DIN EN ISO 4491-3-2006 Metallic powders - Determination of oxygen content by reduction methods - Part 3 Hydrogen-reducible oxygen (ISO 4491-3 1997) English version of DIN EN ISO 44.pdf

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1、Juni 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Werkstofftechnologie (NWT) im DINPreisgruppe 9DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 77.160!,j“9719591www.din.deDDIN EN ISO 44

2、91-3Metallpulver Bestimmung des Sauerstoffgehaltes durch Reduktionsverfahren Teil 3: Wasserstoffreduzierbarer Sauerstoff (ISO 4491-3:1997);Deutsche Fassung EN ISO 4491-3:2006Metallic powders Determination of oxygen content by reduction methods Part 3: Hydrogen-reducible oxygen (ISO 4491-3:1997);Germ

3、an version EN ISO 4491-3:2006Poudres mtalliques Dosage de loxygne par les mthodes de rduction Partie 3 : Oxygne rductible par lhydrogne (ISO 4491-3:1997);Version allemande EN ISO 4491-3:2006Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN ISO 4491-3:1998-07www.beuth.deGesam

4、tumfang 15 SeitenDIN EN ISO 4491-3:2006-06 2 Nationales Vorwort Diese Europische Norm wurde von CEN/SS M11 (Sekretariat: CMC) aus der Arbeit des ISO/TC 119/SC 2 Sampling and testing methods for powders (including powders for hardmetals) bernommen. Das zustn-dige deutsche Normungsgremium ist der NA 1

5、45-01-02 Probenahme und Prfverfahren fr Pulver (ein-schlielich Pulver fr Hartmetalle). Fr die in den Literaturhinweisen zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechende Deutsche Norm hingewiesen: ISO 4491-1 siehe DIN ISO 4491-1 nderungen Gegenber DIN ISO 4491-3:1998-07 wurden

6、 folgende nderungen vorgenommen: a) Inhalt unverndert als Europische Norm bernommen. Frhere Ausgaben DIN ISO 4491-1: 1990-06, 1998-07 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN ISO 4491-1, Metallpulver Bestimmung des Sauerstoffgehaltes durch Reduktionsverfahren Allge-meine Hinweise EURO

7、PISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN ISO 4491-3 April 2006 ICS 77.160 Deutsche Fassung Metallpulver Bestimmung des Sauerstoffgehaltes durch Reduktionsverfahren Teil 3: Wasserstoffreduzierbarer Sauerstoff (ISO 4491-3:1997) Metallic powders Determination of oxygen content by reduction meth

8、ods Part 3: Hydrogen-reducible oxygen (ISO 4491-3:1997) Poudres mtalliques Dosage de loxygne par les mthodes de rduction Partie 3: Oxygne rductible par lhydrogne (ISO 4491-3:1997) Diese Europische Norm wurde vom CEN am 9. Mrz 2006 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschft

9、sordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denendieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listendieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei

10、jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum

11、mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland,Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen,

12、sterreich, Polen, Portugal, Rumnien,Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern.EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum: rue de Stassar

13、t, 36 B-1050 Brssel 2006 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. EN ISO 4491-3:2006 DEN ISO 4491-3:2006 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung.4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisu

14、ngen5 3 Kurzbeschreibung .5 4 Reagenzien.6 5 Gert6 6 Probenahme .9 7 Durchfhrung 10 8 Berechnung und Darstellung der Prfergebnisse 12 9 Prfbericht. 13 EN ISO 4491-3:2006 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (EN ISO 4491-3:2006) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 119 Powder metal-lurgy“ in Zusammenarbeit

15、mit dem Technischen Komitee CEN/SS M11 Powder metallurgy“ erarbeitet, des-sen Sekretariat vom CMC gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis sptestens Oktober 2006, und etwaig

16、e entgegen-stehende nationale Normen mssen bis sptestens Oktober 2006 zurckgezogen werden. Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich

17、, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. Anerkennungsnotiz Der Text von ISO 4491-3:1997 w

18、urde vom CEN als EN ISO 4491-3:2006 ohne irgendeine Abnderung ge-nehmigt. EN ISO 4491-3:2006 (D) 4 Einleitung Die Internationale Norm ISO 4493:1981, die durch ISO 4491-3:1997 (Erstausgabe ISO 4491-3:1989) ersetzt wird, beschreibt eine spezielle Prfeinrichtung und ein bestimmtes Verfahren zur Bestimm

19、ung von wasserstoffreduzierbarem Sauerstoff. Es hat sich jedoch seitdem erwiesen, dass andere Systeme ebenso sichere Ergebnisse bringen, und deshalb werden diese in diesem Teil der ISO 4491 beschrieben. Zustzlich wurde der Anwendungsbereich fr dieses Verfahren auf kohlenstoffhaltige Pulver ausgedehn

20、t. Bei Vorhandensein von Kohlenstoff im Pulver werden einige Metalloxide, die sonst durch Wasserstoff redu-ziert wrden, stattdessen durch Kohlenstoff reduziert und bilden Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid. Diese Reaktionsprodukte werden nicht durch Karl-Fischer-Titration erfasst, die zur Bes

21、timmung der gebilde-ten Wassermenge angewendet wird. Folglich wird fr den mit Wasserstoff reduzierbaren Sauerstoffgehalt ein niedrigeres Ergebnis erhalten. Diese Strung wird dadurch beseitigt, dass die abgegebenen Gase ber einen Katalysator gefhrt werden, der gebildetes CO und CO2quantitativ in Meth

22、an und Wasser nach folgenden Gleichungen umwandelt: CO + 3H2 CH4+ H2O CO2+ 4H2 CH4+ 2H2O Die Umwandlung wird bei 380 C an einem Nickelkatalysator durchgefhrt. ANMERKUNG Bestimmte Oxide, die sonst nicht durch Wasserstoff reduziert wrden, knnen zum Teil durch Kohlen-stoff reduziert werden. In solchen

23、Fllen sollte die Auswertung der Ergebnisse mit groer Sorgfalt gehandhabt werden siehe ISO 4491-1:1989, 4.1.2 d). EN ISO 4491-3:2006 (D) 5 1 Anwendungsbereich Dieser Teil der ISO 4491 legt ein Verfahren zur Bestimmung des wasserstoffreduzierbaren Anteils an Sauerstoff von Metallpulvern mit einem Saue

24、rstoff-Massenanteil von 0,05 % bis 3 % fest. Das Verfahren ist auf unlegierte, teilweise legierte oder vollstndig legierte Metallpulver sowie aus Mischungen von Carbiden und Bindemetallen anwendbarN1). Es kann nicht angewendet werden auf Pulver mit Gleitmittelzustzen oder organischen Bindemitteln. D

25、as Verfahren darf bei Einsatz einer speziellen katalytischen Vorrichtung auf kohlenstoffhaltige Pulver ausge-dehnt werden. Diese Norm ist im Zusammenhang mit ISO 760 und ISO 4491-1 anzuwenden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderl

26、ich. Bei datierten Ver-weisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). ISO 760:1978, Bestimmung von Wasser Karl-Fischer-Methode (allgemeine Methode) ISO 4491-1:1989, Metallpulve

27、r Bestimmung des Sauerstoffgehalts durch Reduktionsverfahren Teil 1: Allgemeine Leitlinien 3 Kurzbeschreibung Vorbehandlung einer Probe durch Trocknen in trockenem Stickstoff oder Argon bei niedriger Temperatur (170 C). Reduktion bei vorgegebener Temperatur in reinem, trockenem Wasserstoff. Absorpti

28、on des Wassers aus der Reaktion von Oxiden mit Wasserstoff in Methanol. Titration mit Karl-Fischer-Reagens, wobei der Endpunkt entweder visuell durch die Farbnderung oder elektrometrisch mit zwei Elektroden (deadstop end-point) be-stimmt wird. Bei kohlenstoffhaltigen Pulvern erfolgt die Umwandlung d

29、es gebildeten Kohlenstoffmonoxids und Kohlen-stoffdioxids bei 380 C an einem Nickelkatalysator in Methan und Wasser. N1) Nationale Funote: Dieses Verfahren wird in Deutschland bei Carbiden und Mischungen aus diesen und Binde- metallen nicht angewendet. EN ISO 4491-3:2006 (D) 6 4 Reagenzien Bei der A

30、nalyse sind nur Reagenzien von anerkannter analytischer Reinheit zu verwenden und nur destil-liertes Wasser oder Wasser von gleicher Reinheit. WARNUNG Das Karl-Fischer-Reagens enthlt vier giftige Bestandteile: Jod, Schwefeldioxid, Pyridin und Methanol. Es ist wichtig, direkten Kontakt und besonders

31、ein Einatmen zu vermeiden. Nach unbe-absichtigtem Verschtten mit reichlich Wasser nachsplen. 4.1 Methanol, wasserfrei. 4.2 Karl-Fischer-Reagens, entsprechend 1 mg Sauerstoff je ml. Der Titer des Karl-Fischer-Reagens wird nach einem der folgenden Verfahren bestimmt: a) Zugabe von 20 mg bis 30 mg Wass

32、er in das Titrationsgef, auf 0,1 mg gewogen; b) Zugabe von 100 mg bis 200 mg Natriumtartrat-Dihydrat, gewogen auf 0,1 mg zertifiziertes Material enthlt die theoretische Menge von 15,66 % (Massenanteil) Wasser, entsprechend 13,92 % (Massenanteil) Sauerstoff. Das Natriumtartrat muss zuvor fein gemahle

33、n und bei (105 5) C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet sein; c) Durchfhrung der Prfung nach dem in Abschnitt 7 beschriebenen Verfahren unter Verwendung von 100 mg bis 200 mg reinem Natriumtartrat-Dihydrat, als Probe auf 0,1 mg gewogen, wobei jedoch die Pr-fung auf die Trocknung bei 170 C und die Ti

34、tration begrenzt ist. Siehe auch ISO 760 fr spezielle Verfahren zur Kalibrierung. 4.3 Wasserstoff mit einem maximalen Sauerstoffgehalt von 0,005 % (Massenanteil) und einem Taupunkt von hchstens 45 C. 4.4 Stickstoff oder Argon mit einem maximalen Sauerstoffgehalt von 0,005 % (Massenanteil) und einem

35、Taupunkt von hchstens 45 C. 4.5 Trocknungsmittel: granuliertes Aluminiumnatriumsilicat, aktiviertes Silicagel oder Magnesium-perchlorat. 5 Gert ANMERKUNG Der wahlweise Aufbau der Gerte wird schematisch in Bild 1 (Verfahren 1) und Bild 2 (Verfahren 2) ge-zeigt. 5.1 Wasserstoffversorgung (A), versehen

36、 mit einem Druckregler, einem Strmungsregler und einem Durchflussmessgert. 5.2 Reinigungseinheit (B) fr Wasserstoff, mit Katalysator zum Sauerstoffentzug und Trockeneinrichtung. 5.3 Stickstoff-(oder Argon-)Versorgung (C) mit Druckregler, Strmungsregler und einem Durchflussmess-gert. 5.4 Dreiwegehahn

37、 (D) 5.5 Gastrocknungseinheit (E), die ein Trocknungsmittel (4.5) enthlt. EN ISO 4491-3:2006 (D) 7 5.6 Gasdichtes Reduktionsrohr (F) aus Quarz oder einem hitzebestndigen Material (z. B. dichtes Alumi-nium), das einer der folgenden Vorgaben entspricht: a) einseitig geschlossenes Rohr mit einem Innend

38、urchmesser von 27 mm bis 30 mm und einer Lnge von etwa 400 mm, mit zwei kleineren Quarzrohren mit einem Durchmesser von 5 mm bis 6 mm und einer Lnge von 60 mm bis 80 mm bzw. 200 mm bis 240 mm, die nach Bild 3 angeordnet sind. Dieses Rohr wird zuerst in den Trockenofen und dann in den Reduktionsofen

39、eingesetzt; b) offenes Rohr mit einem Innendurchmesser von etwa 20 mm, einer Lnge von 1 m, mit Gas-Zu- und Ab-leitung. Dieses Rohr wird gleichzeitig in beide fen eingesetzt. 5.7 Zwei fen (G), der eine zur Trocknung der Probe und der andere zur Reduktion des Oxids, mit einem Temperaturregelsystem, da

40、s es ermglicht, in dem Teil des Rohres, der das Schiffchen (5.8) enthlt, die Temperatur innerhalb der angegebenen Grenzwerte einzuhalten. ANMERKUNG Falls verfgbar, darf auch ein Ofen, der sich fr beide Funktionen eignet, verwendet werden. 5.8 Schiffchen (H), vorzugsweise aus dichter Aluminiumoxidker

41、amik mit polierter Oberflche in geeigneter Gre, so dass es durch die Probe nicht mehr als bis zur Hlfte gefllt wird. Dieses Schiffchen wird min-destens 1 h bei 900 C bis 1 100 C in Wasserstoff konditioniert und im Exsikkator bis zur Verwendung auf-bewahrt. 5.9 Katalysator (I), bestehend aus einem mi

42、t Nickel-Katalysator gefllten Glasrohr und einem Ofen mit Regel- und Messsystemen, um die Temperatur bei 380 C zu halten. Diese Vorrichtung ist stndig unter Wasserstoff zu halten. 5.10 Umgehungsschaltung (J), wird verwendet, wenn der Katalysator (5.9) nicht bentigt wird; sie ver-meidet, dass Luft an

43、 den Katalysator gelangt. Legende A Wasserstoffversorgung (5.1) B Reinigungseinheit (5.2) C Stickstoff- (oder Argon-) Versorgung (5.3) D Dreiwegehahn (5.4) E Gastrocknungseinheit (5.5) F Reduktionsrohr (5.6) G Ofen (5.7) H Schiffchen (5.8) I Katalysator (5.9) J Umgehungsschaltung (5.10) K Titrations

44、gef (5.11) L Endpunktanzeige (5.12) M Brette (5.13) Bild 1 Schematischer Aufbau der Gerte fr Verfahren 1 EN ISO 4491-3:2006 (D) 8 Legende A Wasserstoffversorgung (5.1) B Reinigungseinheit (5.2) C Stickstoff-(oder Argon-)Versorgung (5.3) D Dreiwegehahn (5.4) E Gastrocknungseinheit (5.5) F Reduktionsr

45、ohr (5.6) G Ofen (5.7) H Schiffchen (5.8) I Katalysator (5.9) J Umgehungsschaltung (5.10) K Titrationsgef (5.11) L Endpunktanzeige (5.12) M Brette (5.13) Bild 2 Schematischer Aufbau der Gerte fr Verfahren 2 Legende F Reduktionsrohr (5.6) H Schiffchen (5.8) Bild 3 Beispiele fr Reduktionsrohre EN ISO

46、4491-3:2006 (D) 9 Legende N A-Meter R Regelwiderstand S Schalter Bild 4 Schaltschema fr die Endpunktanzeige L (siehe 7.3.4) 5.11 Titrationsgef (K) mit einem Fassungsvermgen von 200 ml bis 300 ml mit einem Magnetrhrer oder einer gleichwertigen Vorrichtung. Falls der Endpunkt elektrometrisch erfasst w

47、ird, ist das Titrationsgef mit zwei Platinelektroden zu versehen. 5.12 Endpunktanzeige (L), nur bei Verwendung der elektrometrischen Endpunktanzeige (siehe Bild 4). 5.13 Brette (M) mit einem Nennvolumen von 25 ml und einem Skalenteilungswert von 0,05 ml, die mit einem Schutzrohr, das mit dem in 4.5

48、angegebenen Trocknungsmittel gefllt ist, vor Feuchtigkeit aus der Atmosphre geschtzt wird. Abnderungen der in 5.11, 5.12 und 5.13 erklrten Gerte sind mglich; es darf auch jeder beliebige im Han-del erhltliche Karl-Fischer-Titrationsapparat verwendet werden, vorausgesetzt, es werden die Anforderungen

49、 nach ISO 760 erfllt. 6 Probenahme Das Pulver wird im Anlieferungszustand geprft. EN ISO 4491-3:2006 (D) 10 7 Durchfhrung 7.1 Probe Die Probe wird je nach dem erwarteten Gehalt an wasserstoffreduzierbarem Sauerstoff nach Tabelle 1 auf 0,1 mg gewogen. Tabelle 1 Erwarteter Gehalt an wasserstoffreduzierbarem Sauerstoff Masse der Einzelprobe % (Massenanteil) g