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宝鸡西工钛合金制品有限公司 Baoji Xigong Titanium Alloy Products Co.,Ltd
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钛合金棒的力学性能及在液态化合物中的耐腐蚀性

发布时间 :2020-05-22 18:06:42 浏览次数 :

许多钛合金以其优异的力学性能为主要发展方向,应用于航空和航天工业。但是随着通用工业的应用扩大,钛及钛合金棒在不同介质中的耐腐蚀特性,也已经成为关注的重点。一般而论,使钛的氧化膜处于稳定的介质,也就是使钛合金棒维持耐腐蚀性的介质。所以这个介质一般都是氧化性的介质,或者是中性、弱还原性的介质。它们是海水、氯化物溶液、氧化性无机酸溶液、浓度低于3%HCl和低于4%H2SO4溶液等。而钛合金棒在还原性酸溶液中是不耐腐蚀的,钛合金Ti-Pd(如Ti-0.2Pd及Ti-0.05Pd)和Ti-Ni-Mo(如Ti-0.8Ni-0.3Mo)的耐腐蚀性有所提高。在还原性酸中添加重金属盐有明显的缓蚀作用,可以提高钛合金棒的耐腐蚀性。氧化性介质太强的情形,例如干氯气、发烟硝酸等,由于破坏了原有的氧化膜,使得钛棒表面的氧化过于激烈,则钛材存在诸如爆炸着火等非常危险的后果。

钛合金棒

钛材在还原性介质中耐腐蚀性不良,但在二级工业纯钛加入0.2%Pd(TA9)和钛镍钼合金(即Ti-0.3%Mo-0.8%Ni,TA10)具有较好的耐腐蚀性。,尤其在还原性无机酸的溶液中。为了得到对钛及钛合金加工材的耐腐蚀性更加全面的判断,补充表格中腐蚀速度数据的信息不足,下面按照各种介质分别予以进一步说明。

1、氯气、氯化物和含氯的化合物

在各种金属材料中,钛在湿氯气、氯化物溶液等介质中是最耐腐蚀的,因此已经得到广泛的应用。钛在干氯气中产生剧烈的腐蚀,甚至引起着火和自燃。“干”与“湿”的界限是与环境温度和合金成分等因素有关。根据国外报道的数据,工业纯钛在约200℃的氯气中维持钝态的最低水含量约为1.5%,而在通常的温度下,最低水含量只要保持为0.3%~0.4%就不至于着火。钛钯合金和钛镍钼合金可以下更低的水含量下维持金属的钝态。

除了高温与高浓度的ZnCl2、AlCl3和CaCl2之外,钛在大部分氯化物溶液中都是耐腐蚀的。但是必须严密注意钛材在高温高浓度氯化物溶液中的缝隙腐蚀,尤其在聚四氟乙烯等有机化合物材料想接触时,缝隙腐蚀更加严重。钛在含氯的化合物,诸如氯酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐和过氯酸盐等溶液中都是非常耐腐蚀的,这已经从钛长期在漂白厂、电解氯厂和废水处理厂的成功应用所证实。

钛与氯的反应生成四氯化钛,这是一个放热反应。只要介质中含水量很低,释放的热量可以促使钛的燃烧,直到干氯气或钛耗尽。如果氯气中含有水,四氯化钛就会发生水解反应,生成白色的氢氧化钛。氢氧化钛是一种稳定的固体化合物,而不像四氯化钛(沸点为136℃)那样具有强烈挥发性的液体。

TC4钛合金棒

2、溴、碘和氟及其化合物

钛对于溴和碘的耐腐蚀性与氯相仿,只要维持一定量的水分就可以保证钛不至于腐蚀。但是钛在氟、氢氟酸或酸性氟化物溶液中,即使浓度很低也是不耐腐蚀的,而且几乎没有任何缓蚀剂可以利用,因此钛不推荐用于接触氟气氛的情形。酸性氟化物溶液由于存在氢氟酸,从而迅速腐蚀钛。然而某些与金属离子络合的氟化物,或及其稳定的氟化物(如氟碳化合物),一般也不可能不会腐蚀钛。

3、河水、海水

钛在河水和海水中都具有非常优异的耐腐蚀性,尤其在海水中的耐腐蚀性更加可贵,可以毫不夸张地说,钛是所有天然水中最耐腐蚀的金属材料。钛在高温水及水蒸气(如>300℃)中可能有些变色或失光,甚至可能有少许增重,但是不会引起腐蚀。

钛在温度高达260℃的海水中很耐腐蚀,钛管凝汽器在污染海水中已经使用20多年,只发现稍微变色而没有腐蚀迹象。由于钛在海水中既不腐蚀又无毒性,海生物附着是一个相当头疼的实际问题。工业纯钛在海水中的耐缝隙腐蚀、耐点腐蚀和耐冲击腐蚀性都比较理想,应力腐蚀和腐蚀疲劳的敏感性也不严重。在高速度的流动海水(例如36.6m/s)中,冲蚀速度有些提高。当海水中含有沙粒等摩擦性颗粒时,对于钛的耐冲蚀性有一些影响,但不像铜合金和铝合金那样严重。在海水中,钛也是最理想的抗空泡腐蚀的材料。

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