ГОСТ Р 51013-97
ГОСТ Р 51013−97 ニッケル基耐熱・耐食・精密合金. チタンの定量法（訂正付き）
ГОСТ Р 51013−97
グループ В39
ロシア連邦国家規格
ニッケル系耐熱、耐食、精密合金
チタンの定量法
ニッケル基耐熱・耐食・精密合金。
チタン定量の方法
ОКС 77.100.20*
ОКСТУ 0709
_______________
*「国民規格」インデックス2008年ではОКС 77.120.40. -
データベース作成者の注記。
施行日 1997−07−01
序文
1 作成および提出：技術委員会 ТК 145「金属製品検査方法」
2 採択および施行：ロシア国立標準局の1997年1月22日決定 N 10 により
3 初回導入
4 付属書 A は国際規格 ISO 11433−93「ニッケル合金．チタン含有量の定量法．ジアンチピリルメタンを用いる分光光度法」の完全な原文を収録している。
訂正が IUS № 8, 1997 年に掲載されている
訂正はデータベース作成者により反映されている
1 適用範囲
本規格は、質量パーセントでチタン含有率が0.15〜3.0%のニッケル基の耐熱、耐食および精密合金中のチタンを定量するための比色法（フォトメトリック法）を規定する。
チタンは、付属書Aに示される国際規格 ISO 11433 に従って分光光度法で定めてもよい。
2 引用規格
本規格では次の規格を引用している：
ГОСТ 3118−77 塩酸．技術条件（仕様）
ГОСТ 3765−78 モリブデン酸アンモニウム．技術条件
ГОСТ 4204−77 硫酸．技術条件
ГОСТ 4461−77 硝酸．技術条件
ГОСТ 5817−77 酒石酸（タルタル酸）．技術条件
ГОСТ 6552−80 リン酸（オルト）．技術条件
ГОСТ 7172−76 ピロ硫酸カリウム．技術条件
ГОСТ 11125−84 高純度硝酸．技術条件
ГОСТ 14261−77 高純度塩酸．技術条件
ГОСТ 14262−78 高純度硫酸．技術条件
ГОСТ 19807−91 鋳造・圧延可能なチタンおよびチタン合金．品種（等級）
ГОСТ 28473−90 鋳鉄、鋼、フェロアロイ、金属クロム、金属マンガン．分析法に関する一般要求事項
3 一般要求事項
3.1 分析法に関する一般要求事項 — ГОСТ 28473 に従う。
4 チタンの比色法（0.15−3.0%）
4.1 方法の原理
本法は、塩酸性媒質中でジアンティピリルメタンとチタンが黄色の錯体を生成することに基づき、波長395 nm（測定器の仕様では390 nmでも可）で溶液の光学密度を測定する比色法である。
三価鉄（Fe(III)）および五価バナジウム（V）はアスコルビン酸により還元される。
タングステンとニオブは、それぞれリン酸（オルト）と酒石酸でマスクする。
4.2 装置および試薬
波長390 nmで溶液の吸光を測定できる分光光度計または光電色差計（フォトエレクトロコロリメータ）。
塩酸 — ГОСТ 3118 または ГОСТ 14261 に準拠，希釈溶液 1:1、1:9、1:100。
硝酸 — ГОСТ 4461 または ГОСТ 11125。
硫酸 — ГОСТ 4204 または ГОСТ 14262，希釈 1:1、1:2、1:5。
リン酸（オルト） — ГОСТ 6552。
酒石酸 — ГОСТ 5817，質量濃度200 g/дм（使用当日に調製）。
アスコルビン酸 — ГОСТ 5817，質量濃度40 g/дм，当日調製。
ジアンティピリルメタン，質量濃度40 g/дм。
4 g のジアンティピリルメタンを、塩酸（1:6に希釈）100 cmに溶解する。
チタン金属 — ГОСТ 19807。
標準チタン溶液：0.1 g の金属チタンを容量250〜300 cm のビーカーに入れ，硫酸（1:2）50 cm
を加えて加熱により溶解する。次に滴下して硝酸を加え，溶液が無色になるまで処理し，硫酸の濃い蒸気が出るまで蒸発する。溶液を冷却し，ビーカーの壁面を水で慎重に洗い，再び硫酸蒸気が出るまで蒸発する。冷却後，溶液を1 dм
容量のメスフラスコに移し，硫酸（1:5）で目盛りまで希釈し混合する。
1 cmのこの溶液は0.0001 g のチタンを含む。
ピロ硫酸カリウム — ГОСТ 7172。
モリブデン酸アンモニウム — ГОСТ 3765，溶液調製：モリブデン酸アンモニウム1.8402 g を容量300 cmのビーカーに入れ，加熱して水に溶かす。冷却後，溶液を1 dм
のメスフラスコに移し，水で目盛りまで希釈して混合する。
1 cmのこの溶液は0.001 g のモリブデンを含む。
4.3 分析の実施
4.3.1 タングステンおよびニオブを含まない合金の試料溶液の調製
秤量した試料0.1 g を容量100〜150 cmのビーカーに入れ，塩酸20 cm
，硝酸5 cm
を加えて加熱し溶解する。硫酸（1:1）15 cm
を加え，硫酸の蒸気が出るまで蒸発し，冷却する。塩酸（1:9）20 cm
を加えて塩類を加熱で溶解する。
4.3.2 タングステンおよびニオブを含む合金の試料溶液の調製
秤量試料0.1 g を容量100〜150 cmのビーカーに入れ，塩酸30 cm
，硫酸（1:1）15 cm
，リン酸3 cm
で加熱溶解する。硝酸を5−7 cm
加え，硫酸蒸気が出るまで蒸発する。溶液を冷却し，酒石酸溶液15 cm
，塩酸（1:9）20 cm
を加えて加熱により塩類を溶解する。
.
4.3.3 不溶性沈殿がある場合は、4.3.1 または 4.3.2 に従って得た溶液を中程度の目のろ紙（「ホワイトリボン」）でろ過し、ろ紙を希塩酸（1:100）で2回洗浄した後、水で洗い流す。ろ過液は保存する（主要ろ過液）。沈殿の付いたろ紙は白金坩堝に入れ、乾燥、灰化し、600–700 ℃で焼成し、硫酸水素カリウム（1 g）と溶融する。坩堝を冷却し、容量150 cm^3のビーカーに入れ、20–30 cm^3の希塩酸（1:9）で加熱しながら溶解する。 坩堝を取り出して希塩酸（1:9）で洗浄する。 得られた溶液を主要ろ過液に加える。 4.3.4 発色 4.3.4 に従って、4.3.1、4.3.2 または 4.3.3 により得た溶液を容量200 cm^3のメスフラスクに移し、希塩酸（1:9）で目盛りまで希釈し、混合する。 次に、各々容量100 cm^3のメスフラスク2本に、表1に従って溶液のアリクオート分を移す。 表1 - チタン質量分率, % — アリクオート分（cm^3） - 0.15〜1.0（含む） — 20 - >1.0〜2.0 — 10 - >2.0〜3.0 — 5 各フラスクにアスコルビン酸溶液 5 cm^3 を加え、溶液を混合して5–10分放置する。希塩酸（1:1）を15 cm^3 加え、一方のフラスクにジアンティピリルメタン（diantipyrylmethane）溶液を10 cm^3 加える。溶液を水で目盛りまで希釈し、混合して40分間放置する。 得られた溶液の光学濃度を、層厚1 cmのセルを用いた分光光度計で波長395 nmにおいて測定するか、透過最大が390–405 nmの光学フィルターを有するフォトエレクトロカラリメータで測定する。測定時は光学濃度が最適となるようセルを選ぶ。 比較用溶液としては、ジアンティピリルメタンを除くすべての試薬を含むアリクオート分を用いる。 同時に、試薬の汚染について対照実験を行う。 チタン含有量は校正曲線により求める。 4.4 校正曲線の作成 容量100–150 cm^3のビーカー6個に、それぞれ標準チタン溶液を 1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 cm^3 加える。分析対象合金にモリブデンが含まれる場合は、各ビーカーに分析する合金中のモリブデン量に相当する量のアンモニウムモリブデート溶液を加える。7番目のビーカーは対照試験用とする。その後、分析を4.3 に従って行う。アリクオート分の体積は20 cm^3である。光学濃度測定の際は、比較用として対照試験溶液を用いる。校正溶液におけるチタン含有量に対する光学濃度の依存性をプロットする。 4.5 結果の処理 チタンの質量分率 X, % は次の式により計算する。 X = ( (m1 − m2) / m3 ) × 100 (式 1) ここで - m1 — 校正曲線より求めた、試料のアリクオートに含まれるチタンの質量（g） - m2 — 校正曲線より求めた、対照実験に含まれるチタンの質量（g） - m3 — アリクオートに相当する称量試料の質量（g） 精度規格および管理規準は表2に示す。 表2（許容差、%） 項目 — 許容される差異（%） 列は次の比較を示す：分析結果の誤差（単一値）、異なる条件で得られた2つの平均結果、2つの並列測定の差、3つの並列測定の差、標準試料の分析値と認定値との差。 - チタン質量分率 0.15〜0.20（含む） - 分析結果の誤差（単一値）: 0.02 - 異なる条件での2つの平均結果: 0.03 - 2並列: 0.02 - 3並列: 0.03 - 標準試料との差: 0.01 - 0.20〜0.50 - 単一値: 0.04 - 異条件平均: 0.04 - 2並列: 0.04 - 3並列: 0.04 - 標準試料差: 0.02 - 0.50〜1.0 - 単一値: 0.05 - 異条件平均: 0.06 - 2並列: 0.05 - 3並列: 0.06 - 標準試料差: 0.03 - 1.0〜2.0 - 単一値: 0.07 - 異条件平均: 0.09 - 2並列: 0.07 - 3並列: 0.09 - 標準試料差: 0.04 - 2.0〜3.0 - 単一値: 0.11 - 異条件平均: 0.14 - 2並列: 0.11 - 3並列: 0.14 - 標準試料差: 0.07 附属書 A（必須）。ISO 11433–93 ニッケル合金 — チタン含有量の測定 — ジアンティピリルメタンを用いる分光光度法 附属書 A（必須） A.1 適用範囲 本規格は、ニッケル合金中のチタンを 0.3 〜 5.0%（下限は0.05%まで拡張可）の範囲で定量する分光光度法を定める。本法は、タングステンおよび/またはタンタルを含む合金のチタン測定にも適用できる。 A.2 引用規格 本規格で参照している規格： - GOST 1770–74 容器類（目盛り用ガラス器具等） - GOST 7565–81 溶鋼・鋼および合金の試料採取法 - GOST 29169–91 一目盛ピペット - GOST 29251–91 ビュレット（第1部 一般要求事項） A.3 方法の原理 試料を塩酸および硝酸で溶解する。塩酸と硝酸を蒸発により除去し、硫酸蒸気が生じるまで蒸発する。チタンをジアンティピリルメタンと錯形成させ、その複合体の吸光度を波長390 nmで測定する。 A.4 試薬 分析には分析用純度の試薬、蒸留水または同等の純水を使用する（特に記載のない限り）。 - 塩酸（密度 ρ = 1.18 g/cm^3）。 - 希塩酸（1:1）〔塩酸希釈溶液 1:1〕。 - 硫酸（ρ = 1.84 g/cm^3）、希硫酸（1:1）。硫酸100 cm^3 を水100 cm^3 にゆっくり、常に攪拌しながら加える。 - 硝酸（ρ = 1.41 g/cm^3）。 - 水酸化アンモニウム溶液（ρ = 0.88 g/cm^3）。 - アスコルビン酸溶液：アスコルビン酸 20 g を水に溶解し200 cm^3 まで希釈して混合。 - 硫酸水素カリウム（KHSO4）。 - シュウ酸二水和物溶液：シュウ酸二水和物 10 g を水に溶解し200 cm^3 まで希釈して混合。 - ジアンティピリルメタン溶液：ジアンティピリルメタン一水和物 4 g を塩酸含有水（25 cm^3 の塩酸1:1を含む）に溶解し、1:1の希塩酸で200 cm^3 まで希釈して混合する。（注：試薬名は原語 diantipyrylmethane を参考に表記） - 塩化ナトリウム溶液：塩化ナトリウム 117 g を水に溶解し500 cm^3 まで希釈して混合する。 - チタン、一次標準溶液（0.200 g/dm^3）：カリウム・チタニルオキサレート二水和物（KTiO(C2O4)·2H2O）0.739 g を水に溶解し、希硫酸50 cm^3 を加えて蒸発至冷却後、500 cm^3 のメスフラスクに移し目盛りまで水で希釈して混合する。 - チタン標準溶液（25 cm^3/dm^3）：一次標準溶液 25.0 cm^3 を 200 cm^3 のメスフラスクに取り、希硫酸 20 cm^3 を加え、冷却後目盛りまで水で希釈して混合する。 A.5 装置 - 円錐フラスク 125 cm^3。 - 容量フラスク 50、100、200、250、500 cm^3（GOST 1770 に準拠）。 - ピペット 5 cm^3（GOST 29169）。 - マイクロビュレット 10 cm^3（目盛り 0.02 cm^3）（GOST 29251）。 - 分子吸収型分光光度計：390 nmで吸光度を測定できるもの。 A.6 試料採取および前処理 A.6.1 試料採取とラボ試料の調製は、通常の合意された方法、または相違がある場合は GOST 7565 に従って行う。 A.6.2 ラボ試料はフライスまたはドリル屑の形で正常かつ追加の処理を必要としない。 A.6.3 フライスやドリル工程中にオイルやグリースによる汚染が疑われる場合は、高純度アセトンで洗浄し、空気乾燥する。 A.6.4 試料が大きさにばらつきがある場合は、分割して試験用試料を得る。 A.7 分析の手順 A.7.1 試験溶液の調製 A.7.1.1 試料の秤量 試験試料を表A.1に示す通り、0.1 mg の精度で秤量する。 表A.1（期待されるチタン含有量 % に対する試料量） - チタン期待値 0.3〜3.0%（含む） — 試料質量 0.19–0.21 g - 3.0〜5.0% — 試料質量 0.099–0.11 g A.7.1.2 試料秤量分の酸溶解 試料秤量分を 125 cm^3 円錐フラスクに入れる。塩酸 10 cm^3 と硝酸 3 cm^3 を加える。反応開始まで加熱し、完全に溶解するまで加熱を続ける。合金が溶解しない場合は酸の割合を調整する。塩酸を 1 cm^3 ずつ追加し、溶解するまで加熱を継続する。 A.7.1.3 最終試験溶液の調製 希硫酸 7 cm^3 を加え、白色蒸気（硫酸の蒸気）が出るまで蒸発する。冷却後、タンタルの有無により A.7.1.3.1 または A.7.1.3.2 に従って処理する。 A.7.1.3.1 タンタルが不在の場合 シュウ酸 20 cm^3 を加え、塩類が溶解するまで加熱する。冷却し、タングステンを含まない合金の場合は A.7.1.4 に進む。 A.7.1.3.1.1 合金にタングステンが含まれる場合 水酸化アンモニウム溶液を加えてアルカリ性とし、タングステン酸が溶解するまで沸騰させる。冷却後、塩酸 20 cm^3 を加えて酸性に戻す。冷却し、A.7.1.4 に進む。 A.7.1.3.2 タンタルが存在する場合 水 30 cm^3 を加え、塩類が溶解するまで加熱し、再び冷却する。ろ紙折りのろ紙で濾過し、沈殿を温水で洗う。ろ過液を保存する。沈殿の付いたろ紙を白金坩堝に入れ、800 ℃で灰化し冷却する。硫酸水素カリウム 1 g を加え、白金蓋で覆い、炎上で慎重に溶融する。坩堝を冷却し、20 cm^3 のシュウ酸溶液を含む容量150 cm^3 のビーカーに入れ、慎重に加熱してフラックスを溶解する。白金坩堝を取り出して洗浄する。シュウ酸溶液を当初のろ過液に合わせ、A.7.1.4 に進む。 A.7.1.4 希釈 A.7.1.4.1 チタン含有量が1.0%未満の場合 試験溶液（A.7.1.3.1、A.7.1.3.1.1 または A.7.1.3.2）を容量100 cm^3のメスフラスクに移し、水で目盛りまで希釈して混合する。 A.7.1.4.2 チタン含有量が1〜5%の場合 前記試験溶液を容量250 cm^3のメスフラスクに移し、水で目盛りまで希釈して混合する。 A.7.2 発色 A.7.2.1 試験溶液のアリクオート（A.7.1.4.1 または A.7.1.4.2）からピペットで 5 cm^3 を取り、各々容量50 cm^3のメスフラスク2本に分注する。 A.7.2.2 それぞれのメスフラスクに希塩酸（1:1） 5.0 cm^3、アスコルビン酸溶液 5.0 cm^3、塩化ナトリウム溶液 20 cm^3 を加える。溶液を混合し、数分間放置する。 A.7.2.3 片方のメスフラスクにジアンティピリルメタン溶液 10.0 cm^3 を加える。 A.7.2.4 両方のフラスクを水で目盛りまで希釈し、40分間放置する。 A.7.3 分光測定 A.7.3.1 A.7.2.4 により得た両溶液の吸光度を、水を比較溶液として用いて、分子吸収分光光度計で波長390 nm、セル長1 cm にて測定する。 A.7.3.2 ジアンティピリルメタン錯体を含む試験溶液の吸光度から、ジアンティピリルメタンを含まない試験溶液の吸光度を差し引く。 A.7.4 対照実験 同時に、試薬の汚染を調べるために同じ手順・同量の試薬で対照実験を実施する。 A.7.5 キャリブレーション A.7.5.1 容量50 cm^3のメスフラスク6本を用い、マイクロビュレットで標準チタン溶液を 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 cm^3 添加する。 A.7.5.2 A.7.2.2 と同様に希塩酸、アスコルビン酸、塩化ナトリウムを加える。 A.7.5.3 各溶液にジアンティピリルメタン溶液 10.0 cm^3 を加え、水で目盛りまで希釈し、混合して40分間放置する。これにより得られるシリーズは、0:0、0:1、0:2、0:25 mg/cm^3 のチタンに相当する。 A.7.5.4 A.7.3 の方法でキャリブレーション溶液の吸光度を測定する。チタンを含まないキャリブレーション溶液の吸光度を他のキャリブレーション溶液の吸光度から差し引く。 A.7.5.5 吸光度とキャリブレーション溶液中のチタン含有量の関係のキャリブレーション曲線を作成する。 A.7.6 測定回数 チタンの定量は最低2つの並列秤量で行う。 A.7.7 管理分析 方法の品質管理は、同種の合金のチタン含有量が既知の試料を用いて、同一手順により並列測定を行うことによって行える。 A.8 結果の処理 A.8.1 計算 A.8.1.1 試験溶液（A.7.3.2）および対照実験のチタン濃度をキャリブレーション曲線から求める（単位：µg/cm^3）。 A.8.1.2 チタン含有率 X, % は次の式により計算する。 X = ( (c1 − c2) × V / m ) × 100 （式 A.1） ここで - c1 — 試験溶液中のチタン濃度（A.8.1.1）、µg/cm^3 - c2 — 対照実験中のチタン濃度（A.8.1.1）、µg/cm^3 - V — 試験溶液の体積（A.7.1.4.1 または A.7.1.4.2）、cm^3 - m — 秤量した試料の質量（A.7.1.1）、g A.8.2 精度 A.8.2.1 ラボ間試験 11の試験所が4か国で本分析法の検証に参加し、表A.2に示す化学成分の4つのサンプルを解析した。各サンプルは別々の日に2回解析された。 表A.2 — 試験サンプルの化学組成（%） （表に示された元素：Al、Co、Cr、Fe、Hf、Mo、Nb、Ta、Ti、W、Ni。個々のサンプル別組成は原表に従う。） A.8.2.2 統計解析 ラボ間試験プログラムの結果は、各試験所の2回の結果の平均を用いて評価された。データはコクランおよびディクソンの基準を用いて統計処理された。 A.8.2.3 再現性および反復性は95%信頼度で算出された。統計解析の結果は表A.3に示す。 表A.3 — 統計解析結果 （表：標準試料、分析平均値%、ラボ内標準偏差、ラボ間標準偏差、収束性、再現性。各サンプル RE-1 から RE-4 の数値は原表に従う。） A.9 干渉 ニッケル合金中にモリブデンが存在する場合、得られるチタン値（A.8.1.2）はモリブデン1.0%当たりチタンで約 0.001% の高めの影響を及ぼす可能性がある。
