ГОСТ 14021.4-78

ГОСТ 14021.4—78

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЕРРОБОР

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

Издание официальное

653 9—98

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва

УДК 669.15'781—198:546.28.06:006.354 Группа В19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЕРРОБОР
Методы определения кремния гост
14021.4—78
Ferroboron.

Methods for the determination of silicon

OKCTY 0809

Дата введения 01.01.80

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический соляно-сернокислый (при массовой доле
кремния от 2,0 до 20 %) и фотоколориметрический (при массовой доле кремния от 0,5 до 4,0 %)
методы определения кремния в ферроборе, применяющемся для легирования сталей и сплавов.

{Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473.
{Измененная редакция, Изм. № 2).
1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц
0,16 мм по ГОСТ 25207.
{Введен дополнительно, Изм. № 2).

2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ СОЛЯНО-СЕРНОКИСЛЫЙ МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

2.1. Сущность метода

Метод основан на переводе ферробора в растворимое состояние спеканием с содой и сплав-
лением с пероксидом натрия. После выщелачивания раствор нейтрализуют соляной кислотой, затем
добавляют серной кислоты и выпаривают до выделения сернокислых паров.

После фильтрования, промывки, озоления и прокаливания осадок трижды обрабатывают метано-
лом. прокаливают и взвешивают. Кремний обрабатывают плавиковой кислотой и прокаливают.

2.2. Реактивы и растворы

Натрия пероксид.

Калий-натрий углекислый безволный по ГОСТ 4332.

Кислота соляная по ГОСТ 38 и разбавлениая 1:2.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Желатин пищевой по ГОСТ 11293, раствор с массовой долей 1 %.

Метанол-яд по ГОСТ 2222.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Аммоний роданистый, раствор с массовой долей 20 %.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой долей 0,25 %.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.3. Проведение анализа

Навеску ферробора массой 0,5 г марки ФБ-2 или ФБ-3 помещают в железный или никелевый
тигель, смешивают с 5—6 г пероксила натрия, помещают в более холодную часть муфельной печи.
Затем тигель продвигают в горячую часть муфельной печи и сплавляют при 800—850 °С, периоди-

Издание официальное Перепечатка воспрещена

*
© Издательство стандартов, 1978

© ИПК Издательство стандартов, 1999
Переиздание с Изменениями

С. 2 ГОСТ 14021.4—78

чески перемешивая плав круговым движением тигля. Когда плав станет жидким, тигель выдержи-
вают в печи 3—4 мин.

При анализе ферробора марок ФБ-3 и ФБ-2 во избежание вспышек при сплавлении навеску массой
0,5 г помещают в железный или никелевый тигель, в котором находятся 3 г углекислого калия-натрия,
содержимое тигля перемешивают, сверху покрывают | г углекислого калия-натрия (или содой) и
спекают в муфельной печи при 750—800 °С до расплавления. Содержимое тигля охлаждают, добавляют
5—6 г пероксида натрия и сплавляют при 800—850 °С, периодически перемешивая плав круговым
движением тигля. Когда плав станет жидким, тигель выдерживают в печи 3—4м

Тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 500—600 cm’, накрывают стакан часовым
стеклом и выщелачивают плав в 100—150 см? дистиллированной воды. Тигель и часовое стекло
обмывают горячей подкисленной водой.

Раствор нейтрализуют соляной кислотой (примерно 25—30 см*), приливают 30 см? концентриро-
ванной серной кислоты, перемешивают и выпаривают до выделения густых паров серного ангидрида в
течение 3—5 мин. После охлаждения сернокислые соли растворяют при нагревании в 150—200 см? воды.

Кремниевую кислоту отфильтровывают через фильтр «белая лента». Осадок промывают горячей
соляной кислотой, разбавленной 2:100 до отрицательной реакции промывных вод на железо (по
реакции с роданистым аммонием), затем 3—4 раза горячей водой до отрицательной реакции на ион
хлора (проба с азотнокислым серебром).

Фильтрат и промывные воды переносят в стакан, в котором вели определение. Раствор
выпаривают до выделения густых паров серного ангидрида в течение 3—5 мин. Сернокислые соли
растворяют в 150—200 смз волы при нагревании, приливают 10 см? раствора желатина, перемеши-
вают, дают постоять в теплом месте 5—7 мин, фильтруют и промывают. Дополнительно выделенный
осадок присоединяют к основному осадку кремниевой кислоты. Объединенные фильтры с осадками
помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 1000 °C. Тигель с осадком
охлаждают, осадок смачивают двумя каплями соляной кислоты, приливают 5 cM? метанола и
выпаривают досуха на слабо нагретой плите, закрытой асбестом. Обработку метанолом повторяют
еще два раза. Высушенный осадок прокаливают при 1000—1100 *С до постоянной массы.

Тигель с осадком охлаждают и взвешивают. Осадок смачивают 2—3 каплями воды, добавляют пять.
капель серной кислоты, 5—6 см? фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают содержимое
тигля до удаления паров серной кислоты. Затем тигель прокаливают при 1000—1100 °С до постоянной
массы. Параллельно. ведут контрольное определение массовой доли кремния в реактивах.

24. Обработка результатов
. Массовую долю кремния в ферроборе (Х) в процентах вычисляют по формуле

х [Um, — т,) — (т, — m,)} 0,4674 - 100

Tae т, — масса тигля с осадком двуокиси кремния с примесями, г;
т, — масса тигля с осадком после обработки фтористоводородной кислотой, г;
т, — масса тигля с осадком контрольного опыта, г;
т. — масса пустого тигля для контрольного опыта, г;
0,4674 — коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний;
т — масса навески, г.
2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности при определении массовой доли
кремния приведены в таблице.

%
Допускаемов расхождение
Погрешность резульатов
я прак а | ее вне | морджжных | пораряальных | ртов обра
ла ыы определений определений  |н эптестованного
значения,
Or 0,5 до 1,0 включ. 0,04 0,05 0.04 0.05 0,03
Св. 1,0 + 2.0 » 0,06 0.07 0.06 0.07 0.04
» 20 » 5 » 0.09 OL 0.09 0.11 0.06
» 5 #10 » 0,13 0,17 0.14 0,17 0.09
+10 +20 + 0,22 0.28 0,23 0.28 0.14

(Измененная редакция, Изм. № 2).

ГОСТ 14021.4—78 С. 3
3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

3.1. Сущность метода

Метод основан на реакции образования желтой кремнемолибденовой гетерополикислоты с
последующим восстановлением ее смесью кислот аскорбиновой и лимонной до молибденовой сини
и измерении оптической плотности при длине волны 725 им или от 620 до 700 нм.

{Измененная редакция, Изм. № 1).

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор 3 моль/дм*.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Кислота аскорбиновая.

Кислота лимонная.

Смесь восстановительная: готовят следующим образом: | г аскорбиновой и 5 г лимонной
кислоты растворяют в 100 ca? воды.

Калий-натрий углекислый безводный по ГОСТ 4332.

Натрия пероксид.

Кремния двуокись по ГОСТ 9428, прокаленная.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765. раствор с массовой долей 5 %, свежеприготов-
ленный.

Смесь для сплавления готовят следующим образом: две части углекислого безводного калия-
натрия смешивают с одной частью. борной кислоты и одной частью пероксида натрия. Хорошо
перемешивают.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 0.05 моль/дм*.

Стандартные растворы кремния.

Раствор А; готовят следующим образом: 0.215 г прокаленной двуокиси кремния сплавляют в
платиновом тигле с 2.5 г углекислого натрия и выщелачивают плав в растворе с массовой долей 1 %
соды, затем переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 смз, доливают до метки раствором
с массовой долей | % углекислого натрия и хорошо перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой
посуде.

1 смз раствора А содержит 0,0001 г кремния.

Отбирают 100 ca} раствора A, устанавливают массовую концентрацию гравиметрическим
методом: солянокислотным, хлорнокислотным или сернокислотным с лвойным выпариванием.

Раствор Б; готовят следующим образом: 10 см? раствора А помешают в мерную колбу вмести-
мостью 100 см’, доливают до метки раствором с массовой долей | % углекислого натрия и
перемешивают.

I см? раствора Б содержит 0,00001 г кремния.

{Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску ферробора массой 0,1 г помещают в стеклоуглеродистый или железный тигель,
смешивают с 2,5 г смеси для сплавления. Тигель помещают в более холодную часть муфельной печи
и круговыми движениями перемешивают содержимое тигля до расплавления смеси. Затем пролви-
гают тигель в горячую часть муфельной печи и проводят сплавление при 800—850 °C в течение 5 мин.
Охлажденный тигель помещают в полиэтиленовый стакан. приливают 80 см? горячего раствора
соляной кислоты. После растворения плава к раствору прибавляют пять капель раствора перманга-
ната калия (для полного разложения перекиси водорода), переносят раствор в мерную колбу
вместимостью 250 см?, переливают раствор в стакан, в котором вели растворение.

Аликвотную часть раствора 3—5 ca? помещают в мерную колбу вместимостью 100 см?, прили-
вают 50 см? воды, 5 см’ раствора молибденовокислого аммония, перемешивают и через 10 мин
приливают 5 см? свежеприготовленной восстановительной смеси, доводят до метки водой. Через
40 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с красным свето-
фильтром (при длине волны от 620 до 700 им) или спектрофотометре (при длине волны 725 нм). В
качестве раствора сравнения применяют раствор контрольного опыта. Массовую долю кремния
находят по градуировочному графику.

3.3.2. Построение градуировочного графика

Для построения гралуировочного графика в пять мерных колб из шести вместимостью по
100 см? помещают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см? стандартного раствора Б, в шестую мерную колбу раствор