УДК 669.85/.8б : 543.06 : 006.354    Группа    В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

РЕДКИЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ НА ИХ ОСНОВЕ

Методы определения кислорода, водорода, азота и углерода

Rare metals and their alloys. Methods for the determination of oxygen, hydrogen, nitrogen and carbon

ОКСТУ 1760

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 сентября 1977 г. № 2341 срок введения установлен

с 01.01.79

Проверен в 1983 г. Постановлением Госстандарта

от 27.07.83 № 3511 срок действия продлен    до    01.01.89

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений, галлий, индий, иттрий, все редкоземельные металлы, фториды РЗМ, а так-Ще бинарные сплавы, состав которых приведен в табл. 1 ГОСТ

22720.0— 77, и устанавливает методы вакуумной экстракции для определения кислорода, водорода, азота и углерода.

Стандарт не устанавливает методы определения водорода в металлах и сплавах с температурой плавления ^Г1200°С.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ

22720.0— 77.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Установка «Гиредмет С-911М1», которая дополнена системой подачи кислорода в экстракционную часть (черт. 1), для определения содержания газообразующих примесей в металлах.

Установка «Гиредмет С-1403М1» с блоком подачи кислорода (черт. 2) для определения содержания газообразующих примесей в металлах.

ГОСТ 22720.1-77 Стр. 2

1—кислородный баллон с редуктором; 2—сильфонный    вакуумметр; 3,    15—ва

куумные вентили; 4—вакуумное шлюз-загрузочное устройство; 5, 9, 11, 13, 17, 18, 19, 22, 24, 25. 26—малые электромагнитные клапаны; 6, 7—большие электромагнитные клапаны; 8, 27— парортутные диффузионные насосы с ловушками; 10— окислительная печь; 12—резервный баллон; 14, 23, 29—термопарные манометрические лампы; 16—автоматический манометр Мак-Леода; 20—форвакуумные насосы; 21—форвакуумная ловушка; 28—ионизационная    манометрическая лампа;

30—экстракционная печь

Черт. 2

5

На установке «Гиредмет С-911М1» (см. черт. 1) определение поправки к контрольному опыту определяют в следующем порядке. Не менее чем за 5 мин до начала отбора газа из экстракционной печи переводят краны в исходное положение (кран 7 в положение «откачка», кран 16 и вентиль окислительной печи 11 открыты, кран 10 закрыт); поднимают сосуд Дьюара с жидким азотом к отростку окислительной печи; через 10—20 с переводят кран 7 в положение «перекачка», закрывают кран 16 и включают секундомер; через 5 мин переводят кран 7 в положение «откачка» и наблюдают за окончанием процесса разделения газовой смеси по показаниям вакуумметра аналитической системы; открывают кран 16, эвакуируют газ из анализатора; закрывают кран 16, заменяют сосуд с жидким азотом на сосуд со спиртом, охлажденным до минус 60—70°С, и по окончании процесса размораживания двуокиси углерода измеряют давление С0₂ манометром Мак-Леода 12\ открывают кран 16 и отогревают отросток окислительной печи.

После эвакуации газа из анализатора установка готова к отбору следующей порции газа. Анализ образца ведут в том же порядке, что и определение поправки контрольного опыта.

В одном тигле можно проанализировать 5—10 образцов общей массой до 5 г при отношении массы ванны к массе пробы (7—10): 1. После анализа каждого образца в ванну необходимо добавлять 3—5 г никеля.

4.1.2а. Определение кислорода в металлическом ванадии и сплаве. ВВ-8 плавлением в оловянной ванне (при массовой доле кислорода более 1-10~³%)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-911М1» или «Гиредмет С-1403М1». Перед проведением анализа дегазируют тигель при температуре (2000+50)°С в течение 2—3 ч.

Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта менее 3 мкг кислорода за 3 мин при температуре анализа (1800+30)°С.

Определение величины поправки контрольного опыта проводят, как указано в п. 4.1.2. Затем нагрев выключают и после остывания тигля сбрасывают в него 0,8—1 г олова. Доводят тем-

14

ГОСТ 22720.1-77 Стр. 12

пературу тигля до (1800±30)°С, повышая ток анода генераторной лампы в течение 4 мин. Через 2 мин повторяют измерение величины поправки контрольного опыта.

Анализируют первый образец. Время экстракции — 3 мин при температуре (1800±30)°С.

Проводят измерение величины поправки контрольного опыта.

За 30 с до начала анализа второго образца сбрасывают в тигель 0,3—0,4 г олова.

По окончании анализа второго образца проводят измерение величины поправки контрольного опыта; за 30 с до анализа третьего образца сбрасывают в тигель 0,3—0,4 г олова ... и т. д.

В одном тигле допускается анализ до 20 образцов общей массой до 10 г.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

4.1.3.    Определение кислорода в ниобии, ванадии, тантале, молибдене и бинарных сплавах этих элементов, за исключением сплавов с титаном, цирконием, хромом, алюминием и германием, плавлением в платиновой ванне (при массовой доле кислорода

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-1403М1» (см. черт. 2) или «Гиредмет С-911М1» (см. черт. 1). Экстракционную печь в сборе см. на черт. 6.

Перед проведением анализа дегазируют тигель при (2000±50)°С в течение 2—3 ч. Затем снижают температуру до 1500—1600°С и сбрасывают в тигель куски платины общей массой 7—8 г. Повышают температуру тигля до (1900±50)°С и дегазируют расплав 10 мин.

Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта 2-10~⁴% кислорода на 1 г навески за 5 мин при температуре анализа (1900±50)°С.

Далее анализ ведут, как указано в пп. 4.1.1 и 4.1.2. Отношение массы ванны к массе анализируемого материала поддерживают равным (8—10) : 1. С этой целью перед каждым определением в тигель добавляют соответствующее количество платины. Суммарная масса анализируемого материала в одном тигле не должна превышать 7 г.

4.1.4.    Определение кислорода в ниобии, тантале и их бинарных сплавах, за исключением сплавов с титаном, цирконием, алюминием и германием, плавлением в никелевой ванне и никелевых капсулах (при массовой доле кислорода ^2-10~³%)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-1403М1» (см. черт. 2) или установке «Гиредмет С-911 Ml» (см. черт. 1). Экстракционная печь в сборе приведена на черт. 6.

Перед анализом образцы загружают в капсулы (см. черт. 4). Тигель дегазируют при (2000±50)°С в течение 1,5 —2 ч. Затем снижают температуру до 1000—1200°С и сбрасывают в тигель отрез-

15

Стр. 13 ГОСТ 22720.1-77

ки никелевого прутка общей массой 4—5 г. Повышают температуру тигля до (1700±50)°С и дегазируют расплав 10—15 мин.

Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта ^5‘10^_4% кислорода (без капсулы) или <Ь10-³% кислорода (с капсулой) на 1 г навески за 5 мин при температуре анализа (1700±50)°С. Пустые капсулы анализируют перед первым и последним образцами. Далее анализ ведут как указано в пп. 4.1.1 и 4.1.2. Отношение массы ванны к массе анализируемого материала поддерживают равным (7—10): 1 (за счет утяжеленных капсул и, при необходимости, добавкой кусков никеля). Суммарная масса анализируемого материала в одном тигле не должна превышать 5 г.

4.1.5. Определение кислорода в цирконии, гафнии и их бинарных сплавах, а также в сплавах ванадий—цирконий,    ванадий—алюминий,

ванадий—хром, ниобий—алюминий,    ниобий—

титан, ниобий—германий плавлением в никелевой ванне и никелевых капсулах с применением олова (при массовой доле кислорода ^1-10~²%)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-1403М1» (см. черт. 2) или на установке «Гиредмет С-911М1» (см. черт. 1). Экстракционная печь в сборе приведена на черт. 6.

Перед анализом образцы загружают в капсулы (см. черт. 4). Тигель дегазируют при температуре (2100±50)°С в течение 3 ч. Затем выключают нагрев и через 2 мин сбрасывают в тигель 1 г олова и 4—5 г никеля. Включают нагрев, поднимают температуру тигля до (1900±50)°С (для сплавов ванадий—хром и ниобий—германий—(1700±50)°С и дегазируют расплав 10—15 мин. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта г^3-10~³% кислорода (без капсулы) или ^4*10~³% кислорода (с капсулой) на 1 г навески за 5 мин при температуре анализа (19004; ±50)°С. Пустые капсулы анализируют перед первым и последним образцами. После анализа первой пустой капсулы сбрасывают в тигель 0,3 г олова, проводят измерение поправки контрольного опыта и затем анализ образца.В дальнейшем сбрасывают в расплав олово перед каж-Черт. 7    дым    определением.    Далее    анализ    ведут,    как    ука-

ГОСТ 22720.1-77 Стр. 14

зано в пп. 4.1.1 и 4.1.2. Отношение массы ванны к массе анализируемого материала поддерживают равным (10—15): 1. Суммарная масса анализируемого материала в одном тигле не должна превышать 2,5 г.

4.1.6. Определение содержания кислорода в иттрии, редкоземельных металлах и их бинарных сплавах плавлением в медноникелевой ванне (при массовой доле кислорода ^1-10~²%)

Анализ ведут на установке «Гиредмет С-911М1» (см. черт. 1). Экстракционная печь приведена на черт. 7. Графитовая крышка 5 (см. черт. 7) молибденовой проволокой 6 прикреплена к стальному сердечнику, сердечник передвигается магнитом и служит для подъема и опускания крышки 5 тигля 3.

Графитовые детали к экстракционной печи: первый графитовый экран — черт. 8, графитовый тигель — черт. 9, второй графитовый экран — черт. 10, графитовая крышка — черт. 11, кварцевая воронка — черт. 12.

Допускается использовать установку «Гиредмет С-1403М1» (см. черт. 2), в которой вакуумный шлюз заменен стеклянным или

Стр. 15 ГОСТ 22720.1-77

кварцевым загрузочным устройством, аналогичным загрузочному устройству установки «Гиредмет С-911М1».

Перед анализом образцы загружают в никелевые капсулы, отличающиеся от изображенных на черт. 4 тем, что глубина сверления составляет не 4,5, а 7,5 мм. (При работе с утяжеленными капсулами происходит, хотя и кратковременное, но нежелательное в данном случае охлаждение расплава). Вместе с образцом в каждую капсулу помещают кусок олова массой 0,3 г и массовой долей кислорода <Ы0-³%, а перед капсулой в загрузочное устройство — кусок никеля массой 1,5 г.

Никель предварительно дегазируют по той же методике, что и капсулы. В две капсулы (первую , и последнюю) закладывают только олово (0,3 г). Тигель дегазируют при (2000±50)°С в течение 2 ч. Затем снижают температуру до 1000—1200°С, сбрасывают в тигель материал ванны 15 г меди и 15 г никеля, поднимают температуру до (1700±50)°С и дегазируют расплав 15—20 мин.

Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта s^l-10~³% кислорода (без капсулы) или 18

sg:3-lCh³% кислорода (с никелем, капсулой и оловом) на 1 г навески за 5 мин при температуре анализа (1700±50)°С.

После измерения поправки контрольного опыта приподнимают графитовую крышку 5 (см. черт 7), сбрасывают в тигель 1,5 г никеля и капсулу с оловом (без образца), закрывают крышку и перекачивают газ в анализатор в течение 5 мин. Капсулы с образцами анализируют аналогичным образом, но кусок никеля сбрасывают за 20 с до капсулы. Анализ смеси экстрагированных газов проводят, как указано в п. 4.1.2. Суммарная масса анализируемого материала в одном тигле не должна превышать 1,5 г для самария и европия и 3,0 г для остальных редкоземельных металлов.

4.1.7. Определение кислорода во фторидах редкоземельных металлов и иттрии плавлением без ванны (при массовой доле кислорода^ 1 • 10~³%)

Анализ ведут на установке «Гиредмет С-911М1» (см. черт. 1). Экстракционная печь в сборе приведена на черт. 13. Графитовая крышка 8 (см. черт. 13) через втулку 12 запирает тигель 5. Крышка 8 молибденовой проволокой 9 прикрепляется к стальному толкателю, который передвигается магнитом и служит для подъема и опускания крышки 8.

Графитовые и кварцевые детали к экстракционной печи: кварцевая воронка — черт. 14, графитовый держатель — черт. 15, первый графитовый экран — черт. 16, графитовый тигель — черт. 17, графитовый отражатель-лепесток— черт. 18, второй графитовый экран — черт. 19, графитовая крышка — черт. 20, кварцевая воронка — черт. 21, графитовый штифт — черт. 22, первая графитовая втулка—черт. 23, вторая графитовая втулка — черт. 24.

Допускается использовать установку «Гиредмет С-1403М1», в которой вакуумный шлюз затенен стеклянным или кварцевым загрузочным устройством, аналогич-

ным загрузочному устройству установки «Гиредмет С-911М1».

Тигель дегазируют при (2100±50)°С в течение 2—3 ч. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта ^3*10”⁴% кислорода на 1 г навески за 5 мин при температуре анализа (1800±50)°С.

Перед сбрасыванием образца графитовую крышку над тиглем поднимают и опускают, как только образец упадет в тигель. Время экстракции — 5 мин. Порядок анализа указан в пп. 4.1.1 и 4.1.2. Поправку контрольного опыта определяют перед анализом очередного образца.

4.1.8. Определение кислорода в редкоземельных металлах, иттрии и сплавах типа мишметалла, самарий—празеодим, гадолиний—самарий методом плавления в ванне из фторида редкоземельного металла (при массовой доле кислорода ^2-10~³%) Аппаратура, условия дегазации тигля и проведения анализа указаны в п. 4.1.7. Перед каждым определением в тигель сбрасывают 0,4—0,5 г плавленого фторида одного из редкоземельных металлов (за исключением фторидов самария и европия) и 0,3 г

ГОСТ 22720.1-77 Orp. 20

Черт. 24

олова и дегазируют 5 мин. Количество материала, которое допускается анализировать в одном тигле при непрерывном ведении процесса, составляет 4 г (1 г для самария и европия). При анализе самария и европия в тигель вместе с оловом и фторидом редкоземельных металлов вводят 0,3 г индия, а после каждого определения в экстракционную печь напускают кислород до давления 0,053—0,067 МПа (400—500 тор) с последующей откачкой и дегазацией тигля при температуре 2000°С до установления величины поправки контрольного опыта, указанной в п. 4.1.7.

4.1.9. Определение кислорода в индии, галлии и их бинарных сплавах плавлением без ванны (при массовой доле кислорода >5-10-⁴%)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-911М1» (см. черт. 1). Экстракционная печь в сборе приведена на черт. 25. Графитовая крышка 6 (см. черт. 25) молибденовой проволокой 7 прикреплена к стальному сердечнику, который передвигается магнитом и служит для подъема и опускания крышки 6 тигля 5.

Графитовые детали к экстракционной печи: графитовый держатель — черт. 26, графитовый экран — черт. 27, графитовый ти-гёль — черт. 28, графитовая крышка — черт. 29.

Допускается использовать установку «Гиредмет С-1403М1», в которой вакуумный шлюз заменен стеклянным или кварцевым загрузочным устройством, аналогичным загрузочному устройству установки «Гиредмет С-911М1».

Тигель дегазируют при (2000+50) °С в течение 1—1,5 ч. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта 2^Ы0~⁴% кислорода на 1 г навески за 3 мин при (1150±50)°С. После определения поправки контрольного опыта поднимают гра-

23

Установка «Гиредмет С-911М1», оснащенная экстракционной печью с концентратором тока.

Установки дополняются загрузочными устройствами из проз-рачного кварца: компрессионные манометры анализаторов — шкалами с ценой деления 1 • 10~⁴ тор.

Трубчатая печь сопротивления для нагрева образцов в загрузочном устройстве. Основные характеристики печи:

внутренний диаметр .......(26±0,5) мм;

длина ...........(140± 10) мм;

материал нагревателя.......нихром;

сопротивление нагревателя ..... 50—100 Ом;

диаметр проволоки........0,4—0,8 мм;

пределы регулирования

температуры ....... 300—1100°С.

Допускается использовать другую аппаратуру, не уступающую по основным аналитическим параметрам (воспроизводимость, предел обнаружения, вакуум, поправка контрольного опыта, температура тигля) приведенным выше приборам.

Тигли, экраны и другие детали из графита марки ГМЗОСЧ или МГОСЧ.

Тигли лабораторные корундовые.

Пруток и лента из никеля марки Н1 или Н2 по ГОСТ 8409-79,. переплавленного в вакууме.

Пруток медный по ГОСТ 1535-71.

Платина аффинированная марки Пла-1 по ГОСТ 12341-81. Окись меди гранулированная по ГОСТ 16539-79.

Смазка вакуумная в тюбиках.

Кислота азбтная по ГОСТ 4461-77.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Эфир этиловый, х. ч.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-72. Кислород газообразный технический по ГОСТ 5583-78.

Азот жидкий технический по ГОСТ 9293-74.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Олово гранулированное марки 01 или 02 по ГОСТ 860-75. Ртуть марки Р0 по ГОСТ 4658-73.

Масло вакуумное ВМ-4.

Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556-81.

Бязь хлопчатобумажная по ГОСТ 11680-76.

Метан.

Калий хромовокислый по ГОСТ 4459-75.

Кислота серная по ГОСТ 4207-75.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6

фитовую крышку 6, сбрасывают образец в тигель 5 и закрывают крышку. Операции по анализу смеси экстрагированных газов проводят, как указано в пп. 4.1.1 и 4.1.2, с обязательным измерением поправки контрольного опыта перед каждым анализом.

4.2. Определение кислорода методом высокотемпературного вакуум-нагрева

Метод высокотемпературного вакуум-нагрева для определения кислорода заключается в следующем. Образец сбрасывают в графитовый тигель вакуумной печи при температуре 2000°С. При этом кислород диффундирует к поверхности образца, где взаимодействует с газообразным углеродом, находящимся в равновесии с графитом тигля. Образующаяся окись углерода выделяется в газовую фазу и количественно определяется в газоанализаторе.

4.2.1. Определение кислорода в ниобии, тантале, молибдене, вольфраме, рении и сплавах ниобий—вольфрам, ниобий—молибден, тантал— вольфрам,    молибден—рений,    вольфрам—ре

ний без расплавления образца (при массовой доле кислорода ^2-10~³%)

Анализируют компактные образцы толщиной не более 1 мм, а также образцы в виде порошка и фольги, спрессованные, как указано в разд. 3. Анализ проводят на установке «Гиред-мет С-1403М1» (см. черт. 2) или на установке «Гиредмет С-911М1» (см. черт. 1). Вместо ступенчатого графитового тигля (см. черт. 6) применяют тонкостенный тигель (толщина дна и стенок 2 мм). Перед проведением анализа дегазируют тигель в течение 1,5—2 ч при (2200+ ±50)°С. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта ^1Х Х10~³% кислорода на 1 г навески за 10 мин при температуре анализа (2000+50)°С.

После сбрасывания образца в тигель проводят высокотемпературную экстракцию в течение 10 мин. Для внесения в результат анализа поправки контрольный опыт проводят перед анализом каждого образца (как указано в пп. 4.1.1 и 4.1.2). Анализ ведут в том же порядке, что и при определении поправки контрольного опыта, до тех пор, пока общая масса анализируемого материала не превысит 10 г.

4.3. Определение углерода

Черт. 25

24

ГОСТ 22720.1-77 Стр. 4

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Подготовка проб, капсул, материала ванны к анализу. Анализ проводят на двух образцах, массу которых выбирают в соответствии с табл. 1. Образцы готовят; следующим образом.

Таблица 1

Массовые доли примеси. % Масса образца. г, при определении кислорода углерода азота водорода 1. Ю-5—2. Ю-5 3 2.10-5—5-10-5 _ 2—3 2—3 _ 5.10-5—1.10-4 2,3 1,5 1.5 _ Ы0-4-5.10-4 1.5 0,5-1,0 0,5—1,0 — Ы0-4— МО-3 1.0—0,8 1,0—0,5 0,5—0,4 1,1—0,9 МО-3—5-10-3 1,0-0,8 0.5—0,4 0,4—0.3 0,9—0,8 5-10-3—Ы0-2 0,8—0,5 0,4—9,3 0,3—0,2 03—0,5 1.10-2—З.Ю-2 0,6-0,3 0.3—0.2 0,3—0,2 0,5—0,2 З.Ю-2—ыо-1 0,3—0,1 0,2—0,1 Св. МО-1 0,1—0,05 0,1—0,005

Порошок или фольгу (пробы в виде стружки не анализируют) толщиной ^50 мкм загружают в пресс-форму (черт. 3) и прессуют таблетки массой 0,1—0,5 г.

7

От слитков, листов, прутков и т. д. отбирают компактные образцы в соответствии со стандартами и нормативно-технической документацией на данную продукцию. Образцы, отобранные от слитков, образцы фольги и проволоки толщиной более 0,1 мм подвергают травлению при условиях, указанных в табл. 1 а.

Таблица 1а

Анализируемый материал Состав травнтеля Температура травления, °С Время травлеИия, мин Ниобий, кремний HF : HN03=1 : 3 25 2 Молибден HF : HN03=6 : 1, промывка в растворе хромпика 25 1 Рений HF: HN03=6: 1, промывка в растворе хромпика 50 2 Гафний, цирконий HF : HN03= 1 : 5 25 1 Ванадий HN03 • Н20= 1 : 1 25 2

После травления образцы промывают в дистиллированной воде и спирте (10 см³ спирта на один образец). При определении углерода промывка в спирте исключается. Промытые образцы переносят только чистым пинцетом. Хранят образцы в закрытых бюк-сах во избежание загрязнения поверхности.

Материал ванны (медь, никель, платину) нарезают на кусочки массой 1,5— 2 г, промывают в спирте и сушат на воздухе. В качестве пассиватора возгонов применяют олово, переплавленное в графитовом тигле при давлении 0,133 Па (Ы0~³ тор). Кусочки олова 0,3—0,4 г промывают в спирте и сушат на воздухе.

Капсулы (черт. 4) вытачивают из никеля вакуумной плавки с массовой долей кислорода <ЫО~³⁰/о, отжигают в токе водорода или в вакууме при (1000±50)°С в течение 1 ч.

После загрузки образца в капсулу края последней зажимают пассатижами или в тисках, зажимная поверхность ко-Черт. 4    торых предварительно обезжиривается.

8

ГОСТ 22720.1—77 Стр. 6

Образцы в капсулы переносят только чистым пинцетом.

При определении азота в качестве материала ванны применяют отрезки прутка никеля диаметром 12 мм и длиной 25 мм. При определении углерода — такие же отрезки прутка никеля и куски карбонильного железа массой ОД—1,0 г. Материал ванны перед загрузкой в тигель промывают в спирте и сушат на воздухе.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1.    Определение кислорода методом восстановительного плавления в вакууме

Метод восстановительного плавления в вакууме для определения кислорода заключается в следующем: образец анализируемого металла сбрасывают в графитовый тигель вакуумной печи (метод плавления без ванны) или в расплав (ванну) другого металла (железа, никеля, платины и др.), насыщенный углеродом. При этом образец плавится или растворяется в ванне. Содержащийся в пробе кислород соединяется с углеродом, выделяется в газовую фазу в виде окиси углерода и поступает в газоанализатор, где производится его количественное определение.

4.1.1.    Определение кислорода в ниобии, молибдене и сплавах ниобий-молибден, ниобий-ванадий плавлением без ванны (при массовой доле кислорода • 10~³%).

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-1403М1» (см. черт. 2). Экстракционная печь в сборе приведена на черт. 5. Перед проведением анализа дегазируют тигель при температуре (2400±50)°С в течение 30—60 мин. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта ^3*10~⁴% кислорода на 1 г навески за 2 мин при температуре анализа (2350±50)°С.

Время экстракции — 2 мин. Определение поправки контрольного опыта проводят перед анализом каждого образца в следующем порядке. Не менее чем за 5 мин до начала отбора газа из экстракционной печи переводят клапаны в исходное положение (клапаны 7, 13 — закрыты; клапаны 6, 9, 11 и вентиль 15 — открыты); откачивают камеру шлюза форвакуумным насосом; открывают вентиль шлюза на 1,5—2 оборота; поднимают сосуд Дьюара с жидким азотом к отростку окислительной печи 10\ через 10— 20 с открывают клапан 7, закрывают клапаны 6 и 9, включают секундомер и через 15 с закрывают вентиль шлюза; через 2 мин закрывают клапан 7, открывают клапан 6. По окончании разделения газовой смеси (переключатель вакуумметра в положении ЛТ-2) открывают клапан 9, эвакуируют газ (азот) из аналитиче-

9

Стр. 7 ГОСТ 22720.1-77

ской системы; закрывают клапан 9, опускают сосуд Дьюара с жидким азотом, заменяют его на сосуд Дьюара со спиртом, охлажденным до минус 60—70°С, и по окончании процесса размораживания двуокиси углерода измеряют давление С0₂ автоматическим манометром Мак-Леода 16; открывают клапан 9 и отогревают отросток окислительной печи.

При эвакуации газов из анализатора в шлюзовую камеру загружают очередной образец, откачивают шлюз форвакуумным насосом, затем открывают вентиль шлюза на 1,5—2 оборота. По окончании эвакуации газов из анализатора прибор готов к очередному анализу (клапаны 6 и 9 — закрыты, 7— открыт). После включения секундомера рукоятку вентиля шлюза поворачивают против часовой стрелки до тех пор, пока образец не упадет в тигель. Вслед за этим вентиль шлюза закрывают. Дальнейшие операции проводят в том же порядке, что и при определении поправки контрольного опыта.

Анализ серии образцов в одном тигле ведут до тех пор, пока масса расплава в тигле не превысит 10 г.

4.1.1а. Определение кислорода в ниобии и молибдене плавлением без ванны с применением концентратора тока (при массовой доле кислорода 1•10~^ъ% )

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-911М1», оснащенной экстракционной печью с концентратором тока. Перед проведением анализа дегазируют тигель при температуре (2400±50)°С в течение 25—30 мин. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта не более 3 мкг кислорода за 1 мин.

Устанавливают рабочую температуру:

(2300+50) °С — для анализа молибдена,

(2400±50)°С — для анализа ниобия.

Сбрасывают В тигель кусок ЧИСТОГО ПО ¹ — кварцевая вод оох-^r    ,,    / s .    „ лаждаемая колба; 2—

кислороду Мрлибдена (ниобия), содержащий кварцевая воронка; 3—

кислорода не более 0,001%, массой 0,5-1 г, “Г*,

проверяют правильность установки рабочей ""КРОТИГСЛЬ; 5—второй ^{г г    г    J}    г    ^    графитовый экран; 6—

температуры (время расплавления образца графитовый держатель не превышает 15 с).

Черт. 5

ГОСТ 22720.1-77 Стр. 8

Время экстракции — 1 мин. Определение поправки контрольного опыта проводят перед анализом каждого образца в следующем порядке. Не менее чем за 2 мин до начала отбора газа на экстракционной печи переводят кран установки (черт. 1) в исходное положение, а именно: кран 7 в положение «откачка», кран 16 и вентиль окислительной печи 11 открыты, кран 10 закрыт. Затем поднимают сосуд Дьюара с жидким азотом к отростку окислительной печи, через 10—20 с переводят кран в положение «перекачка», закрывают крап 16 и включают секундомер. Через 1 мин переводят кран 7 в положение «откачка» и наблюдают за окончанием процесса разделения газовой смеси по показаниям вакуумметра аналитической системы; открывают кран 16, эвакуируют газ из анализатора, закрывают кран 16; заменяют сосуд с жидким азотом на сосуд со спиртом, охлажденным до минус 70°С, и по окончании процесса размораживания двуокиси углерода измеряют давление С0₂ манометром Мак-Леода 12; открывают кран 16.

После эвакуации газа из анализатора установка готова к отбору следующей порции газа. Анализ образца проводят в том же порядке, что и определение поправки контрольного опыта.

Анализ образцов в одном тигле продолжают до тех пор, пока масса расплава в тигле не превысит 9 г.

4.1.16. Комплексное определение кислорода в ниобии и гафнии (при массовой доле кислорода в ниобии более 1-10~³%, в гафнии— более 3-10~³%)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-911М1», оснащенной концентратором тока, или на установке «Гиредмет С-1403М1». В горизонтальный отросток загрузочного устройства помещают анализируемый материал в следующем порядке:

чистый ниобий электроннолучевой плавки общей массой 1,5 г; образец гафния массой не более 0,3 г; образцы ниобия общей массой 1 г; образец гафния массой не более 0,3 г.

Суммарная масса образцов не превышает 12 г при отношении массы ниобия к массе гафния не менее 3:1.

Перед проведением анализа дегазируют тигель при температуре 2400—2450°С в течение 40 мин. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта 10 мкг кислорода за 3 мин при температуре анализа 2400—2450°С.

Для анализа сбрасывают в тигель 1,5 г ниобия и проверяют правильность установки рабочей температуры (время полного расплавления 1,5 г ниобия при температуре 2400—2450°С — не более 15 с). Дегазируют расплав в течение двух—трех минут, затем проводят определение поправки контрольного опыта за 3 мин, после чего анализируют пробу гафния. Время экстракции — 3 мин. Затем определяют величину поправки контрольного опыта за

И

Стр. 9 ГОСТ 22720.1-77

1,5 мин и анализируют образец ниобия- с обязательным измерением величины поправки контрольного опыта перед анализом каждого образца. Время экстракции кислорода из ниобия—1,5 мин. Измеряют величину поправки контрольного опыта за 3 мин, анализируют образец гафния до тех пор, пока масса расплава в тигле не превысит 12 г.

4.1.1 в. Комплексное определение кислорода в ниобии и рении (при массовой доле кислорода более 1-10~^ъ%)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-911М1», оснащенной концентратом тока, или на установке «Гиредмет С-1403М1». В горизонтальный отросток загрузочного устройства помещают анализируемый материал в следующем порядке: чистый ниобий общей массой 1,5 п образец рения массой не более 0,5 г; образец ниобия общей массой 1 г; образец рения массой не более 0,5 г ... и т. д.

Суммарная масса образцов не превышает 12 г при отношении массы ниобия к массе рения не менее 2 : 1.

Перед проведением анализа дегазируют тигель при температуре 2400—2450°С в течение 40 мин. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта 3 мкг кислорода за 1 мин при температуре анализа 2400—2450°С в течение 40 мин.

Анализ проводят, как указано в п. 4.1.16. Время экстракции кислорода из ниобия и рения, как и время определения величины поправки контрольного опыта, составляет 1 мин.

Анализ образцов в одном тигле ведут до тех пор, пока масса расплава в тигле не превысит 12 г.

4.1.1г. Определение кислорода в ниобии, молибдене и сплавах ниобий-молибден плавлением без ванны с предварительной очисткой поверхности образцов (при массовой доле кислорода от 5-10~* до 1-10-⁵%)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-1403М1», как указано в п. 4.1.1, или на установке «Гиредмет С-911М1», как указано в п. 4.1.1а.

Образцы после травления помещают в кварцевое загрузочное устройство, установку вакуумируют и проводят дегазацию графитового тигля. Время дегазации 25—30 мин, температура (2400± ±50) °С. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта не более 3 мкг кислорода за 1 мин. Разница между двумя последовательными измерениями поправки контрольного опыта не должна превышать 0,3 мкг кислорода.

По окончании дегазации нагрев тигля выключают, в экстракционную систему через натекатель подается метан до достижения давления (80±10) тор и загрузочное устройство прогревают трубчатой печью в течение 10* мин при температуре: для молибдена — (1000±50)°С; для ниобия — (1100±50)°С. Затем экстракцион-12

ГОСТ 22720.1-77 Стр. 10

ную систему вакуумируют и при достижении давления Ы0^-4 тор снимают трубчатую печь.

При нагреве происходит пиролиз метана, в результате которого поверхность образцов очищается от сорбированного кислорода и покрывается защитным слоем пироуглерода, препятствующего вторичной сорбции кислорода на образцах.

В процессе охлаждения образцов включают нагрев тигля и дегазируют его в течение 10 мин.

При    анализе ниобия температуру тигля    доводят до

(2200±50)°С, сбрасывают образец и выдерживают его при этой температуре 2 мин. Затем переводят клапаны (краны) установки (черт. 1 и 2) в положение «анализ», поднимают температуру тигля до (2400±50)°С. Время экстракции (от момента полного расплавления образца) — 1 мин. По окончании процесса экстракции проводят измерение величины поправки контрольного опыта за время, равное времени выдержки образца при температуре анализа. После этого снижают температуру тигля до (2200+50) °С и проводят анализ следующего образца в том же порядке.

При анализе молибдена температуру тигля доводят до (2300+50)°С. Время экстракции (от момента полного расплавления образца) — 1 мин. По окончании процесса экстракции проводят измерение величины поправки контрольного опыта за время, равное времени выдержки образца при температуре анализа. Анализ следующего образца проводят в том же порядке.

Анализ серии образцов ниобия или молибдена в одном тигле ведут до тех пор, пока масса расплава не превысит 12 г.

4.1.1а—4.1.1г. (Введены дополнительно, Изм. № 1).

4.1.2. Определение кислорода в ванадии, молибдене, вольфра*• ме, рении и сплавах ванадий—ниобий, ванадий—молибден, ванадий—тантал, ванадий—вольфрам, молибден—рений, вольфрам— рений, вольфрам—тантал плавлением в никелевой ванне (при массовой доле кислорода ^/• 10-³%)

Анализ ведут на установке «Гиредмет С-1403М1» (см. черт. 2) или «Гиредмет С-911М1» (см. черт. 1). Экстракционная печь в сборе приведена на черт. 6. Перед проведением анализа дегазируют тигель при (2000+50)°С в течение 1,5—3 ч. Затем снижают температуру до 1000—1200°С и сбрасывают в тигель отрезки никелевого прутка общей массой 8—10 г. Повышают температуру тигля до (1700+50)°С и дегазируют расплав 10—15 мин. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта ^3-10^_4% кислорода на 1 г навески за 5 мин при температуре анализа (1700+50) °С.

Время экстракции — 5 мин. Для внесения поправки в результат анализа контрольный опыт проводят перед анализом каждого образца. Порядок действий при работе на установке «Гиредмет С-1403М1» указан в п. 4.1.1.

13

1

Издание официальное    Перепечатка воспрещена

2

Переиздание. Ноябрь 1983 г., с Изменением М 1, утвержденным в июле 1983 г.; Пост. М 3512 от 27.07.83 (ИУС № И 1983 г.).