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耐蚀钛合金及应用
2017-12-18 14:26:12  点击数:

耐蚀钛合金(corrosion  resistant  titanium  alloy) 

适于在强腐蚀性环境中使用的铁合金。自1952年,美国人芬莱(W.L.Finlay)公布第一个耐腐蚀钛钼合金以来,耐腐蚀钛合金已有40多年的发展历史。由于钛工业本身发展历史不长,初期又主要服务于航空、航天等军事工业,所以耐腐蚀钛合金的发展缓慢,只有钛钯等少数合金进入工业应用阶段。

研制耐腐蚀钛合金的最有效的3条途径是,加入热力学稳定元素(如钼),以提高体系的热力学稳定性;加入低超电势元素(如钯、钌、镍等),以强化腐蚀的阴极过程,促进阴极钝化;加入易钝化元素(如钽、钼等),使钛材料表面生成更稳定的钝化膜。据此,研制成熟,且已经广泛应用的耐腐蚀钛合金有:

(1)钛钼合金。是研究最早、在还原性介质中耐蚀性能最好的钛合金。它在沸腾的中等浓度硫酸和盐酸溶液中稳定。合金中含有30%的高密度组元钼,给合金的冶炼和加工带来一定的困难。由该合金派生的耐蚀合金还有钛钼铌、钛钼锆、钛钼钯系合金等。

(2)钛钯合金。钯的名义含量为0.2%,是目前应用最广泛、最成熟的耐蚀合金。可在常温稀还原性酸、高温氯化物以及氧化还原性交变的环境中应用。该合金具有良好的加工、成形和焊接性能,已在化工、石油、冶金、轻工等部门获得应用。缺点是由于含钯,合金成本高。应用范围领域不是很多。

(3)钛钼镍合金。钼和镍的名义含量分别为0.3%和0.8%。20世纪70年代中期开发的一种抗缝隙腐蚀钛合金。特点是在保持工业纯钛的低成本、良好的综合性能的前提下,其300℃的抗拉强度比工业纯钛高一倍,抗还原性介质的腐蚀性能有明显提高,在150~200℃的氯化物中不发生缝隙腐蚀。已在许多工业部门获得应用。

(4)钛钽合金。日本研制的抗硝酸腐蚀的钛合金,元素钽的名义含量为5%。该合金具有良好的工艺性能和焊接性能,在100~200℃流动硝酸中,其腐蚀速率低于0.1mm/a。已在硝酸回收装置和核燃料后处理工厂得到应用。缺点是合金含有高密度、高熔点组元钽,需采取特殊的合金化方法,成本也较高。

        (5其他。除上述的合金外,较成熟的耐腐蚀合金还有:为脱盐装置开发的钛镍合金(Ti2Ni),为用作舰船结构材料开发的钛铝铌钽钼合金(Ti6Al2Nb1Ta08Mo)等。研究在高温高浓度还原性介质中使用的合金,用作海洋开发和舰船结构材料不同强度级别的高韧性可焊合金,以及满足耐磨、韧性、强度、弹性等特殊要求的耐蚀合金,是耐蚀钛合金研究的主要方向和目标。


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