-78* "Твердые сплавы. Определение содержания металлических элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод плавления" и ИСО 4883-78* "Твердые сплавы. Определение металлических элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод растворения" Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 6747-89, кроме приложений 1 и 2
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер раздела |
ГОСТ 4461-77 | 2 |
ГОСТ 5817-77 | 2 |
ГОСТ 10484-78 | 2 |
ГОСТ 18300-87 | 2 |
Настоящий стандарт устанавливает рентгенофлуоресцентный метод определения титана, тантала, кобальта, ниобия, вольфрама и железа в сложных карбидах, твердосплавных карбидных смесях и предварительно спеченных твердых сплавах (далее твердые сплавы) при массовой доле: титана от 1,0 до 40,0%, кобальта от 1,0 до 60,0%, тантала от 0,1 до 35,0%, железа от 0,01 до 3,0%, ниобия от 0,05 до 15,0%, вольфрама от 45,0 до 95,0%.
Метод основан на возбуждении характеристического вторичного рентгеновского излучения определяемого компонента и регистрации этого излучения спектрометрической аппаратурой.
Допускается проводить анализ по международным стандартам ИСО 4503 и ИСО 4883, приведенным в приложениях 1 и 2.
При разногласиях анализ проводится по стандарту.
1. АППАРАТУРА
1.1. Оборудование лабораторное обычное.
1.2. Спектрометр рентгенофлуоресцентный СРМ-20М, СРМ-25 или любого другого типа.
1.3. Комплекс вычислительный.
1.4. Пресс с усилием 10 т/см
2. МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спирт этиловый ректификованный технический ГОСТ 18300.
Кислота борная.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Вата.
Стандартные образцы категории ОСО и СОП, в которых аттестованное содержание компонентов не отличается от анализируемых более чем в два раза.
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Подготовка анализируемых проб и стандартных образцов.
В пресоформу засылают 4-5 г борной кислоты ровным слоем. На полученную подложку из борной кислоты высыпают ровным слоем 4-5 г анализируемой пробы. Прессуют таблетку и помещают ее в кассету прибора.
Аналогично изготавливают таблетки стандартного образца.
Стандартные образцы по гранулометрическому составу должны соответствовать анализируемой пробе.
3.2. На спектрометре устанавливают характеристическую длину волны определяемого компонента; на квантометре фиксируют каналы, по которым будет производиться отсчет характеристического излучения определяемого компонента.
Одновременно устанавливают рабочее напряжение и ток на рентгеновской трубке. Все параметры измерения, включая материал анода рентгеновской трубки, выбирают таким образом, чтобы получить оптимальное число импульсов, при этом необходимо использовать следующие аналитические линии: титан -
Подключают вычислительный комплекс и вводят в него программу, необходимую для обработки результатов анализа.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Массовую долю компонента (
где
где
где
к = 1, 2, 3, .......
Таким образом, массовая доля компонента (
где
________________
* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - .
4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р=0,95 не должны превышать значений, указанных в таблице.
Определяемый компонент | Массовая доля компонента, % | Абсолютные допустимые расхождения, % | ||||
Титан | От | 0,1 | до | 5,0 | включ. | 0,06 |
Св. | 5,0 | " | 10,0 | " | 0,20 | |
" | 10,0 | " | 40,0 | " | 0,30 | |
Тантал | От | 0,1 | до | 3,0 | включ. | 0,06 |
Св. | 3,0 | " | 10,0 | " | 0,10 | |
" | 10,0 | " | 20,0 | " | 0,20 | |
" | 20,0 | " | 35,0 | " | 0,30 | |
Кобальт | От | 1,0 | до | 5,0 | включ. | 0,09 |
Св. | 5,0 | " | 15,0 | " | 0,20 | |
" | 15,0 | " | 45,0 | " | 0,30 | |
" | 45,0 | " | 60,0 | " | 0,50 | |
Железо | От | 0,01 | до | 0,1 | включ. | 0,006 |
Св. | 0,1 | " | 1,0 | " | 0,05 | |
" | 1,0 | " | 3,0 | " | 0,09 | |
Ниобий | От | 0,05 | до | 0,1 | включ. | 0,005 |
Св. | 0,1 | " | 1,0 | " | 0,06 | |
" | 1,0 | " | 5,0 | " | 0,10 | |
" | 5,0 | " | 15,0 | " | 0,30 | |
Вольфрам | От | 45 | до | 60 | включ. | 0,7 |
Св. | 60 | " | 80 | " | 1,0 | |
" | 80 | " | 95 | " | 1,2 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ИСО 4503-78
Твердые сплавы. Определение содержания металлических элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод плавления
1. Назначение
Настоящий стандарт устанавливает рентгеновский флуоресцентный метод определения кобальта, хрома, железа, марганца, молибдена, никеля, ниобия, тантала, титана, вольфрама, ванадия и циркония в карбидах и твердых сплавах.
2. Область применения
Метод применим к:
карбидам ниобия, тантала, титана, ванадия, вольфрама и циркония;
смесям этих карбидов и металлическим связкам;
всем маркам предварительно спеченных или спеченных твердых сплавов, полученных из этих карбидов.
Массовая доля элементов приведена в табл.1.
Таблица 1
Определяемый элемент | Массовая доля, % |
Кобальт | 0,05-50 |
Хром | 0,05-2,0 |
Железо | 0,05-2,0 |
Марганец | 0,05-2,5 |
Молибден | 0,05-5,0 |
Ниобий | 0,05-15 |
Никель | 0,05-5,0 |
Тантал | 0,10-30 |
Титан | 0,3-30 |
Ванадий | 0,15-4,0 |
Вольфрам | 45-95 |
Цирконий | 0,05-2,0 |
3. Сущность
Определяется метод измерения интенсивности характеристического рентгеновского спектра элементов. Для ликвидации влияний размера частиц и влияний интерференции испытуемая порция растворяется в соответствующей смеси кислот и преобразуется в сульфаты или непосредственно окисляется. Сульфаты или оксиды затем расплавляются в смеси тетрабората натрия и соединения бария.
4. Интерферентные элементы
Следует учесть влияние, например, линейной интерференции титана и вольфрама на ванадий.
5. Реагенты
Во время анализа используйте реагенты только известной аналитической марки и только дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.
5.1. Пероксид бария, безводный, или карбонат бария, безводный.
5.2. Тетраборат натрия, безводный.
Для обеспечения обезвоживания нагрейте тетраборат натрия примерно до 400 °С.
5.3. Фтористоводородная кислота,
5.4. Азотная кислота,
5.5. Серная кислота,
6. Аппаратура
Обычная лабораторная аппаратура.
6.1. Рентгеновский спектрометр.
6.2. Печи для окисления испытуемой порции от 700 до 900 °С и для подготовки расплава бората, примерно, при 1100 °С.
6.3. Платиновые тарелочки, 50 до 100 мл.
Примечание. Желательно использовать тарелочки, изготовленные из 95% Pt + 5% Au.
6.4. Пластина с отполированной поверхностью из сплава платины составом, например, 85% Pt + 10% Rh + 5% Au или 95% Pt + 5% Au.
Примечание. Пластина должна иметь температуру на поверхности от 300 до 400 °С, при котором диск из бората легко отсоединялся и не растрескивался.
6.5. Латунные кольца или жаропрочные стальные цилиндры, или графитовые цилиндры.
Примечание. Вместо пластины и латунных колец можно использовать формы из графита или жаропрочной стали.
6.6. Приспособление для сухого или мокрого шлифования.
7. Подготовка образца
7.1. Образец следует измельчить в ступке, изготовленной из материала, который не влияет на состав образца. Измельченный материал следует просеять через сито с отверстиями 2 мм при использовании метода растворения в кислоте или просеять через сито с отверстиями 0,18 мм при использовании метода окисления.
7.2. Анализ следует проводить на двух или трех испытуемых порциях.
8. Процедура
8.1. Взвесьте с точностью до ближайших 0,001 г примерно 0,5 г испытуемого образца.
Примечание. Если в состав образца входит смазка, следует внести поправку на содержание смазки.
8.2. Испытуемую порцию помещают на платиновую тарелочку и либо растворяют, либо окисляют. Процедуру окисления не используют, если содержание молибдена превышает 0,1% (м/м).
8.2.1. Добавьте 15 мл азотной кислоты в неокисленную или частично окисленную порцию, умеренно нагрейте тарелочку, добавьте капля за каплей 2 мл фтористоводородной кислоты и выдержите тарелочку при умеренной температуре.
После полного растворения испытуемой порции добавьте 1-2 мл серной кислоты. Высушите и нагрейте примерно при 600 °С до тех пор, пока не прекратится образование
Так как существует возможность перемещения молибдена из одного тигеля в другой, то постарайтесь избежать такого перемещения во время процесса нагрева. Поэтому не нагревайте образцы с высоким и низким содержанием молибдена в печи в одной партии.
8.2.2. Окислите испытуемую порцию на воздухе в печи при температуре от 700 до 900 °С в течение 1 часа. Если достигнуто полное окисление, то продолжайте, как указано в п.8.3. Если не достигнуто полное окисление (как, например, в твердых сплавах с высоким содержанием титана), то продолжайте, как указано в п.8.2.1.
8.3. Хорошо перемешайте испытуемую порцию с расплавленной буферной смесью, содержащей (15±0,01) г тетрабората натрия и (4±0,01) г пероксида бария или (4,5±0,01) г карбоната бария и постепенно нагревайте тарелочку до тех пор, пока ее содержимое не расплавится полностью и не окончится реакция. Накройте тарелочку крышкой. Растворите оксиды, расплавив их при температуре примерно 1100 °С в течение 10-15 мин. Для получения однородной массы помешайте расплав.
8.4. Налейте расплав в предварительно нагретое кольцо, помещенное на опорную пластину, лежащую на нагревательном устройстве с температурой 300-400 °С. Оставьте охлаждаться до тех пор, пока диск не отойдет от пластины. Поместите диск с кольцом на асбестовую пластину и дайте им остыть до комнатной температуры.
8.5. Проведите сухое или мокрое шлифование диска на шлифовальном устройстве до получения гладкой и ровной поверхности.
Примечание. Окончательное сухое или мокрое шлифование должно быть выполнено наждачной бумагой N 220. Следует соблюдать осторожность при шлифовании всухую, чтобы избежать загрязнения образца шлифовальной бумагой.
8.6. Анализ с помощью рентгеновской спектрометрии.
9. Рентгеновский флуоресцентный анализ
9.1. Для получения оптимального числа импульсов следует учесть все параметры измерения, включая материал мишени рентгеновской трубки.
9.2. Следует использовать аналитические линии, показанные в табл.2.
Таблица 2
Элемент | Со, Cr, Fe, Мn, Mo, Mb, Ni, Ti, V, Zr | Та, W |
Аналитическая линия |
Примечание. Рекомендуется измерять все элементы в первом порядке отражения от кристалла Li А (200). При определении титана берутся измерения отражений второго порядка от кристалла РЕТ (пентаэритрит).
9.3. В случае необходимости следует производить коррекцию на фон.
10. Подготовка калибровочных кривых
Калибровочные кривые должны строиться на основании синтетически подготовленных образцов, состав которых указан в п.2, и которые должны примерно соответствовать маркам анализируемых твердых сплавов. При подготовке образцов известные количества металлов или их соответствующих соединений должны тщательно перемешиваться. Анализ смесей проводится так, как указано в пп.8.2-8.6.
11. Запись результатов
11.1. Допуски
Отклонения двух или трех произвольных определений не должны превышать значений, приведенных в табл.3.
Таблица 3
Массовая доля, % | Абсолютные допускаемые расхождения двух определений, % | Абсолютные допускаемые расхождения трех определений, % | ||||
От | 0,05 | до | 0,4 | включ. | 0,04 | 0,05 |
Св. | 0,4 | " | 2 | " | 0,20 | 0,25 |
" | 2 | " | 10 | " | 0,30 | 0,35 |
" | 10 | " | 30 | " | 0,4 | 0,5 |
" | 30 | " | 95 | " | 1,0 | 1,2 |
11.2. Окончательный результат
Представляется среднее арифметическое значение приемлемых измерений, округленных до ближайшего значения (табл.4).
Таблица 4
Массовая доля, % | Округление до ближайшего, % | ||||
От | 0,05 | до | 0,4 | включ. | 0,01 |
Св. | 0,4 | " | 30 | " | 0,1 |
" | 30 | " | 95 | " | 1 |
12. Отчет об испытаниях
В отчет об испытаниях должна быть включена следующая информация:
а) ссылка на данный Международный стандарт;
б) подробная информация, касающаяся идентификации испытуемого образца;
в) полученные результаты;
г) процедуры, не указанные в данном Международном стандарте или рассматриваемые как второстепенные;
д) любые детали, не оговоренные в данном Международном стандарте, которые могут повлиять на результат.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ИСО 4883-78
Твердые сплавы. Определение металлических элементов рентгеновской флуоресценцией. Метод растворения
1. Назначение
Стандарт устанавливает рентгеновский флуоресцентный метод определения кобальта, железа, марганца, молибдена, никеля, ниобия, тантала, титана, вольфрама, ванадия и циркония в карбидах и твердых сплавах. Результаты, определяемые этим методом по ИСО 4503 в тех же пределах, эквивалентны, а стандарты - взаимозаменяемы.
2. Область применения
Метод применим к:
карбидам ниобия, тантала, титана, ванадия, вольфрама и циркония;
смесям этих карбидов и связующих металлов;
ко всем маркам предварительно спеченных, спеченных твердых сплавов, полученных из этих карбидов, минимальная массовая доля элементов приведена в табл.1.
Таблица 1
Определяемый элемент | Массовая доля, % |
Кобальт | 0,05 |
Железо | 0,05 |
Марганец | 0,05 |
Молибден | 0,05 |
Ниобий | 0,07 |
Никель | 0,05 |
Тантал | 0,10 |
Титан | 0,2 |
Ванадий | 0,05 |
Вольфрам | 0,10 |
Цирконий | 0,05 |
3. Сущность
Измерение интенсивности характеристического спектра рентгеновского излучения определяемых элементов. Для исключения влияния эффектов, связанных с размерами частиц и взаимодействиями между элементами, проба растворяется в смеси фтористоводородной и азотной кислот.
4. Интерферентные элементы
Следует учитывать влияние, например, линейной интерференции титана и вольфрама на ванадий.
5. Реагенты
Во время анализа используйте реагенты только известной аналитической марки и только дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.
5.1. Фтористоводородная кислота:
5.2. Азотная кислота:
5.3. Растворитель.
Смешать две части фтористоводородной кислоты, одну часть азотной кислоты и две части дистиллированной воды.
5.4. Раствор винная кислота 200 г/л*.
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - .
6. Аппаратура
Обычная лабораторная аппаратура.
6.1. Рентгеновский спектрометр, приспособленный для проведения анализа растворов.
6.2. Кюветы для образцов готовятся из материалов, стойких к воздействию смеси фтористоводородной и азотной кислот; окошки кювет закрываются пленкой толщиной 6 мкм, изготовленной из эфиро-пропилено-терефталевой кислоты.
7. Подготовка образца
7.1. Образец должен измельчаться в ступке, изготовленной из материала, не влияющего на состав образца. Измельченный материал должен быть просеян через сито с диаметром отверстия 2 мм.
7.2. Анализы следует проводить на двух или трех испытуемых порциях.
8. Процедура
8.1. Взвесьте в полипропиленовом стакане емкостью 150 мл (2±0,001) г испытуемого образца.
Примечание. Если в состав образца входит смазка, то следует внести поправку на содержание образца.
8.2. Добавьте к образцу 20 мл растворителя. Добейтесь полного растворения пробы путем 30-минутного нагревания на водяной бане.
8.3. Охладите раствор и поместите раствор в 50 мл мерную полипропиленовую колбу, содержащую 10 мл раствора винной кислоты.
Доведите объем водой до метки и перемешайте.
8.4. Отфильтруйте раствор через сухой фильтр в полипропиленовый стакан.
8.5. Заполните кювету раствором так, чтобы высота раствора была не менее 10 мм.
8.6. Проведите анализ с помощью рентгеновского спектрометра.
9. Рентгеновский флуоресцентный анализ
9.1. Подберите все параметры, включая материал мишени рентгеновской трубки для получения оптимального числа импульсов.
9.2. Использовать аналитические линии, показанные в табл.2.
Таблица 2
Элемент | Со, Fe, Мn, Mo, Nb, Ni, Ti, V, Zr | Та, W |
Аналитическая линия |
9.3. Если есть необходимость, сделайте поправку на фон.
10. Построение градуировочных кривых
10.1. Построение градуировочных кривых должно проводиться с использованием, как минимум, пяти эталонных образцов, приготовленных по методу, описанному в разделе 8, исходя из точно известных количеств смесей чистых металлов или их соответствующих соединений. Для каждого типа твердых сплавов должна быть построена своя градуировочная кривая.
В качестве внешнего эталона используется эталонный образец, имеющий примерно тот же состав, что и анализируемый образец.
Градуировочные кривые должны быть построены для каждого элемента путем нахождения зависимости между его концентрацией и отношением интенсивности рентгеновского излучения эталонного образца и рентгеновского излучения внешнего эталона.
10.2. Элементы в испытуемом образце должны определяться нахождением отношения интенсивности рентгеновского излучения исследуемого образца к интенсивности рентгеновского излучения внешнего эталона и определения концентрации из соответствующей градуировочной кривой.
11. Запись результатов
11.1. Допуски
Отклонения двух или трех произвольных определений не должны превышать значений, приведенных в табл.3.
Таблица 3
Массовая доля, % | Абсолютные допустимые расхождения двух определений, % | Абсолютные допустимые расхождения трех определений, % | ||||
От | 0,05 | до | 0,4 | включ. | 0,04 | 0,05 |
Св. | 0,4 | " | 2 | " | 0,20 | 0,25 |
" | 2 | " | 10 | " | 0,30 | 0,35 |
" | 10 | " | 30 | " | 0,4 | 0,5 |
" | 30 | " | 95 | " | 1,0 | 1,2 |
11.2. Конечные результаты
Представляется среднее арифметическое значение приемлемых измерений, округленных до ближайшего значения (табл.4).
Таблица 4
Массовая доля, % | Округление до ближайшего, % | ||||
От | 0,05 | до | 0,4 | включ. | 0,01 |
Св. | 0,4 | " | 30 | " | 0,1 |
" | 30 | " | 95 | " | 1 |
12. Отчет об испытаниях
В отчет об испытаниях должны быть включены:
а) ссылка на данный Международный стандарт;
б) подробная информация, касающаяся идентификации образца;
в) полученные результаты;
г) процедуры, не указанные в данном Международном стандарте или рассматриваемые как второстепенные;
д) любые детали, способные повлиять на результат.
Электронный текст документа
и сверен по:
М.: Издательство стандартов, 1991