ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛЬ И ЧУГУН

МЕТОДЫ СПЕКТРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

ГОСТ 27809-88

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва

УДК 669.13:001.4:006.354    Группа    В09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛЬ И ЧУГУН

Методы спектрографического анализа

Steel and cast iron.

Methods of spectrographic analysis

ОКСТУ 0809

Срок действия с 01.01.90 до 01.07.95

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает спектрографические методы определения в стали и чугуне массовой доли элементов, %:

Метод основан на возбуждении атомов элементов стали или чугуна электрическим разрядом дуги переменного тока при атмосферном или пониженном давлении воздуха, разрядом высоковольтной искры при атмосферном давлении воздуха, разложении излучения в спектр, регистрации спектра на фотопластинке, измерении плотности почернения спектральных аналитических линий контролируемых элементов и линий сравнения железа, вычислении разности плотностей почернения этих линий и последую-

Перепечатка воспрещена © Издательство стандартов, 1988

С. 10 ГОСТ 27809-88

никеля 0,10—5,0 молибдена 0,10—1,0 вольфрама 0,50—2,0 меди 0,01—2,0 магния 0,005—0,10 алюминия 0,50—2,0 ванадия 0,10—1,0 титана 0,10—1,0 циркония 0,02—0,10

5.8.2. Условия проведения анализа, приведены в приложении 2 (табл. 5).

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1.    Для каждого элемента по каждой спектрограмме проб и стандартных образцов вычисляют разность плотности почернения аналитической линии 5_ЭЛ и линии сравнения S_Fe: А5_Эл-ге=^!

^Fe-

6.2.    Для спектрограмм стандартных образцов по каждому элементу вычисляют среднее арифметическое AS_3a-Fe значений А5эл—Fe при измерении двух, трех спектрограмм.

6.3.    По средним значениям ДЯэл-Fe для стандартных образцов и логарифмам массовой доли элемента lgC строят градуировочный график по методу трех эталонов или по методу контрольного эталона.

6.4.    Для каждой спектрограммы пробы по каждому элементу с помощью градуировочного графика определяют значение массовой доли элемента. Среднее значение двух (трех) параллельных измерений принимают за результат анализа.

Допускается проводить предварительное усреднение разностей плотности почернений, вычисленных для отдельных спектрограмм пробы, с последующим определением результата анализа по этим средним значениям с помощью градуировочного графика, построенного в соответствии с п. 6.3. При определении массовой доли элементов по средним значениям разности плотности почернений А^эл—Fe допускаемое расхождение параллельных измерений должно быть выражено в единицах плотности почернений с помощью градуировочного графика.

6.5.    Значение массовой доли элемента в пробе чугуна, представленной тремя образцами, находят как среднее арифметическое трех измерений, полученных по одному измерению (одной спектрограмме) от каждого образца. Допускаемое расхождение результатов этих измерений не должно превышать d₃. В случае превышения й_ъ результаты анализа выдаются для каждого образца в отдельности.

ГОСТ 27809-88 С. И

7. НОРМЫ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ОПЕРАТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ ИХ СОБЛЮДЕНИЯ

7.1.    Нормы точности измерений приведены в табл. 1.

7.2.    Контроль стабильности результатов анализа

Для контроля положения градуировочного графика при выполнении анализа по методу контрольного эталона вычисляют среднее значение А£°_эт для контрольного эталона на основной фотопластинке и Д£'_эт ^на фотопластинке, где сфотографированы спектры проб, учитывая при этом контрастность.

Если разность ДЗ'эт—А£⁰ЭТ> выраженная в единицах массовой доли элемента, не превышает допускаемое значение 0,5 d_B (табл. 1), измерение проводят по основному графику. Если эта разность больше 0,5 d_By измерения проводят по параллельному градуировочному графику, проведенному через точку со значением A S эт*

7.3.    Контроль воспроизводимости

7.3.1.    Контроль воспроизводимости результатов спектрографического анализа проводят повторным определением массовой доли контролируемых элементов в проанализированных ранее пробах.

7.3.2.    Число повторных определений должно быть не менее 0,3% общего числа определений.

7.3.3.    Если расхождение результатов первичного и повторного анализов превышает допускаемое значение d_B (см. табл. 1) не более чем в 5% случаев, воспроизводимость измерений считают удовлетворительной.

7.4. Контроль правильности

7.4.1.    Контроль правильности результатов спектрографического анализа проводят выборочно сравнением с результатами химического или фотоэлектрического спектрального или рентгеноспектрального анализа, выполняемого методиками стандартизованными или аттестованными в соответствии с ГОСТ 8.010-78.

7.4.2.    Число контролируемых результатов спектрографического анализа устанавливают в соответствии с п. 7.3.2.

7.4.3.    Вычисляют число расхождений результатов спектрографического и химического или фотоэлектрического спектрального или рентгеноспектрального анализов, превышающих допускаемое значение d_B (см. табл. 1).

Если расхождение результатов спектрографического и химического или фотоэлектрического спектрального или рентгеноспектрального анализов превышает допускаемое значение не более чем на 5% случаев, точность спектрографического анализа считают согласованной с точностью сравниваемых методов.

Допускается выполнять контроль правильности методом спектрографического анализа на основе воспроизведения массовой

С. 12 ГОСТ 27809-88

доли элемента в ГСО, ОСО, СОП, соответствующих пробам по химическому составу и физико-химическим свойствам.

При разногласиях в оценке качества углеродистой стали и не-легированного чугуна контроль правильности спектрографического анализа проводят сравнением с результатами химического анализа.

8. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Требования безопасности по ГОСТ 12.1.019-79, ГОСТ 12.1.030-81, ГОСТ 12.2.007.0-75.

ГОСТ 27809-88 С. 13

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое

УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ АНАЛИЗОВ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ ВОЗДУХА

Элементами установки являются: камера-штатив конструкции Украинского научно-исследовательского института металлов, форвакуумный насос, манова-куумметр. Схема установки приведена на чертеже. Камера-штатив состоит из металлического стола 1 с отводом для откачки воздуха 2, стойки 3 с электро-додержателями и стеклянного или металлического колпака 4. В стенку колпака впаяно кварцевое окно 3 для пропускания излучения от источника 6, расположенного на оптической оси прибора. Колпак стеклянный с рантом и кнопкой, изготовленный из стекла XV-II по ГОСТ 21400-75 следующих размеров: диаметр колпака 200 мм, высота 250 мм или диаметр 250 мм, высота 260 мм* Размеры металлического колпака те же, что и стеклянного.

Камеру-штатив устанавливают на рельсе спектрографа. Стол-штатив с пробой и электродом (чертеж) накрывают колпаком, открывают краны 9, 10 и включают форвакуумный насос 7. В камере создают заданное разрежение. После достижения заданного разрежения камеру отключают от вакуумной системы, перекрывая вакуумный кран 9 и фотографируют спектры. Затем насос выключают и открывают кран 10 для поступления воздуха в насос.

Разрежение воздуха в камере контролируют с помощью м а но вакуум метра 8.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое

ГОСТ 27809-88 С. 15

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Д. К. Нестеров, канд. техн. наук; С. И. Рудюк, канд. техн. наук; С. В. Спирина, канд. хим. наук (руководитель темы); В. Ф. Коваленко, канд. техн. наук; О. И. Никитина, докт. техн. наук; А. Е. Горевая, канд. хим. наук

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.08.88 № 3017

3.    ВЗАМЕН ГОСТ 22536.13-77

4.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Сдано в наб. 08.09.88 Подп. в печ. 14 11.88 1,0 уел. п. л. 1,125 уел. кр.-отт. 1*01 уч.-изд. л. Тир. 20 000    Цена    5    коп.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123840, Москва, ГСП, Новопресненский пер., 3 Тип. «Московский печатник». Москва, Лялин пер., 6. Зак. 2896

С. 2 ГОСТ 27809-88

щем определении массовой доли элементов с помощью градуировочных характеристик.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

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

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

воспроизведенное в стандартном образце значение массовой доли элемента не должно отличаться от аттестованного более чем на допускаемое (при доверительной вероятности Р=0,85) значение б, приведенное в табл. 1.

При невыполнении одного из вышеуказанных условий измерения прекращают и проводят повторное установление параметров градуировочной характеристики.

Расхождение двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях (например, при внутрилабораторном контроле воспроизводимости) не должно превышать (при доверительной вероятности 0,95) значения d_By приведенного в табл. 1.

Все результаты, отличающиеся от границ марки меньше чем на значение е (табл. 1), подлежат повторному определению стандартизованными или аттестованными методиками химического, фотоэлектрического спектрального или рентгеноспектрального анализа.

ГОСТ 27809—88 С. 3

С. 4 ГОСТ 27809-88

ГОСТ 27809-88 С. 5

2. ОТБОР И ПОДГОТОВКА ПРОБ

2.1.    Отбор и подготовка проб по ГОСТ 7565-81.

2.2.    Поверхность пробы, подготовленную для анализа, затачивают на плоскость. На поверхности не допускаются раковины, шлаковые включения, цвета побежалости и другие дефекты.

3. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

3.1. Кварцевый спектрограф средней дисперсии ИСП-30 или высокой дисперсии ДФС-13, ПГС-2, позволяющий получать спектр в диапазоне длин волн от 230 до 400 нм.

Кварцевый ступенчатый ослабитель.

Генератор дуги переменного тока ДГ-2, ИВС-28, УГЭ-4 (режим дуги переменного тока).

Генератор высоковольтной искры ИГ-3, ИВС-23, УГЭ-4 (режим высоковольтной искры).

Микрофотометр МФ-2, МФ-4, ИФО-457.

Спектропроектор ПС-18.

Отрезные станки типа 8В240 и 2К337.

Точильно-шлифовальный (обдирочно-наждачный) станок тина ТШ-500 или ЗБ634. Электрокорундовые абразивные круги с керамической связкой, твердостью СТ-2, размером 300X40X70 по ГОСТ 2424-83.

Шкурка шлифовальная бумажная типа ШБ-200 зернистостью 40—50 по ГОСТ 6456-82.

Универсальный станок для заточки электродов КП-35.

Токарно-винторезный станок модели 1604.

Постоянные электроды угольные спектрально чистые стержни диаметром 6 мм, марок С2, СЗ по ГОСТ 4426-80; прутки медные по ГОСТ 1535-71 диаметром 6 мм марок М00, Ml, М2 по ГОСТ 859—78; стержни алюминиевые диаметром 6 мм марки АД-1 по ГОСТ 4784-74; прутки вольфрамовые диаметром 4—8 мм.

Стеклянные и металлические шаблоны толщиной 1,5; 2,0 мм.

Комплекты стандартных образцов — ГСО, ОСО, СОП.

Камера-штатив — установка конструкции УкрНИИмет для анализа при пониженном давлении воздуха. Схема и описание установки приведены в приложении 1.

Форвакуумный насос типа ВНВР-5ДН.

Мановакуумметр по ГОСТ 8625-77.

Вакуумные краны двухходовые и трехходовые.

Фотопластинки спектрографические типов 1, 2, 3, ЭС, УФШ.

Калий бромистый по ГОСТ 4160-74.

Гидрохинон по ГОСТ 19627-74.

Натрий сернистокислый по ГОСТ 195-77.

Метол (параметиламинофенол).

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

С. 6 ГОСТ 27809-88

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Натрий серноватистокислый (натрия тиосульфат) 5-водный по

3.2. Допускается применение другой аппаратуры, оборудования и материалов, обеспечивающих точность анализа, предусмотренную настоящим стандартом.

4. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

4.1.    Подготовку аппаратуры к выполнению измерений проводят согласно инструкции по обслуживанию и эксплуатации аппаратуры.

4.2.    Постоянные электроды затачивают на усеченный конус под углом 90° с диаметром площадки 1,5—2,0 мм или на полусферу с радиусом кривизны 3—4 мм.

4.3.    Градуировочные графики строят по методу трех эталонов или контрольного эталона с применением стандартных образцов категории ГСО, ОСО, СОП, соответствующих пробам по составу и физико-химическим свойствам и аттестованных по ГОСТ 8315—78 или однородных проб, проанализированных стандартизованными или аттестованными методиками химического анализа с известными показателями точности. Допускается при градуировке использование СО, отличающихся от анализируемых проб по физико-химическим свойствам, при условии внесения поправок в результаты анализа.

5. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ

5.1. Пробу или стандартный образец и постоянный электрод закрепляют в электрододержателях. Расстояние между ними устанавливают с помощью шаблона или теневой проекции или

ГОСТ 27809-88 С. 7

путем отсчета по шкале маховичка от момента касания электродов.

5.2.    Щель спектрографа освещают источником света с помощью трехлинзовой или однолинзовой системы.

При необходимости перед щелью спектрографа ставят кварцевый ступенчатый ослабитель.

5.3.    При работе по методу трех эталонов фотографируют на спектрографе спектры проб и стандартных образцов (эталонов) на одной фотопластинке в одинаковых условиях по два (три) раза. Порядок фотографирования спектров рандомизируют.

5.4.    При работе по методу контрольного эталона фотографируют многократно на одной или нескольких фотопластинках в одинаковых условиях спектра стандартных образцов (эталонов), один из которых служит контрольным.

Спектры проб и контрольного эталона фотографируют на другой фотопластинке по два (три) раза.

5.5.    В спектрограмме на фотопластинке находят нужную область спектра, спектральные линии элементов и с помощью микрофотометра измеряют плотность их почернения. Длины волн рекомендуемых спектральных линий и интервал значений массовых долей определяемых элементов приведены в табл. 2.

С. 8 ГОСТ 27809-88

ГОСТ 27809-88 С. 9

Линию Si 250,69 нм применяют в отсутствии ванадия, a Si 251,61 нм в отсутствии ванадия и титана.

При определении бора в стали применяют линию сравнения Fe 249,65 нм, в чугуне — Fe 249,82 нм. При определении церия в стали применяют линию сравнения Fe 320,25 нм, в чугуне — Fe 319,11 нм. Линию Се 320,17 нм применяют при отсутствии титана и ванадия, линию Се 399,92 нм — при массовой доле титана <0,2%. Линию молибдена 281,6 применяют при массовой доле алюминия <0,1%.

5.6.    Выполнение анализа с применением электрического разряда дуги переменного тока при атмосферном давлении воздуха.

5.6.1.    Проводят измерение массовых долей элементов, (%) в рекомендуемых интервалах:

кремния 0,002—1,0 марганца 0,01—1,0 хрома 0,01—1,0 никеля 0,01—1,0 алюминия 0,002—1,0 титана 0,001—1,0 ванадия 0,02—1,0 бора 0,002—0,02 молибдена 0,01—1,0 .вольфрама 0,02—2,0 циркония 0,005—0,02

Условия проведения анализа приведены в приложении 2 (табл. 3).

5.7.    Выполнение анализа с применением электрического разряда дуги переменного тока при пониженном давлении воздуха.

5.7.1.    Проводят измерение массовых долей элементов (%) в рекомендуемых интервалах:

бора 0,001—0,02 церия 0,01—0,10 ниобия 0,01—0,10 циркония 0,005—0,10

5.7.2.    Описание установки для проведения анализа с применением электрического разряда дуги переменного тока при пониженном давлении воздуха приведено в приложении 1.

5.7.3.    Условия проведения анализа приведены в рекомендуемом приложении 2 (табл. 4).

5.8.    Выполнение анализа с применением электрического разряда высоковольтной искры при атмосферном давления воздуха.

5.8.1. Проводят измерение массовых долей элементов, (%) в рекомендуемых интервалах: кремния 0,10—5,0 марганца 0,10—2,0 хрома 0,10—5,0