ГОСТ 22536.4-88 СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ
И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения кремния

ГОСТ 22536.4-88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ 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

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий 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.

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

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

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

воспроизведенное в стандартном образце значение массовой доли 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 проводят повторные измерения массовой доли кремния. Если и при повторных измерениях требования к точности результатов не выполняются, результаты анализа признают неверными, измерения прекращают до выявления и устранения причин, вызвавших нарушение нормального хода анализа.

Расхождение двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях (например, при внутрилабораторном контроле воспроизводимости), не должно превышать (при доверительной вероятности Р = 0,95) значения d_k, приведенного в 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

2.1. Сущность метода

Метод основан на выделении кремния в виде полимеризованной кремниевой кислоты из кислого раствора, ее дегидратации и взвешивании полученного диоксида кремния.

2.2. Аппаратура и реактивы

Электропечь сопротивления лабораторная.

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

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

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

Кислота хлорная, ч. д. а. или х. ч.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

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

Изделия технические 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 растворение навески 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

В стакан с навеской приливают 15-25 см³ серной кислоты (1:4), и нагревают до полного растворения пробы. Добавляют азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и 20 см³ серной кислоты (1:1). Содержимое стакана выпаривают до появления белых паров серной кислоты, которым дают выделиться 5-8 мин. Затем стакан снимают с плиты, охлаждают и осторожно по стенкам стакана приливают 10 см³соляной кислоты, слегка перемешивая содержимое. Через 4-5 мин приливают 50-70 см³ горячей воды, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают при перемешивании до растворения солей. Осадок сразу же отфильтровывают на фильтр «белая лента» с добавлением небольшого количества фильтробумажной массы и промывают горячей соляной кислотой (1:50) до отрицательной реакции промывных вод на железо (проба с раствором роданистого аммония), а затем 3-5 раз горячей водой. Фильтр с осадком сохраняют.

Фильтрат вместе с промывными водами переносят в стакан, в котором проводилось растворение, и дополнительно выделяют кремниевую кислоту, проводя операции выпаривания раствора и фильтрования осадка как приведено выше.

Фильтры с основными и дополнительно выделенными осадками помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 1000-1100 °С до постоянной массы.

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

2.3.3. Серносолянокислотный метод

В стакан с навеской приливают 30-50 см³ соляной кислоты (1:1) и нагревают до растворения пробы, затем добавляют по каплям небольшое количество азотной кислоты до прекращения вспенивания раствора и выпаривают раствор досуха.

Охлажденный сухой остаток смачивают 20 см³ серной кислоты (1:1) и нагревают до появления белых паров серной кислоты, которым дают выделяться в течение 3-5 мин. Стакан снимают с плиты, охлаждают, осторожно приливают по стенкам стакана 15 см³ соляной кислоты, слегка перемешивая содержимое стакана. Спустя 1-2 мин приливают 120-130 см³ горячей воды и нагревают до растворения солей. Далее проводят анализ как приведено в п. 2.3.2.

2.3.4. Хлорнокислотный метод

В стакан с навеской приливают 15-20 см³ азотной кислоты (1:2), накрывают стакан стеклом и нагревают до растворения пробы. Если навеска растворяется плохо, следует прибавить 10-15 см³ соляной кислоты. После растворения навески прибавляют 20-40 см³ хлорной кислоты, снова накрывают стакан стеклом и выпаривают до появления белых паров хлорной кислоты, которым дают выделяться в течение 15-20 мин. Затем стакан охлаждают, осторожно приливают 15-20 см³ соляной кислоты, 50-70 см³ горячей воды, слегка перемешивая содержимое стакана, и нагревают до растворения солей при 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 процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса тигля с осадком диоксида кремния, г;

m₂ - масса тигля с остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;

m₃ - масса тигля с 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.

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