金属材料的耐腐蚀性能
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钛的腐蚀数据引言概述:钛是一种重要的金属材料,具有优异的耐腐蚀性能,被广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。
本文将详细介绍钛的腐蚀数据,包括其耐腐蚀性能、腐蚀机理以及常见腐蚀环境下的表现。
一、钛的耐腐蚀性能1.1 钛的自腐蚀电位钛具有较高的自腐蚀电位,一般在-0.1V至-0.8V之间,这意味着钛在大部分腐蚀环境下都能保持良好的耐腐蚀性能。
1.2 钛的腐蚀速率钛的腐蚀速率相对较低,一般在0.01mm/a以下。
在常见的腐蚀介质中,如酸、碱、盐等,钛的腐蚀速率通常都能控制在较低的水平。
1.3 钛的抗应力腐蚀性能钛具有出色的抗应力腐蚀性能,能够在高温、高压等恶劣条件下保持较好的耐腐蚀性能。
这使得钛在化工、石油等领域得到广泛应用。
二、钛的腐蚀机理2.1 钛的氧化膜钛表面形成致密的氧化膜,这层氧化膜能够有效阻止腐蚀介质的进一步侵蚀,起到了良好的保护作用。
2.2 钛的阳极反应钛在腐蚀介质中发生阳极反应,通过电子流和离子流的传递,使得钛表面形成氧化膜,从而减缓腐蚀速率。
2.3 钛的阳极保护钛作为一种优良的阳极材料,能够通过阳极保护的方式,保护其他金属的腐蚀。
这使得钛在船舶、海洋工程等领域得到广泛应用。
三、钛在不同腐蚀环境下的表现3.1 钛在酸性环境中的腐蚀行为钛在酸性环境中的腐蚀速率较低,能够耐受浓硫酸、盐酸等强酸的腐蚀,但在浓硝酸中容易发生腐蚀。
3.2 钛在碱性环境中的腐蚀行为钛在碱性环境中的腐蚀速率较低,能够耐受氢氧化钠、氢氧化钾等强碱的腐蚀。
3.3 钛在盐水环境中的腐蚀行为钛在盐水环境中的腐蚀速率较低,能够耐受海水、盐湖水等高盐度环境的腐蚀。
四、钛的腐蚀防护措施4.1 表面涂层通过在钛表面涂覆耐腐蚀的涂层,能够进一步提高钛材料的耐腐蚀性能。
4.2 电化学保护通过在钛表面施加电流,形成保护性的氧化膜,能够提高钛的耐腐蚀性能。
4.3 合金化改性通过与其他金属元素形成合金,能够改变钛的晶体结构,提高其耐腐蚀性能。
耐腐蚀性能的评价据《金属防腐蚀手册》(中国腐蚀与防护学会)对金属材料耐腐蚀性规定见表1-1-5(4)晶间腐蚀:在特定介质中,局部地沿着结晶粒子边界向深度方向腐蚀的形式称晶间腐蚀。
这种腐蚀,外面看不出腐蚀迹象,严重的晶间腐蚀可以穿过整个机体厚度。
产生晶间腐蚀的原因是当奥氏体不锈钢在500~700℃时,由于沿晶粒边界析出碳化铬Cr23C6功FeCr化合物——称0相,使晶界周围贫铬(阴极)——贫铬区(阳级)电池,使晶界贫铬区产生腐蚀。
由上述可看出产生晶间腐蚀是有条件的。
晶间腐蚀其内因是必须有碳化铬或0相沿晶界析出使晶界贫格,其外因是必须有腐蚀贫铬区的介质。
水和一些中性溶液并不腐蚀贫铬区,所以即使存在贫铬区也不会产生晶间腐蚀。
如果晶界不贫铬,即使有产生晶间腐蚀的介质也不会产生晶间腐蚀。
所以产生晶间腐蚀的内因、外因缺一不可。
产生贫铬的原因;一是钢水化学成分不合格,如碳高、铬低或含钛、铌的不锈钢中碳钛比或碳铌比够。
二是热处理工艺不正确或焊接或加工时加热至碳化物析出温度,而在900℃到400℃冷却速度不够快而析出碳化物造成贫铬。
2.1.1.2控制晶间腐蚀的方法。
晶间腐蚀是奥氏体不锈钢最常见的腐蚀,其危害程度极大,在使用时必须给予控制。
控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀有三种方法;(1)执行正确的热处理工艺,将钢加热至1100℃水淬(急冷)使碳化物向固溶体中溶解。
但是,不同牌号的奥氏体不锈钢其淬火加热温度不完全都是1100℃,执行中要按标准规定。
(2)加入固定碳的元素钛或铌。
钛(Ti)铌(Nb)这两种元素同碳的亲和力大于Cr同碳的亲和力,在高温下生成Tic或Nbc,从而减少了Cr的碳化物析出量。
(3)采用含碳量≤0.03%的超低碳不锈钢2.1.1.3晶间腐蚀检验晶间腐蚀检验的前提是试样的化学万分合格并经固溶处理。
晶间腐蚀检验用的试片是80X18X3(长X宽X高),上下两平面磨至Ra0.8的溥片,并分为敏化状态试片和交货试片两种。
实验时候温度会升高么?有以下金属材料,并且有硫酸的浓度和温度配置,你看下。
不锈钢(SUS316 、SUS316L) :温度40 ℃以下,浓度20% 左右;904 钢(SUS904 、SUS904L) :适于温度40~60 ℃、浓度20~75% ;温度80 ℃、浓度60% 以下;高硅铸铁(STSi15R) :室温至90 ℃之间各种浓度;纯铅、硬铅:室温的各种温度;S-05 钢(0Cr13Ni7Si4) :90 ℃以下的浓硫酸,高温浓硫酸(120~150 ℃);普通碳钢:室温70% 以上的浓硫酸;铸铁:温度为室温的浓硫酸;蒙乃尔、金属镍、因可耐尔:中温中等浓度的硫酸;钛钼合金(Ti-32Mo) :沸点以下、60% 的硫酸和50 ℃以下、98% 的硫酸;哈氏合金B 、D :100 ℃以下、75% 的硫酸;哈氏合金C :100 ℃左右的各种温度;镍铸铁(STNiCr202) :室温60~90% 的硫酸。
硫酸是一种价格便宜的强酸,它的水溶液对热的稳定性良好,在工业清洗中硫酸应用得很广泛。
它的缺点是硫酸在清洗中生成的盐类有许多是水溶性较低的,比如用硫酸去除含钙盐的锅炉污垢时,由于与硫酸反应生成水溶性差的硫酸钙,所以去垢效果不好。
相反改用盐酸处理,由于生成水溶性很好的氯化钙而除垢效果良好(在25℃时,100cm3水中只能溶解0.208g 硫酸钙,而可溶解74.5g时氯化钙)。
稀硫酸容易与钢铁反应并产生氢气,常温下,60%(质量)及以上浓度的硫酸会在钢铁表面形成钝化膜而使钢铁对它有耐蚀性93%(质量)以上时即使加热到煮沸条件也几乎不腐蚀钢铁。
而铅与钢铁正相反,可溶于浓硫酸中,但对稀硫酸有良好的耐蚀性。
其余金属与硫酸的反应情况归纳如下。
铝:易溶于10%(质量)的硫酸中,但对80%(质量)以上的硫酸有耐蚀性。
锌、镁:易溶于各种浓度的硫酸中。
锡:对稀硫酸才有耐蚀性。
镍:常温下,对80%(质量)以下的硫酸有耐蚀性。
铬:可被浓硫酸氧化生成钝化膜,所以它不被浓硫酸腐蚀。
钛材耐腐蚀数据钛材是一种具有优异耐腐蚀性能的金属材料,广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。
为了更好地了解钛材的耐腐蚀性能,以下是一些常见钛材的耐腐蚀数据,供参考。
1. 钛合金Ti-6Al-4V- 耐腐蚀性能:钛合金Ti-6Al-4V具有优异的耐腐蚀性能,能够在酸性和碱性环境中表现出色。
在常见的腐蚀介质中,如硝酸、硫酸、盐酸等,钛合金Ti-6Al-4V都能够保持较好的耐腐蚀性能。
- 腐蚀速率:在常见的腐蚀介质中,钛合金Ti-6Al-4V的腐蚀速率通常较低,能够满足大多数工业应用的要求。
具体的腐蚀速率取决于腐蚀介质的浓度、温度等因素。
- 耐蚀性能测试:常用的测试方法包括电化学测试和浸泡试验。
电化学测试可以通过测量钛合金的电位和电流来评估其耐腐蚀性能。
浸泡试验则是将钛合金样品浸泡在腐蚀介质中,观察其腐蚀情况。
2. 纯钛(TA1)- 耐腐蚀性能:纯钛具有良好的耐腐蚀性能,能够在酸性和碱性环境中表现出色。
在一些强腐蚀性介质中,如硝酸、硫酸、氢氟酸等,纯钛也能够保持较好的耐腐蚀性能。
- 腐蚀速率:纯钛的腐蚀速率通常较低,但在一些特殊环境下,如高温、高压等条件下,其腐蚀速率可能会增加。
因此,在具体应用中需要根据环境条件进行评估。
- 耐蚀性能测试:常用的测试方法包括电化学测试和浸泡试验。
电化学测试可以通过测量纯钛的电位和电流来评估其耐腐蚀性能。
浸泡试验则是将纯钛样品浸泡在腐蚀介质中,观察其腐蚀情况。
3. 钛合金Ti-3Al-2.5V- 耐腐蚀性能:钛合金Ti-3Al-2.5V具有良好的耐腐蚀性能,能够在酸性和碱性环境中表现出色。
在一些强腐蚀性介质中,如盐酸、硫酸、氨水等,钛合金Ti-3Al-2.5V也能够保持较好的耐腐蚀性能。
- 腐蚀速率:钛合金Ti-3Al-2.5V的腐蚀速率通常较低,但在一些特殊环境下,如高温、高压等条件下,其腐蚀速率可能会增加。
因此,在具体应用中需要根据环境条件进行评估。
- 耐蚀性能测试:常用的测试方法包括电化学测试和浸泡试验。
说明:材料耐腐蚀性能含钼不锈钢: (316L)对于硝酸,室温下<5% 硫酸,沸(00Cr17Ni14Mo2)腾的磷酸,蚁酸,碱溶液,在一定压力下的亚硫酸,海水,醋酸等介质,有较强的耐腐蚀性,可广泛用于石油化工,尿素,维尼纶等工业.海水,盐水,弱酸,弱碱;哈氏合金B: 对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐(HB)腐蚀性,也耐硫酸,磷酸,氢氟酸,有机酸等非氧化性酸,碱,非氧化盐液的腐蚀;哈氏合金C:能耐环境的氧化性酸,如硝酸,混酸或铬(HC)酸与硫酸的混合物的腐蚀,也耐氧化性的盐类,如Fe+++,Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀.如高于常温的次氩酸盐溶液,海水的腐蚀;钛(Ti):能耐海水,各种氯化物和次氯化盐,氧化性酸(包括发烟,硝酸),有机酸,碱等的腐蚀.不耐较纯的还原性酸(如硫酸,盐酸)的腐蚀,但如果酸中含有氟化剂时,则腐蚀大为降低;钽(Ta):具有优良的耐腐蚀性,和玻璃很相似.除了氢氟酸,发烟硫酸,碱外,几乎能耐一切化学介质腐蚀.根据被测介质的种类与温度,来选定衬里的材质。
衬里材料主要性能适用范围氯丁橡胶耐磨性好,有极好的弹性,<80℃、一般水、污水,Neoprene高扯断力,耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。
碱盐介质的腐蚀。
聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能,耐酸碱 <60℃、中性强磨损的Polyurethane 性能略差。
矿浆、煤浆、泥浆。
聚四氟乙烯它是化学性能最稳定的一种 <180℃、浓酸、碱,PTFE 材料,能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质,酸、硝酸和王水,浓碱和各卫生类介质、高温种有机溶剂,不耐三氟化氯二氟化氧。
F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、〈180℃盐酸、硫,不粘性和不燃性与PTFE相仿,酸、王水和强氧化,F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等,卫生类介质。
能和低温柔韧性优于PTFE。
与金属粘接性能好,耐磨性好于PTFE,具有交好的抗撕裂性能。
附录1.金属材料的耐腐蚀性能表1-1 常用合金纯金属的耐腐蚀性能注:为了改善纯金属的机械性能,在冶炼过程中,根据需要加入微量的其它金属。
金属材料腐蚀性能检验流程及防护措施金属材料腐蚀性能检验是一项重要的检测工作,主要用于评估金属材料在特定环境条件下的耐腐蚀性能。
下面将介绍金属材料腐蚀性能检验的流程以及相应的防护措施。
一、金属材料腐蚀性能检验流程:1. 确定测试材料和测试条件:根据实际需要,选择待测试的金属材料以及相应的腐蚀介质和腐蚀温度。
2. 制备试样:根据所选用的测试方法,按照相应的标准规范制备试样。
试样制备包括材料切割、尺寸加工、表面处理等步骤。
3. 腐蚀测试:将试样置于腐蚀介质中进行浸泡或暴露测试。
根据测试需要,可以选择不同的腐蚀测试方法,如浸泡法、喷淋法、反应器法等。
4. 腐蚀时间控制:根据测试要求,确定腐蚀时间。
一般情况下,腐蚀时间较长可以更准确地评估材料的腐蚀性能,但测试周期也相应延长。
5. 观察和记录:在腐蚀完成后,观察试样的表面变化。
可以使用光学显微镜、扫描电子显微镜等设备对试样进行观察,并记录腐蚀程度、腐蚀形貌等数据。
6. 结果分析和评价:根据观察和记录的数据,对试样的腐蚀程度进行评价和分析。
可以采用图像分析、电化学分析等方法,进一步评估材料的耐腐蚀性能。
7. 报告编写和结论:根据实际需要,编写检测报告,并给出相应的结论和建议。
报告中应包含详细的测试过程、测试结果以及对于材料腐蚀性能的评价。
二、金属材料腐蚀性能检验的防护措施:1. 选择适当的材料:在实际应用中,根据不同的工作环境和介质的性质,选择适合的金属材料,提高其耐腐蚀性能。
2. 表面处理:加强金属材料的防护性能,可以对其表面进行处理。
例如,镀层处理、阳极保护等可以有效延缓金属材料的腐蚀速度。
3. 使用涂层材料:对一些特殊环境下的金属材料,可以使用涂层材料进行保护。
涂层可以起到物理隔离、化学稳定等作用,提高材料的耐腐蚀性能。
4. 控制环境条件:在使用金属材料时,可以通过控制环境条件来减少材料的腐蚀速度。
例如,降低温度、保持干燥等措施可以有助于减少腐蚀。
5. 定期检查和维护:对于已经使用的金属材料,应定期检查其腐蚀情况,并进行相应的维护和修理。
金属材料的耐腐蚀性能概述变送器与测量介质接触的隔离膜片和远传膜片,是利用金属材料的力学特性,将压力或差压传递给δ室的中心膜片,为了减少压力传递过程中的损耗,一般选用厚度小于0.1mm的金属材料制成。
对薄壁材料使用在腐蚀环境下,在期望寿命内,既要保持良好的力学弹性,又要不发生腐蚀渗漏,就要选择比其它结构件耐腐性更强的材料,一般应选择《均匀腐蚀十级标准》规定四级以上材料(即年腐蚀深度小于0.05mm)。
表1-1 常用合金纯金属的耐腐蚀性能类别名称耐腐蚀性能附注是常用的奥氏体不锈钢。
同标准的 302SST 不锈钢相比较,316SST 和316LSST 对硫酸、硫化物溶液、钠及锰的盐溶液、盐酸溶液及磷酸溶液的耐蚀性都优于302SST,对醋酸、蚁酸、甲酸和热碱溶液也具有良好的耐蚀性。
此类钢的含碳量较低,故焊接后可不进行热处理,尤其是称为超低碳不锈钢的316LSST,抗晶间腐蚀性能优于316SST,因此耐蚀性能更好。
316SST316LSST 不耐氢氟酸、湿氯气、盐酸气体,以及碘、溴等的腐蚀。
不耐硝酸、盐酸、高浓度或沸腾状态的硫酸,也不适合在酸性铁盐、锡盐等溶液中使用。
在测量介质氢氟酸中进入的氧量多时,耐蚀性会下降,在高浓度的氢氧化钠中,耐蚀性也较差。
蒙耐尔合金除铂和银以外,是最耐氢氟酸的金属之一。
也可用作氯化物、海水、碱中的防腐材料。
合 金具有比一般奥氏体不锈钢高得多的耐腐能力。
适于在多种腐蚀性介质的混合液中使用,如能在湿氯气、干氯气、硝酸(<50℃)、盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、次氯酸盐、氯化铁、氯化铜、苛性钠、海水和各种有机酸下工作。
哈氏合金C 哈氏C-276特别能耐碱的腐蚀,不论在高温或熔融的碱中都比较稳定,所以主要用于制碱工业。
在常温下,镍在海水和盐类溶液及有机介质(如脂肪酸、酚、醇等)中极为稳定。
不耐无机酸腐蚀,在醋酸和蚁酸中也不稳定。
镍钛是耐蚀性非常好的纯金属。
特别是在各种浓度的硝酸、有机酸、氯化物、湿氯气和碱中有很强的耐蚀性。
不耐较纯的还原性酸和盐酸的腐蚀。
纯 金 属不耐氢氟酸、发烟硫酸、游离三氧化硫、碘化钾、含氟离子溶液和高温下的强碱腐蚀。
是具有高度化学稳定性的纯金属。
在许多腐蚀性介质中,如对无机酸、王水、有机酸、氯化物、盐类、腐蚀性气体等有极强的耐腐性。
钽注:为了改善纯金属的机械性能,在冶炼过程中,根据需要加入微量的其它金属。
表1-2.接触介质部分材质的耐腐蚀性能参考表分类介质名称浓度(%)温度碳钢316钢哈氏C蒙耐尔钽镍钛分类介质名称浓度(%)温度碳钢316钢哈氏C蒙耐尔钽镍钛5RTBP○○○○○●●○○氢氟酸548RTRT○○○○○○●○○10RTBP○○○○○●●○○醋酸100RTBP○○●●●●●●●●●●20RTBP○○○○○●●○○○甲酸50RTBP○○○○●●●●盐酸35RTBP○○○○○●●○○○○草酸10RTBP○○○● ●○○○○5RTBP●○● ●●●○○○○有机盐柠檬酸50RTBP○○●●●●●●●10RTBP○○●○●●●○○○○20RTBP● ●●●●●●●60RTBP○ ○ ●○●●●○○○○苛性钠40RTBP● ●●●○○●●80RTBP○○○●○○●○○○○碱苛性钾50BP●●●●○硫酸95RTBP○●○●○○●○○○○○氯化铁30RTBP○ ○○○○○●●○●●10RTBP○ ●●○○●●○○●●氯化钠20°饱和RTBP●○● ●●●●●●30RTBP○ ●●○○○●●○○●○氯化铵25RTBP○ ●●●●●68RTBP○ ● ●○●●○○●●氯化钙25RTBP●●●●●●●●硝酸发烟RT●○○盐氯化镁42RTBP●●●●●●●●30RTBP○○● ●●○○●●○○硫酸铵20°饱和RTBP● ● ●●●●●50RTBP○○● ●●○○●●○○硫化钠10RTBP●●●●●●●●70RTBP○○●○● ○○●●○○硫化物硫酸钠50RTBP●●●无机盐磷酸85RTBP○○●○●○○○●●○○硝酸硝酸铵10RTBP● ●●●●○●●35%HCL+ 0.5%HNO3 盐RTBP ●●●RT 销酸钾全部90%HSO4+ 10%HNO3 RT ●干 RT● ●●●○70%HSO4+ 30%HNO3 RT ●氯气湿 RT ○●●50%HSO4+ 50%HNO3 RT ●氯水饱和RT ○●铬水 20RT BP●●●○○二氧化硫湿RT BP●●腐蚀气体HCL3 HNO RT BP● ○●●○ ○● ●○●王水RT 硫化氢湿 31注:标记:●耐蚀性能很好 耐蚀性能一般 ○耐蚀性能差 符号:RT 室温 BP 沸点 ● 材料种 类 材 料 附 注隔离膜片 316L、哈氏合金C、蒙耐尔合金、钽接液膜片远传膜片316L、哈氏合金C、蒙耐尔合金、钽、镍200、钛排气/排液阀 316、316L、哈氏合金C、蒙耐尔合金 容室和椭圆接头碳钢镀铬、316、哈氏合金C、蒙耐尔合金1、根据接触介质的种类和腐蚀性强弱来选取不同的材料。
2、选用接液膜片材料,其耐腐性尽可能高于其它部位。
氟橡胶特 点:具有优异的耐高温和耐化学介质性能适用介质:石油基油类、双酯基油、 硅酯基油、硅油、卤化烃 类、精制磷酸酯、强酸 (浓磷酸或硝酸)等 工作温度:-29~+260℃不宜用于氨类介质 丁腈橡胶 特 点:具有良好的耐油性,耐磨损, 抗撕裂及较小的永久变形适用介质:石油基油、硅油、润滑油、水和乙二醇等 工作温度:-54~+150℃接液“O 形环”乙丙橡胶 特 点:耐热、耐臭氧、耐自然老化、耐各类极性溶剂及水蒸汽适用介质:水、水蒸汽、磷酸酯类液压油、中强酸、碱、酒精、 极性化学介质及六氟化硫等工作温度:-54+180℃(水蒸汽204℃)氯丁橡胶 特 点:具有优良的抗臭氧、耐天候性、耐油性和电性能适用介质:石油基油、氟里昂、中强酸、氨和硅酯类润滑油工作温度:-54~+150℃适用于合成氨系统电子壳体 低铜铝合金,经喷塑涂复 表盖上“O形环” 丁腈橡胶安装支架及紧固件 压力容室联接螺栓 碳钢镀锌、302不锈钢用于湿热和腐蚀环境时,应选用不锈钢。