Группа В39
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Дата введения 01.09.2004
Дата введения 01.09.2004
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией, Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 145 "Методы контроля металлопродукции"
ВНЕСЕН Госстандартом России
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 23 от 22 мая 2003 г.). Зарегистрирован Бюро по стандартам МГС N 4451
За принятие проголосовали:
За принятие проголосовали:
| Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
| Азербайджан | Азстандарт |
| Республика Армения | Армгосстандарт |
| Республика Беларусь | Госстандарт Республики Беларусь |
| Грузия | Грузстандарт |
| Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
| Кыргызская Республика | Кыргызстандарт |
| Республика Молдова | Молдовастандарт |
| Российская Федерация | Госстандарт России |
| Республика Таджикистан | Таджикстандарт |
| Туркменистан | Главгосслужба "Туркменстандартлары" |
| Узбекистан | Узстандарт |
| Украина | Госстандapт Украины |
3 Приложение А настоящего стандарта соответствует международному стандарту ИСО 9556:1989* "Сталь и чугун. Определение массовой доли общего углерода. Метод инфракрасной абсорбционной спектроскопии после сжигания пробы в индукционной печи" в части области распространения, сущности метода и отбора проб
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке.
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке.
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 20 января 2004 г. N 24-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12344-2003 введен в действие непосредственно в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2004 г.
5 ВЗАМЕН ГОСТ 12344-88
ПЕРЕИЗДАНИЕ (по состоянию на апрель 2008 г.)
ПЕРЕИЗДАНИЕ (по состоянию на апрель 2008 г.)
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает кулонометрический метод определения углерода (при массовой доле углерода от 0,002% до 2,00%) и метод инфракрасной спектроскопии (при массовой доле углерода от 0,001% до 2,00%) в легированных и высоколегированных сталях.
Допускается определение углерода методом инфракрасной абсорбционной спектроскопии по международному стандарту ИСО 9556:1989, приведенному в приложении А.
Допускается определение углерода методом инфракрасной абсорбционной спектроскопии по международному стандарту ИСО 9556:1989, приведенному в приложении А.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 546-2001 Катоды медные. Технические условия
ГОСТ 860-75 Олово. Технические условия
ГОСТ 2603-79 Ацетон. Технические условия
ГОСТ 4470-79 Марганца (IV) окись. Технические условия
ГОСТ 5583-78 (ИСО 2046-73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия
ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 13610-79 Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия
ГОСТ 16539-79 Меди (II) оксид. Технические условия
ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа
ГОСТ 546-2001 Катоды медные. Технические условия
ГОСТ 860-75 Олово. Технические условия
ГОСТ 2603-79 Ацетон. Технические условия
ГОСТ 4470-79 Марганца (IV) окись. Технические условия
ГОСТ 5583-78 (ИСО 2046-73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия
ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 13610-79 Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия
ГОСТ 16539-79 Меди (II) оксид. Технические условия
ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа
3 Общие требования
Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473.
4 Кулонометрический метод определения углерода
4.1 Сущность метода
Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре 1300 °С - 1400 °С, поглощении образовавшейся двуокиси углерода поглотительным раствором с определенным начальным значением рН и последующем измерении (на установке для кулонометрического титрования) количества электричества, затраченного для восстановления исходного значения рН, которое пропорционально массовой доле углерода в навеске пробы.
Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре 1300 °С - 1400 °С, поглощении образовавшейся двуокиси углерода поглотительным раствором с определенным начальным значением рН и последующем измерении (на установке для кулонометрического титрования) количества электричества, затраченного для восстановления исходного значения рН, которое пропорционально массовой доле углерода в навеске пробы.
4.2 Аппаратура
Установка для определения массовой доли углерода кулонометрическим методом (рисунок 1).
Установка для определения массовой доли углерода кулонометрическим методом (рисунок 1).
Рисунок 1 - Кулонометрическая установка
 | |
| 550 × 166 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - баллон с кислородом (чистотой не менее 95%) по ГОСТ 5583 (допускается использование кислорода из кислородопровода); 2, 3 - редукторы, понижающие давление кислорода; 4 - ротаметр с пневматическим регулированием подачи кислорода (от 0,2 до 2,0 дм 
/мин); 5 - трубка огнеупорная муллитокремнеземистая, предназначенная для сжигания навески; 6 - трубчатая печь, обеспечивающая температуру до 1400 °С; 7 - фильтр-поглотитель, заполненный ватой для очистки продуктов сгорания от твердых частиц окислов; 8 - датчик экспресс-анализатора; 9 - электродная пара рН-метра; 10 - авторегулирующее устройство кулонометрического титрования; 11 - цифровое табло; 12 - анодный отсек датчика; 13 - целлофановая перегородка между датчиками; 14 - катодный отсек датчика; 15 - трубка огнеупорная муллитокремнеземистая, предназначенная для горячей очистки кислорода (при определении углерода с массовой долей более 0,03% горячую очистку кислорода можно не применять); 16 - колонка, заполненная аскаритом для очистки кислорода от углекислого газа
Рисунок 1 - Кулонометрическая установка
/мин); 5 - трубка огнеупорная муллитокремнеземистая, предназначенная для сжигания навески; 6 - трубчатая печь, обеспечивающая температуру до 1400 °С; 7 - фильтр-поглотитель, заполненный ватой для очистки продуктов сгорания от твердых частиц окислов; 8 - датчик экспресс-анализатора; 9 - электродная пара рН-метра; 10 - авторегулирующее устройство кулонометрического титрования; 11 - цифровое табло; 12 - анодный отсек датчика; 13 - целлофановая перегородка между датчиками; 14 - катодный отсек датчика; 15 - трубка огнеупорная муллитокремнеземистая, предназначенная для горячей очистки кислорода (при определении углерода с массовой долей более 0,03% горячую очистку кислорода можно не применять); 16 - колонка, заполненная аскаритом для очистки кислорода от углекислого газаРисунок 1 - Кулонометрическая установка
Допускается использование установок любого типа, в том числе в комплекте с автоматическими весами (корректором массы), обеспечивающими точность результатов анализа, предусмотренную настоящим стандартом.
При использовании автоматических весов погрешность измерения массы навески не должна превышать ±0,001 г.
Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147 или другому нормативному документу, предварительно прокаленные в токе кислорода при рабочей температуре.
При определении углерода менее 0,05% лодочки прокаливают непосредственно перед проведением анализа, охлаждают до комнатной температуры и хранят в эксикаторе.
Трубчатая печь сопротивления, обеспечивающая температуру до 1400 °С. Допускается применение индукционных печей.
Крюк из жаропрочной низкоуглеродистой стали длиной 300-600 мм, диаметром 3-5 мм.
При использовании автоматических весов погрешность измерения массы навески не должна превышать ±0,001 г.
Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147 или другому нормативному документу, предварительно прокаленные в токе кислорода при рабочей температуре.
При определении углерода менее 0,05% лодочки прокаливают непосредственно перед проведением анализа, охлаждают до комнатной температуры и хранят в эксикаторе.
Трубчатая печь сопротивления, обеспечивающая температуру до 1400 °С. Допускается применение индукционных печей.
Крюк из жаропрочной низкоуглеродистой стали длиной 300-600 мм, диаметром 3-5 мм.
4.3 Реактивы и растворы
Поглотительный и вспомогательный растворы в соответствии с типом применяемой кулонометрической установки.
Плавни: железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610, ос.ч., олово по ГОСТ 860, окись меди по ГОСТ 16539, медь металлическая поГОСТ 546.
Допускается применение других плавней.
Эфиры: сернокислый (медицинский) или диэтиловый эфир.
Допускается применение других летучих органических растворителей: ацетон по ГОСТ 2603, хлороформ.
Марганца двуокись по ГОСТ 4470.
Гидроперит.
Поглотительный и вспомогательный растворы в соответствии с типом применяемой кулонометрической установки.
Плавни: железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610, ос.ч., олово по ГОСТ 860, окись меди по ГОСТ 16539, медь металлическая поГОСТ 546.
Допускается применение других плавней.
Эфиры: сернокислый (медицинский) или диэтиловый эфир.
Допускается применение других летучих органических растворителей: ацетон по ГОСТ 2603, хлороформ.
Марганца двуокись по ГОСТ 4470.
Гидроперит.
4.4 Подготовка к анализу
Перед проведением анализа установку приводят в рабочее состояние в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
Перед началом работы, а также после замены муллитокремнеземистых трубок сжигают две-три произвольные навески стали с массовой долей углерода 1,00%.
При определении углерода в материалах с высокой массовой долей серы (автоматная сталь) для устранения влияния двуокиси серы применяют двуокись марганца или гидроперит, помещенные в фильтр-поглотитель 7.
Градуировку прибора проводят по стандартным образцам углеродистых сталей.
Перед проведением анализа установку приводят в рабочее состояние в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
Перед началом работы, а также после замены муллитокремнеземистых трубок сжигают две-три произвольные навески стали с массовой долей углерода 1,00%.
При определении углерода в материалах с высокой массовой долей серы (автоматная сталь) для устранения влияния двуокиси серы применяют двуокись марганца или гидроперит, помещенные в фильтр-поглотитель 7.
Градуировку прибора проводят по стандартным образцам углеродистых сталей.
4.5 Проведение анализа
При анализе легированных сталей навеску стали массой 0,25-0,50 г (в зависимости от массовой доли углерода в стали и ее химического состава) помещают в прокаленную фарфоровую лодочку и прибавляют 0,5-1,0 г меди или железа, или другого плавня.
При анализе высоколегированных сталей применяют 1,5 г смеси плавней, состоящих из олова и железа или окиси меди и железа, взятых в обоих случаях в соотношении 1:2.
При массовой доле углерода в стали менее 0,20% навеску рекомендуется предварительно промывать эфиром или другим летучим органическим растворителем и высушивать на воздухе.
Лодочку с навеской металла и плавня помещают в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, которую быстро закрывают металлическим затвором: нажимают на клавишу "сброс", при этом показания индикаторного цифрового табло устанавливают на "нуль".
В процессе сжигания навески металла на цифровом табло идет непрерывный счет.
Анализ считается законченным, если показание на табло не изменяется в течение одной минуты или изменяется на величину холостого счета прибора.
Для внесения соответствующей поправки в результат анализа пробы проводят контрольный опыт. Для этого в прокаленную фарфоровую лодочку помещают соответствующий плавень и сжигают его при рабочей температуре в течение времени, затрачиваемого на сжигание навески анализируемого материала. Продолжительность измерения (сжигания навески металла) - 1,5-3 мин в зависимости от химического состава анализируемого материала.
При анализе легированных сталей навеску стали массой 0,25-0,50 г (в зависимости от массовой доли углерода в стали и ее химического состава) помещают в прокаленную фарфоровую лодочку и прибавляют 0,5-1,0 г меди или железа, или другого плавня.
При анализе высоколегированных сталей применяют 1,5 г смеси плавней, состоящих из олова и железа или окиси меди и железа, взятых в обоих случаях в соотношении 1:2.
При массовой доле углерода в стали менее 0,20% навеску рекомендуется предварительно промывать эфиром или другим летучим органическим растворителем и высушивать на воздухе.
Лодочку с навеской металла и плавня помещают в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, которую быстро закрывают металлическим затвором: нажимают на клавишу "сброс", при этом показания индикаторного цифрового табло устанавливают на "нуль".
В процессе сжигания навески металла на цифровом табло идет непрерывный счет.
Анализ считается законченным, если показание на табло не изменяется в течение одной минуты или изменяется на величину холостого счета прибора.
Для внесения соответствующей поправки в результат анализа пробы проводят контрольный опыт. Для этого в прокаленную фарфоровую лодочку помещают соответствующий плавень и сжигают его при рабочей температуре в течение времени, затрачиваемого на сжигание навески анализируемого материала. Продолжительность измерения (сжигания навески металла) - 1,5-3 мин в зависимости от химического состава анализируемого материала.
4.6 Обработка результатов
4.6.1 Массовую долю углерода 
, %, вычисляют по формуле
, %, вычисляют по формуле
, (1) где 
- масса навески, при которой отградуирован прибор, г;
- масса навески, при которой отградуирован прибор, г;
- показания прибора, полученные в результате сжигания навески анализируемого материала, %;
- среднеарифметическое значение показаний прибора, полученное в результате сжигания плавня при проведении контрольного опыта, %;
- масса анализируемой навески металла, г.При использовании прибора с автоматическими весами (корректором массы) массовую долю углерода
, %, вычисляют по следующей формуле
. (2) 4.6.2 Нормативы оперативного контроля сходимости, воспроизводимости и точности определения массовой доли углерода приведены в таблице 1.
Таблица 1
Таблица 1
В процентах
| Массовая доля углерода | Предельная погрешность результатов анализа  | Норматив оперативного контроля сходимости | Норматив оперативного контроля сходимости  | Норматив оперативного контроля воспроизводимости | Норматив оперативного контроля точности  | ||||
| От | 0,001 | до | 0,002 | включ. | 0,0006 | 0,0007 | 0,0008 | 0,0008 | 0,0004 |
| Св. | 0,002 | " | 0,005 | " | 0,0008 | 0,0008 | 0,0010 | 0,0010 | 0,0005 |
| " | 0,005 | " | 0,010 | " | 0,0016 | 0,0017 | 0,0020 | 0,0020 | 0,0010 |
| " | 0,010 | " | 0,020 | " | 0,003 | 0,003 | 0,004 | 0,004 | 0,002 |
| " | 0,020 | " | 0,050 | " | 0,005 | 0,005 | 0,006 | 0,006 | 0,003 |
| " | 0,050 | " | 0,10 | " | 0,008 | 0,008 | 0,010 | 0,010 | 0,005 |
| " | 0,10 | " | 0,20 | " | 0,012 | 0,012 | 0,015 | 0,015 | 0,008 |
| " | 0,20 | " | 0,50 | " | 0,016 | 0,017 | 0,020 | 0,020 | 0,010 |
| " | 0,50 | " | 1,0 | " | 0,024 | 0,025 | 0,030 | 0,030 | 0,016 |
| " | 1,0 | " | 2,0 | " | 0,04 | 0,04 | 0,05 | 0,05 | 0,03 |
Нормативы оперативного контроля сходимости и нормативы контроля воспроизводимости рассчитаны при уровне доверительной вероятности
. Нормативы оперативного контроля точности рассчитаны при
. Нормативы оперативного контроля точности рассчитаны при уровне доверительной вероятности 
.
.5 Инфракрасно-абсорбционный метод определения углерода
5.1 Сущность метода
Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре 1700 °С и определении количества образовавшейся двуокиси углерода путем измерения поглощенной ею инфракрасной радиации.
Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре 1700 °С и определении количества образовавшейся двуокиси углерода путем измерения поглощенной ею инфракрасной радиации.
5.2 Аппаратура и реактивы
Любой тип автоматического анализатора, основанный на принципе абсорбции инфракрасной радиации и обеспечивающий точность результатов анализа, предусмотренную настоящим стандартом.
Эфир сернокислый (медицинский). Допускается применение других летучих органических растворителей: ацетон, хлороформ и др.
Плавень, используемый в зависимости от типа применяемого анализатора.
Любой тип автоматического анализатора, основанный на принципе абсорбции инфракрасной радиации и обеспечивающий точность результатов анализа, предусмотренную настоящим стандартом.
Эфир сернокислый (медицинский). Допускается применение других летучих органических растворителей: ацетон, хлороформ и др.
Плавень, используемый в зависимости от типа применяемого анализатора.
5.3 Подготовка к анализу
Перед проведением анализа установку приводят в рабочее состояние в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
Градуировку прибора проводят по стандартным образцам углеродистых сталей.
Перед проведением анализа установку приводят в рабочее состояние в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
Градуировку прибора проводят по стандартным образцам углеродистых сталей.
5.4 Проведение анализа
Анализ проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
При массовой доле углерода в стали менее 0,20% навеску рекомендуется предварительно промывать эфиром или другим летучим органическим растворителем и высушивать на воздухе.
Для внесения соответствующей поправки в результат анализа проводят контрольный опыт.
Продолжительность измерения (сжигание навески металла) - 45 с.
Анализ проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
При массовой доле углерода в стали менее 0,20% навеску рекомендуется предварительно промывать эфиром или другим летучим органическим растворителем и высушивать на воздухе.
Для внесения соответствующей поправки в результат анализа проводят контрольный опыт.
Продолжительность измерения (сжигание навески металла) - 45 с.
5.5 Обработка результатов
5.5.1 Массовую долю углерода , %, вычисляют по формуле
, %, вычисляют по формуле , (3) где - показания прибора, полученные в результате сжигания навески анализируемого материала, %;
- показания прибора, полученные в результате сжигания плавня при проведении контрольного опыта, %.
- показания прибора, полученные в результате сжигания навески анализируемого материала, %; - показания прибора, полученные в результате сжигания плавня при проведении контрольного опыта, %. 5.5.2 Нормативы оперативного контроля сходимости, воспроизводимости и точности определения массовой доли углерода приведены в таблице 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
Сталь и чугун. Определение массовой доли общего углерода методом инфракрасной абсорбционной спектроскопии после сжигания пробы в индукционной печи (ИСО 9556:1989)