ГОСТ 29095-91

ГОСТ 29095–91 ニッケル系耐熱性・耐食性・精密合金および粉末 — 鉄の測定方法

ГОСТ 29095−91

グループ В39

国家間規格

ニッケル基耐熱性・耐食性・精密合金および粉末

鉄の測定方法

Nickel-based precision, corrosion-resistant, heat-resistant alloys and powders. Methods of iron determination

МКС 77.120.40
ОКСТУ 0809

施行日 1993−01−01

参考情報

1. 作成・提出：ソ連冶金工業省

2. 承認・施行：ソ連規格・計量委員会決定 1991.09.04 № 1419

3. 初回版

4. 参照規格・技術文書

5. 再刊行。2004年7月


本規格は、フォトメトリック法（鉄の質量分率が0.05%〜3%の場合）および原子吸光法（鉄の質量分率が0.05%〜20%の場合）による鉄の定量法を規定する。

1. 一般要求事項

分析方法に関する一般的要求事項は ГОСТ 28473 に従う。

2. 比色法（フォトメトリック法）

2.1. 方法の要旨

本法は、pH = 3−3.5 において1,10-フェナントロリンまたは2,2'-ビピリジルと鉄(II)が着色錯体を形成することに基づく。溶液100 cm3中の鉄の質量は40−150 μgである。

鉄の還元にはヒドロキシルアミン塩酸塩を用いる。

鉄は、クロム、銅、ニッケル、コバルトから、クロムおよびコバルトを過硫酸アンモニウムで酸化した後、アンモニアによる沈殿で分離する。タングステンはタングステン酸として除去する。

2.2. 装置・試薬

分光光度計または光電比色計。

塩酸は ГОСТ 14261 に準拠し、濃度は原液および1:1、1:20の希釈液を用意する。

硝酸は ГОСТ 11125 に準拠。

硫酸は ГОСТ 4204 に準拠し、1:1希釈液を用いる。

酸混合液（I）：塩酸8部に硝酸1部を混合する。

酸混合液（II）：塩酸3部に硝酸1部を混合する。

硫酸アンモニウムアルミニウム（アルム、アンモニウムアルミニウム硫酸塩）ГОСТ 4238、溶液：50 g/dm3。調製法：50 gのアルムを150−200 cm3の水に溶解し、25 cm3の硫酸（1:1）を加え、1 dm3に水で希釈する。

硝酸銀 ГОСТ 1277、溶液：2.5 g/dm3。

過硫酸アンモニウム ГОСТ 20478、溶液：250 g/dm3。

アンモニア水 ГОСТ 3760 および1:20希釈液。

塩化ナトリウム ГОСТ 4233、溶液：50 g/dm3。

ユニバーサル指示薬紙。

ヒドロキシルアミン塩酸塩 ГОСТ 5456、溶液：100 g/dm3（新調製）。

酢酸ナトリウム三水和物 ГОСТ 199、溶液：500 g/dm3。

酒石酸（タルトル酸） ГОСТ 5817、溶液：100 g/dm3。

1,10-フェナントロリン、溶液：5 g/dm3 をモル当量の塩酸（0.1 mol/dm3相当）溶液に溶かしたもの。

2,2'-ビピリジル（α,α-ジピリジル）、溶液：5 g/dm3。

高純度カルボニル鉄（分析用）。

鉄の標準溶液。

標準溶液A：カルボニル鉄1 gをビーカーに取り、弱火で30 cm3の塩酸中に溶解する。溶解後、泡立ちが収まるまで硝酸を数滴ずつ加え、過剰に2−3滴を加える。溶液を加熱して窒素酸化物を除去し、冷却して容量フラスコ（1 dm3）に移し、水で満たして混合する。

1 cm3の溶液は0.001 gの鉄を含む。

標準溶液B：標準溶液Aの10 cm3を容量フラスコ（1 dm3）に移し、50 cm3の塩酸（1:1希釈）を加え、水で満たして混合する。

標準溶液Bの1 cm3は0.00001 gの鉄を含む。

2.3. 分析手順

2.3.1. 試料秤量は鉄の質量分率に応じて表1の通りとする。

表1

2.3.2. タングステンを含まない合金中の鉄の定量

秤量した試料（表1）をビーカーに入れ、20−40 cm3の酸混合液（IまたはII）で中程度の加熱で溶解する。溶液を冷却し、15−20 cm3の硫酸（1:1）を加え、硫酸蒸気が出るまで蒸発する。ビーカー内容物を冷却し、器壁を水で洗い再度硫酸蒸気が出るまで蒸発する。塩類を加熱して50−60 cm3の水で溶解し、鉄の質量分率が0.2%以下の場合はアルム3 cm3を加え、溶液を200−250 cm3まで熱湯で希釈する。

溶液にクロムを含む場合は、10 cm3の硝酸銀溶液を加え、ほぼ沸騰に近いところまで加熱する。熱い溶液に慎重に15−45 cm3の過硫酸アンモニウム溶液を滴下し、クロムとマンガンを完全に酸化するまで加熱する。過硫酸アンモニウムの過剰は3−5分間沸騰して分解するまで処理する。沸騰している溶液に5−10 cm3の塩化ナトリウム溶液を加え、マンガン酸を完全に還元するまで沸騰する。

溶液にアンモニア水を加えて水酸化物を沈殿させ、5−10 cm3の過剰量を残す。沈殿を慎重に加熱し、5−10分間温所で保持して凝集させる。

中濾紙（中密度）のろ紙で沈殿をろ過し、ビーカーおよびろ紙上の沈殿を温かい希アンモニア溶液（1:20）で5〜8回洗浄する。ろ液は捨てる。ろ紙上の沈殿を30−50 cm3の温かい塩酸（1:1）でビーカー中で溶解する。ろ紙は十分に温水で洗い捨てる。

クロムおよびニッケルの除去が不十分な場合は、20−25 cm3の硫酸（1:1）を加え、硫酸蒸気が出るまで蒸発し、クロムの再酸化および沈殿、ならびに水酸化物の溶解を再度行う。

得られた溶液を50−60 cm3まで蒸発濃縮し、冷却して100 cm3の容量フラスコに移し、水でメモリまで加えて混合する。

表1に従い分取した溶液部分をビーカーに取り、3 cm3の酒石酸溶液、10 cm3のヒドロキシルアミン塩酸塩溶液を加える。溶液を混合し、酢酸ナトリウム溶液で中和してpH = 3−3.5（ユニバーサル指示薬紙で確認）に調整し、過剰に2 cm3を加える。次いで10 cm3の1,10-フェナントロリン溶液または10 cm3の2,2'-ビピリジル溶液を加え、100 cm3の容量フラスコに移して水で満たして混合する。溶液の光学密度（吸光度）を、比較溶液に対して1時間後に波長510−520 nmで測定する。比較溶液には、分析溶液の分取部分に対して全ての試薬を加えるが1,10-フェナントロリンまたは2,2'-ビピリジルは加えないものを用いる。

同時に、試薬の汚染に対するブランク試験を行う。

鉄の質量は校正曲線から読み取り、ブランク試験の結果を考慮する。

2.3.3. タングステンを含む合金中の鉄の定量

秤量の溶解は2.3.2節の通り行う。溶液を加熱してタングステン酸の沈殿を生じさせる。5−10 cm3の硝酸を加え再び加熱し、黄色のタングステン酸沈殿を得るまで処理する。

溶液を湿った塩にまで蒸発させ、10 cm3の塩酸を加えて塩を溶かし、100−120 cm3の熱水を加えて温板上で1時間放置する。

タングステン酸の沈殿を二重の密ろ紙（ろ紙マス）でろ過し、8−10回熱い塩酸（1:20）で十分に洗浄する。ろ紙ごと沈殿は破棄する。ろ液および洗浄液は保存する。

得られたろ液に15−20 cm3の硫酸（1:1）を加え、硫酸蒸気が出るまで蒸発する。ビーカーを冷却して壁面を洗い、再度硫酸蒸気が出るまで蒸発する。塩類を50−60 cm3の水で溶解し、鉄の質量分率が0.2%以下のときはアルム3 cm3を加える。溶液を200−250 cm3まで温湯で希釈し、以後2.3.2節の手順に従う。

2.3.4. 校正曲線の作成

ビーカーに標準鉄溶液（濃度0.00001 g/cm3）をそれぞれ3、5、10、15、20 cm3ずつ取り、3 cm3の酒石酸を加え、以後2.3.2節の手順に従う。比較溶液には標準鉄溶液を除く全ての試薬を含む溶液を用いる。

2.4. 結果の処理

2.4.1. 鉄の質量分率（W_Fe、%）は次式で算出する。

W_Fe（％） = (m / M') × 100

ここで m — 校正曲線から求めた鉄の質量（g）、M' — 分取部分に相当する試料の質量（g）である。

3. 原子吸光法

3.1. 方法の要旨

本法は、空気−アセチレン炎中で試料溶液を噴霧した際に生成する自由原子鉄による共鳴線（波長248.3 nm）の吸光度を測定することに基づく。

3.2. 装置・試薬

原子吸光炎分光光度計。

鉄用中空陰極灯。

アセチレン容器。

圧縮空気供給用のコンプレッサーまたは圧縮空気容器。

塩酸 ГОСТ 3118。

硝酸 ГОСТ 4461。

硫酸 ГОСТ 4204 および1:4希釈液。

高純度カルボニル鉄。

鉄の標準溶液。

標準溶液A：カルボニル鉄1 gを0.0002 gの精度で秤量し、20−30 cm3の塩酸で溶解し、5−7 cm3の硝酸を数滴ずつ慎重に加える。溶液を冷却し、容量フラスコ（500 cm3）に移し、水で満たして混合する。

標準溶液Aの1 cm3は2 mgの鉄を含む。

標準溶液B：標準溶液Aの10 cm3を容量フラスコ（100 cm3）に移し、水で満たして使用直前に調製する。

標準溶液Bの1 cm3は0.2 mgの鉄を含む。

3.3. 分析手順

3.3.1. 試料秤量および希釈は鉄の質量分率に応じて表2の通りとする。

表2

規定された精度が得られるならば、他の希釈比も許容される。

秤量した試料を150−300 cm3のビーカーまたはフラスコに入れ、15−30 cm3の塩酸と5−10 cm3の硝酸で中程度に加熱して溶解する。溶液を慎重に蒸発して湿った塩まで濃縮し、5 cm3の塩酸を加えて塩類を溶解する。

完全分解を確保し、以後の操作を変更する必要のない他の溶解法も許容される。

試料にチタンやニオブが含まれる場合は、溶解後に硫酸（1:4）を最終体積100 cm3あたり10 cm3の比率で加え、硫酸蒸気が出るまで蒸発する。50−60 cm3の水を加えて加熱して塩を溶解する。

得られた溶液を表2の容量フラスコに移し、水で満たして混合する。部分的にろ過し、最初のいくつかのろ液は捨てる。

同時に、試薬の汚染に対するブランク試験を行う。

3.3.2. 校正用溶液の調製

3.3.2.1. 鉄質量分率が5.0%以下の合金用

100 cm3容量フラスコを5本用意し、標準溶液Bをそれぞれ1.0、2.5、5.0、7.5、10 cm3注ぎ入れる。6番目のフラスコはブランク試験用とする。

3.3.2.2. 鉄質量分率が5.0%を超える合金用

100 cm3容量フラスコを8本用意し、標準溶液Bを順に4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 cm3注ぎ入れる。8番目のフラスコはブランク試験用とする。

3.3.2.3. 3.3.2.1および3.3.2.2に従って調製した各フラスコに、5 cm3の塩酸または10 cm3の硫酸（1:4）を加え、メモリまで水で希釈して混合する。

3.3.3. 装置の準備および原子吸光の測定

装置は添付の取扱説明書に従って準備する。分光器を248.3 nmの共鳴線に合わせる。ガス供給系を起動しバーナーに点火した後、水を噴霧してゼロ点を設定する。ブランク溶液を噴霧し、次いで校正用溶液、試験溶液を鉄濃度の低いものから順に噴霧する。各溶液について安定した応答が得られるまで測定する。各分析溶液を噴霧する前に水を噴霧してゼロ点を確認する。各分析溶液の吸光度の平均値からブランクの平均吸光度を差し引き、校正曲線から鉄の質量濃度を求める。

3.3.4. ブランクの吸光度を考慮した校正溶液の吸光度と対応する鉄濃度を用いて校正曲線を作成する。

3.4. 結果の処理

3.4.1. 鉄の質量分率（W_Fe、%）は次式で算出する。

W_Fe（％） = (m × V) / (M × 10^4)

ここで m — 校正曲線から得られた鉄の量（μg/cm3）、V — 分析溶液の体積（cm3）、M — 試料秤量（g、希釈を考慮した値）である。※（式は m が μg/cm3 の単位であることを考慮して表記してある）

3.4.2. 鉄の質量分率の測定精度基準および精度管理の規定は表3に示す。

表3