Пассивация титана

Титан и его сплавы по своим механическим и физическим свойствам занимают промежуточное место между легкими металлами и их сплавами (на основе алюминия и магния) и сталями. Такая высокая склонность к пассивации титана и его сплавов обеспечивает им высокую коррозионную стойкость как в приморской атмосфере, так и в морской воде. [c.75]

В соответствии с этими данными титан является очень активным металлом. Однако практически титан — не только коррозионно-стойкий материал по отношению ко многим агрессивным природным средам, но не реагирует и с большинством кислот. Столь высокая стойкость титана объясняется быстрым образованием на его поверхности пассивной окисной пленки, прочно связанной с основным металлом и исключающей непосредственный контакт металла с электролитом.. Окисная пленка на титане возникает при окислении на воздухе, анодном окислении и самопассивации его не только в сильно окислительных, но и в нейтральных и слабокислых растворах. Одним из важнейших факторов, способствующих образованию защитной пассивной пленки на титане, является наличие в растворе окисляющих агентов и в первую очередь кислорода. Помимо кислорода воздуха роль пассиваторов, резко тормозящих процесс коррозии титана в едких растворах, могут играть. известные окислители азотная или хромовая кислота, перманганат калия и др. В водных растворах пассивация титана [c.29]

Анализ данных, приведенных в табл. 2.9 и на рис. 2.9 [31], свидетельствует о том, что процессы образования оксидов и пассивации титана непросты. В частности, нельзя строить модель пассивации титана на предположении об образовании пассивирующего слоя оксидов в результате взаимодействия атомов титана и молекул воды, поскольку нормальные потенциалы для всех известных оксидов титана значительно отрицательнее наблюдаемого потенциала пассивации титана. Причина этого состоит в том, что поверхность титана всегда покрыта гидрид-ным слоем и во взаимодействии с водой участвует гидрид титана ТШг. [c.52]

Исследования показали, что общий электрохимический потенциал пары Ti — Ag значительно отрицательнее, чем потенциал пассивации титана. Для уменьшения коррозии контакт-ную систему Ti —Ag вводят в гальванический контакт с платиной или палладием. Подробно изучена анодная защита нержавеющей стали протекторами из платины, палладия и золота в серной кислоте средних концентраций при 25—75°С [19—20]. [c.122]

Анодные поляризационные кривые титана (0,9 В/ч) в соляной кислоте подобны известным [42, 43]. Критический потенциал пассивации титана при 20 °С фкр = —0,25 В, а потенциал полной пассивации с повышением концентрации соляной кислоты сдвигается в положительном направлении. Критическая плотность тока пассивации увеличивается при этом от 0,4 до 20 A/м . При потенциале от 0,5 до 1,0 В титан пассивен плотность тока равна 0,5 10-2 в 10%-ной НС1 и 2,5 10-2 A/м в 30%-ной. Стационарный потенциал графита мало зависит от концентрации соляной кислоты и времени предварительной обработки образцов он составляет 0,64 0,05 В, что достаточно для анодной защиты титана. [c.134]

Для выяснения механизма процесса пассивации титана был использован метод поляризации асимметричным по амплитуде прямоугольным током частотой 10 ги. На электроды подавали переменное напряжение такой формы, что плотность тока в катодный [c.33]

Было изучено влияние анодной поляризации на повышение коррозионной устойчивости титана в растворах соляной кислоты [174]. Плотность тока, необходимая для пассивации титана, увеличивается с повышением концентрации соляной кислоты [c.142]

Рис. 99. Зависимость плотности тока пассивации титана от концентрации НС1 при 25° С [174]

Повышение коррозионной стойкости титана при анодной защите можно получить не только в растворе серной и соляной кислот, но также в других агрессивных средах, где возможна пассивация титана. В табл. 30 [175] приведены данные, показывающие скорость коррозии анодно защищенного титана в некоторых агрессивных средах. [c.146]

Потенциал пассивации титана—0,45 в. [c.155]

Потенциал пассивации титана—0,42 в. [c.155]

Потенциал пассивации титана—0,34 в. [c.155]

Следует отметить возможность защиты титана при контакте его с такими сплавами, как нержавеющая сталь и хастеллой. Данные сплавы в этих условиях активны и корродируют. Однако их активный стационарный потенциал, а также потенциал, устанавливающийся на поляризуемом аноде, более положительны, чем потенциал пассивации титана, и контакт с ними способствует пассивации титана. [c.155]

На рис. 136 показано, как при увеличении концентрации кислоты повышается критическая концентрация ионов окислителя Fe " , вызывающая скачкообразное смещение потенциала в положительную сторону, т. е. приводящая к пассивации титана. [c.198]

Парашютная ткань 3—345 Паронит 2—361 Парусины 3—340, 351 Пассивация титана 2—31 [c.513]

Рассмотрим, как может быть охарактеризовано влияние на пассивацию титана некоторых наиболее перспективных легирующих компонентов. [c.128]

Пассивация титана в электролитах происходит только в присутствии воды, так как осуществляется за счет кислорода воды, а не молекулярного кислорода, растворенного в воде, как это впервые было показано в работе [21]. Однако растворенный в воде кислород воздействует как катодный деполяризатор (окислитель) и, смещая стационарный потенциал в положительную сторону также способствует пассивации благодаря повышению эффективности катодного процесса. [c.242]

Из металлических присадок более или менее этим требованиям соответствует Ni, Мо, W, Со. Как и следовало ожидать, пассивация титана с такими добавками и, следовательно, повышение стой- [c.252]

Наблюдается некоторая аналогия электрохимических и коррозионных свойств рения и молибдена. Рений имеет низкое значение водородного перенапряжения в кислых растворах и поэтому, наряду с металлами платиновой группы, может быть использован как катодная присадка, способствующая пассивации титана, хрома, нержавеющих сталей и повышению их кислотостойкости. Но так как рений сам недостаточно стоек в окислительных средах, его действие в этом случае будет заметно слабее, чем металлов платиновой группы. [c.315]

Необходимо указать на некоторые особенности пассивации титана и сплавов Ti—Pd. В работе [80], а также [81,82] было в последнее время установлено, что в кислых растворах, находящихся в атмосфере инертного газа аргона или азота, а также при непрерывном обновлении коррозионного раствора или при очень большо.м его объеме на единицу поверхности титан, а также сплавы Ti—0,2 Pd пассивируются хуже. Это можно проиллюстрировать экспериментальными данными, полученными ранее [80]. Из рис. 23 видно, что при ограниченном объеме раствора на сплаве Ti—0,2 Pd в кипящей 5%-ной НС1 устанавливается более положительный потенциал (сплав пассивируется), в то время как в большом объеме коррозионного раствора устанавливается отрицательный потенциал сплав остается активным и в этом состоянии имеет достаточно высокую скорость коррозионного процесса. Это хорошо видно на кривых (рис. 24) зависимости скорости коррозии от объема раствора и зависимости кинетики коррозии от обновления раствора. Аналогичное затруднение пассивации титановых сплавов наблюдалось также при переходе от воздушной ат- [c.51]

В большинстве современных исследований принимается, что пассивирующий окисел является непосредственным продуктом обычной анодной электрохимической реакции, протекающей с участием атомов металла и молекул воды. Однако вычисленные нормальные потенциалы реакций образования на титане всех известных его окислов, в том числе ТЮз, значительно отрицательнее наблюдаемого потенциала пассивации титана в 2 н. НаЗО . Вероятно, причину такого [c.18]

В этом случае потенциалы полной пассивации титана и сплавов почти не отличаются друг от друга. Однако анодный ток растворения сплавов в пассивном состоянии особенно для сплава Т1—15 % Сг значительно более низкий, чем для титана. [c.183]

На коррозионное растрескивание оказывают влияние температура раствора и вязкость среды [30]. Установлено, что с повышением температуры увеличивается скорость роста трещины. По-видимому, это связано с уменьшением растворенного в воде кислорода, а также скорости пассивации титана. Критический коэффициент интенсивности напряжен ний сплава Т — 8 % А1 — 1 % V — 1 % Мо в 3,5 %-ном растворе Na I мало изменяется [ 30]. [c.37]

Влияние легирования титана на его чувствительность к коррозионному растрескиванию изучено недостаточно, однако на основании известных данных можно сделать ряд важных заключений. Непреложн1 1м фактом является повышение чувствительности титановых сплавов к коррозионному растрескиванию при увеличении содержания в них алюминия. Коррозионное растрескивание в водных растворах галогенидов возникает, если содержание алюминия превышает некоторую критическую концентрацию, разную для различных сплавов. Для бинарнь1х сплавов Т1 —А1 эта величина составляет около 4 %. Большинство исследователей объясняют увеличение чувствительности к коррозионному растрескиванию при высоких содержаниях алюминия в сплаве выделением фазы 02 (Т1з А1). Действительно, создание условий для выделения Ог (низкотемпературный отжиг или старение) приводит к резкому снижению и увеличению скорости распространения трещины при одинаковой интенсивности напряжений. Однако повышенное содержание алюминия приводит к коррозионному растрескиванию и в том случае, когда даже самыми чувствительными методами не удается выявить присутствие 02-фазы. Это можно объяснить тем, что алюминий при неблагоприятных термических воздействиях создает микронеоднородность химического состава а-фазы, задерживает репассивацию из-за увеличения критического тока пассивации титана и вьрзывает его охрупчивание вследствие образования упорядоченных твердых растворов. [c.38]

При наличии всех качественно общих свойств для пассивирующихся материалов титан существенно отличается от них. Плотность анодного тока, при которой происходит пассивация титана, почти на два порядка меньше, чем у коррозионностойких сталей, хрома и никеля в аналогичных условиях. Значения потенциалов начала и полной пассивации у титана более отрицательны, а начала перепассивации и пробоя пленки положительнее. [c.188]

Л П. Яорченко и И. П. Ляощенко [23] предложили для анодной защиты титана в серной кислоте протекторы из сурьмы и висмута. При соотношении площадей Sk/S , равном 3,3 (для сурьмы) и 5,8 (для висмута), оба металла вызывают пассивацию титана в 5 н. серной кислоте при 40 °С. Жиманский [24] установил, что пассивация углеродистой стали в водных растворах аммиака обусловлена контактированием стали с техническим титаном при соотношении их поверхностей до 100 1. Защитное действие такого контактирования испытано в течение двух лет на емкости 76 м . [c.122]

Установлено, что наиболее существенное снижение перенапряжения выделения водорода и облегчение самопроизвольной пассивации титана наблюдается при его легировании никелем, вольфрамом и молибденом. Одновременное легирование никелем и молибденом позволяет еще сильнее облегчить самопроизвольную пассивацию и уменьшить коррозию титана. В этом случав отмечено неадцитивное влияние компонентов. [c.30]

Как видно, все сплавы титана, содержащие платину от 0,29 до 0,54%, пассивируются с самого начала испытаний. Сплавы с меньшей концентрацией платины (от 0,03 до 0,064%) пассивируются также достаточно быстро. При еще меньшей концентрации платины (0,01—0,019 %) сплавы остаются активными в течение некоторого периода времени (4—12час.). Во время активного растворения поверхностная концентрация платины увеличивается вследствие коррозии основного металла до тех пор, пока соотношение анодных и катодных участков не станет благоприятным для пассивации титана. После этого даже такое минимальное содержание платины в титане вызывает переход в пассивное состояние. О повышении поверхностной концентрации катодной добавки в процессе коррозии свидетельствуют поляризационные кривые титана [135] и хрома [144], легированных платиной, снятые в разных условиях. Анодная кривая [c.88]

Повышение коррозионной стойкости при контакте с другим металлом может быть достигнуто в растворах серной кислоты также и для титана. В качестве катодного протектора использовали платину, графит, нержавеющую сталь 18%Сг—8% Ni, хастел-лой [135], которые в этих средах имеют потенциалы, более положительные, чем потенциал пассивации титана. При достаточной величине катодной площади все названные металлы могут пасси- [c.154]

Ток пассивации и критическая концентрация окислителя Fe +, необходммые для пассивации титана в кипящих растворах H2SO4, содержащих постоянное количество (5%) Na SOi [201] [c.198]

В качестве катодных присадок для повышения пассиви-руемости титана и его сплавов могут быть использованы различные электроположительные металлы (палладий, платина, рутений и ряд других металлов платиновой группы), а в некоторых условиях даже и менее благородные металлы — Re, Си, Ni, Мо, W и др.) Дальнейшее исследование возможности увеличения пассивируемости сплавов применением в качестве активных катодных центров некоторых интерметаллидов и таких соединений как карбиды, нитриды, силициды [2, 97] для повышения пассивации титана может привести также к интересным и важным результатам. [c.126]

Алюминий по большинству приведенных на схеме признаков ухудшает пассивацию титана (за исключением отсутствия вредного влияния на перепассивацию). Однако в качестве добавки, которая в малых количествах (до 5%) несущественно ухудшает пассивационные и коррозионные характеристики, алюминий довольно часто используют как наиболее доступный легирующий компонент, улучшающий прочностные свойства титана без заметного ухудшения его технологических свойств (например, свариваемости). [c.129]

На рис. 120 представлены изменения во времени потенциала коррозии в 20 %-ной H2SO4 при 100 °С образцов Ti, имплантированных различными количествами Ф внедренного палладия (от 10 до 5-10 Pd+/ M, что соответствует от 10 до 90 усредненных атомных слоев палладия), энергиями пучка 40 и 90 кэВ (табл. 33). Неимплантированный титан в данных условиях имеет потенциал коррозии Ец около —0,44 В, т. е. находится в активной области и сильно корродирует. На образцах титана, имплантированных палладием, устанавливается потенциал, более положительный, чем потенциал полной пассивации титана, что соответствует его пассивному состоянию и высокой коррозионной стойкости. Только на образцах титана с минимальным количеством внедренного палладия (10 Pd+Z M при 40 кэБ, что соответствует в среднем около 10 монослоям палладия) после 10 ч испытания наблюдалось появление пиков периодической активации и некоторое снижение коррозионной стойкости. Все остальные имплантированные образцы были устойчиво пассивны и коррозионностойки. [c.331]

Поляризационные кривые сплаво в ванадий — титан располагаются между анодными кривыми нелегированных металлов. При этом в области потенциалов, где титан находится в активном состоянии, скорость коррозии сплавов повышается при увеличении содержания титана. В области положительных потенциалов титан оказывает весьма благотворное влияние на повышение коррозионной стойкости ванадия. Сплавы, содержащие 60% титана и более, приобретают способность переходить в пассивное состояние. При это м величина тока в пассивной области тем ниже, чем выше содержание титана в сплаве. Согласно этому в растворах азотной кислоты, окислительно-восстановительные потенциалы которых значительно превышают потенциал полной пассивации титана, наблюдается повышение стойкости ванадия при легировании его тита-ном. [c.99]

Аналогичное явление пассивации титана при добавках в серную и соляную кислоты фторида аммония наблюдалось в работе Страу-маниса и Хилла [c.136]

На фиг. 3 показана зависимость скорости коррозии титана от концентрации серной кислоты под атмосферами кислорода, азота и водорода. Для сравнения на этом же графике приведена кривая для атмосферы воздуха. На фигуре видно, что общий вид зависимости скорости коррозии титана от концентрации серной кислоты, полученной для атмосферы воздуха, сохраняется и для других атмосфер. В одной из предыдущих наших работ [4 ] было показано, что кислород играет основную роль в пассивации титана в разбавленных растворах серной кислоты. По этой причине под атмосферой кислорода титан сохраняет устойчивость до более высоких концентраций серной кислоты (15%), чем под атмосферой воздуха (5%). По этой же причине при проведении опытов под атмосферами азота и водорода (т. е. при отсутствии кислорода в атмосфере и в растворе) титан оказывается лшло устойчивым даже в разбавленных (ниже 5%) растворах серной кислоты. В серной кислоте средней и высокой концентраций скорость коррозии титана под атмосферами чистых водорода, азота и кислорода несколько ниже, чем под атмосферой воздуха. [c.154]

Для объяснения пассивации титана за счет образования НОВг при добавлении в коррозионную среду воды были проведены специальные опыты. Для.этого в раствор метилового спирта, содержащий 2% Вгз + 5% НаО, добавлялось 0,02—0,2% НВг (т. е. в количестве. значительно превышающем количество, ожидаелюе по уравнению (1)), для того чтобы сместить равновесие обратимой реакции (I) влево и снизить концентрацию или исключить совсем образование НОВг. При этом коррозия титана должна была бы значительно возрасти, но опыт показал, что скорость коррозии титана при введении в коррозионную среду НВг не изменяется, поэтому можно считать, что замедление коррозии титана при добавлении воды в безводный метиловый спирт, содержащий бром, — результат непосредственного взаимодействия воды с поверхностью титана с образованием защитной окисной пленки. [c.168]

Анодные кривые для титана и хрома одинаковы. На кривой можно отметить следующие характерные точки — стационарный потенциал, внешний ток равен нулю, V — потенциал начала пассивации соответствует максимальному току анодного растворения металла. При потенциалах более положительных, чем потенциЗоЧ начала пассивации, скорость анодного растворения металла уменьшается —потенциал полной пассивации, при котором устанавливается минимальный анодный ток. При потенциалах, более положительных, чем потенциал полной пассивации, металл находится в пассивном состоянии, поддерживаемом внешней анодной поляризацией. Различие в анодном поведении титана и хрома состоит в следующем при высоких положительных потенциалах пассивное состояние титана не нарушается, в то время как у хрома наступает состояние перепассивации [10—12], в котором он начинает растворяться в виде шестивалентных ионов. Анодный ток, соответствующий началу пассивации, для хрома значительно больший, чем для титана. Потенциал полной пассивации у хрома более отрицательный, чем у титана. Перенапряжение водорода на хроме несколько более низкое, чем на титане. Стационарный потенциал молибдена в 40%-ной H SO равен +0,3 в, т. е. значительно более положителен, чем потенциал полной пассивации титана в этой среде. Поэтому в области потенциалов, где титан активно анодно растворяется на молибдене, протекают катодные процессы. Анодное растворение молибдена наблюдается только при значительном смещении его потенциалов в положительную сторону. Сопоставлением весовых потерь и количества пропущенного электричества установлено как в наших опытах, так и в работе [13], что растворение молибдена происходит в виде шестивалентных ионов. Молибден является коррозионностойким металлом в серной кислоте. Поэтому растворение молибдена в виде ионов высшей валентности при анодной поляризации можно трактовать как состояние перепассивации. Перенапряжение водорода на молибдене значительно более низкое, чем на титане. Палладий в серной кислоте анодно не растворяется. Рост анодного тока при высоких положительных потенциалах соответствует реакции выделения кислорода. Перенапряжение водорода на палладии значительно ниже, чем на титане. [c.179]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...