Пассивация титана хрома

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]

Для анодной пассивации хрома, как уже отмечалось при обсуждении результатов, представленных на фиг. 4, требуется значительно больший анодный ток, чем для титана. Поэтому легирование титана хромом приводит к увеличению анодного тока, необходимого для начала пассивации сплава, т. е. способность сплава к анодному растворению увеличивается. В соответствии с этим сплав Т 1 — 15% Сг менее стоек, чем нелегированный титан. Ранее указывалось, что молибден не растворяется при тех потенциалах, при [c.182]

Легирование титана хромом увеличивает плотность тока пассивации. При повышенных температурах в растворах серной и фосфорной кислот в области потенциалов выше 1,2 в скорость коррозии сп.лавов титана с хромом увеличивается и тем в большей степени, чем выше содержание хрома в сплаве. [c.107]

Для облегчения пассивации титана, однако, кроме уменьшения тока необходимо также стремиться путем легирования сдвинуть потенциалы У и в более отрицательную сторону. Очевидно, что для этого нужно легировать титан металлами, имеющими более отрицательные значения этих хара кте-ристик, чем титан. Примером является хром, ттри введении которого в титан, потенциалы и У . значительно смещаются в отрицательную сторону (см. фиг. 76). Сдвиг потенциалов и в отрицательную сторону значительно облегчает пассивируемость сплава при дополнительном легировании его благородными металлами или пассивации путем введения в коррозионную среду окислителей. С этой точки зрения опять-таки железо и никель в отличие от хрома не являются подходящими компонентами в сплавах титана с благородными металлами, поскольку оба этих элемента имеют значительно более- положительные потенциалы и чем титан. [c.146]

Известно, что титан в морской воде более стоек, чем алюминий, железо, цинк, кадмий и многие другие металлы. У титана склонность к пассивации сильнее, чем у хрома, и он способен сохранять стойкое пассивное состояние [c.53]

Таким образом, результаты коррозионных испытаний согласуются с результатами электрохимических измерений. Благотворное влияние молибдена или хрома на повышение коррозионной стойкости сплавов титан—палладий объясняется тем, что оба эти элемента уменьшают ток анодного растворения титана вблизи его потенциала полной пассивации. В случае легирования хромом это достигается благодаря тому, что хром имеет более отрицательный потенциал полной пассивации, чем титан, а при легировании молибденом — главным образом за счет значительного снижения способности титана к анодному растворению. При дополнительном легировании сплавов титан—хром, титан—молибден палладием, обеспечивающим значительное смещение стационарного потенциала металла в положительную сторону, потенциал сплавов оказывается в области значений, где токи анодного растворения сплавов меньше, чем ток анодного растворения титана. [c.184]

Тройные сплавы титан—палладий—молибден, а также титан—палладий—хром обладают большей устойчивостью, чем двойной сплав титан—палладий, что связано с уменьшением тока анодного растворения титана вблизи потенциала полной пассивации при легировании его молибденом или хромом. [c.185]

Электрохимические исследования сплавов на основе титана с добавками хрома (до 15%) показали возрастание анодной плотности тока пассивации и наличие явления перепассивации при высоких температурах и потенциалах [9, 12]. [c.97]

Плотность тока пассивации, которая обычно показывает легкость перехода металла в пассивное состояние, для хрома в исследованных растворах кислот была высокой и с повышением концентрации кислот увеличивалась. На рис. 1 приведены величины плотности тока пассивации хрома (кривые 5 и сняты в растворах серной кислоты соответственно при 23 и 40° С, а кривая 5 — в растворах соляной кислоты при 23° С) и титана (кривые 1 ж 2 сняты в растворах серной кислоты нри 23 и 40° С соответственно), последние были взяты для сравнения из работы [15]. [c.99]

Хром во всех растворах серной кислоты пассивируется, при этом плотность тока пассивации с повышением концентрации кислоты увеличивается, но при концентрации кислоты более 70% уменьшается. При 23° С величина плотности тока пассивации хрома следует соотношению i = 9,04 / h.,so. где — плотность тока пассивации, h.so. — концентрация серной кислоты, N. При увеличении температуры плотность тока пассивации возрастает. Потенциал активации хрома иа 0,1—0,2 в отрицательнее потенциала активации титана. Потенциал перепассивации хрома во всех исследованных растворах серной кислоты, так же как и в растворах фосфорной и азотной кислот, имеет одну и ту же величину, равную 1,2 в. [c.107]

Для пассивации, особенно в соляной кислоте, не следует добавлять окислители, которые могут взаимодействовать с кислотой. Так, в кипящей 5 н. соляной кислоте коррозия титана не снижается с добавлением ионов цезия и хрома, так как они быстро восстанавливаются кислотой [3]. [c.58]

Уменьшение тока / обычно наблюдается при легировании титана металлами Мо, 2г, Та, которые не склонны к анодному растворению при тех потенциалах, при которых может растворяться титаи. Уменьшение тока пассивации при преобладающем анодном контроле, как правило, снижает скорость коррозии сплавов по сравнению с чистым титаном. Поэтому введение в титан таких металлов, как железо, нецелесообразно, так как ток пассивации железа в кислотах значительно выше, чем для титана. Как и железо, хром имеет больший ток пассивации, чем титан. В двойных сплавах с титаном железо и хром не улучшают, а наоборот, снижают стойкость титана. [c.146]

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]

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]

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]

При повышении концентрации серной кислоты до 40% при 60° С (рис. 4) увеличивается плотность тока пассивации и скорость коррозии в активном состоянии, при этом максимальная скорость коррозии, имеющая место при потенциале пассивации —0,4 в, составляет 81 г1м час, в то время как максимальная скорость коррозии титана при потенциале —0,3 в составляет 46 г м час, т. е. пассивация сплава с 9% хрома начинается при потенциале на 0,1 в отрттцательнее, чем пассивация титана, но при плотности [c.103]

Для повышения стойкости двойных сплавов титан—благородный металл необходимо путем дополнительного легирования сдвинуть нижнюю ветвь анодной поляризационной кривой титана в отрицательную сторону. Этого можно достигнуть, легируя титан металлом с более отрицательным потенциалом полной пассивации, чем у титана, или металлом, сужающим петлю активного анодного растворения. При исследовании поляриза-ции ряда металлов было установлено, что хром в серной кислоте имеет потенциал полной пассивации значительно более отрицательный, чем титан, а молибден ие склонен к анодному растворению при тех потенциалах, при которых растворяется титан [164]. Поэтому следовало ожидать, что при лег.чрованпи титана молибденом петля активного анодного растворения тнтана будет сужена, а при легировании хромом потенциал полной пассивации титана сдвинется в отрицательную сторону. Из фиг. 76 видно, что сплав Ti—15% Мо значительно менее склонен к анодному растворению, чем титан, а сплав Ti—15% Сг и.меет потенциал лолнон 1паосивации значительно меиее положительный, чем титан. Особенностью сплава Ti—15% Мо является наличие повторной активации этого сплава после пассивности вследствие перехода сплава в состоя-130 [c.130]

Таким образом, молибден и хром значительно повышают способность титана к пассивации, причем осуществляют это изменением различных поляризационных характеристик титана, определяющих его пассивируемость. Поэтому совместное легирование титана хромом и молибденом еще более эффективно усиливает его пассивируемость (фиг. 79). В 35%-ной соляной кислоте (при 25° С) и в 20%-ной серной кислоте (кипящей) коррозионная стойкость сплава Т1—15% Мо значительно улучшается при введении в него до 5% хрома. При дальнейшем повышении содержания хрома стойкость сплавов снижается. Тройные сплавы Т1—15 Мо—Сг лучше пассивируются при дополнительном легировании палладием, чем двойной сплав Т[—15Мо, [c.132]

Потенциалы полной пассивации для сплавов титан—хром на 0,4—0,5 в менее положительны, Ч0М для чистого титана. Пассивация сплавов титан—хром завершается во времени значительно быстрее, чем пассивация титана. Уже в течение первого часа испытания скорость коррозии сплавов Т —Сг (10—15%) приобретает минимальное значение, равное 0,2 мм1год, в то время как устойчивое пассивное состояние с примерно равной скоростью коррозии для чистого титана достигается только за 10 ч. [c.134]

В основе метода анодной защиты лежит пассивация поверхности металла при наложении анодного тока. Анодный ток вызывает анодную поляризацию, т.е. возрастание электродного потенциала, и должен быть таким, чтобы превысить потенциал пассивации. Однако, если электродный потенциал слишком увеличивается, то область пассивности может оказаться пройденной и тогда начинается питтингообразование или так называемая транспассивная коррозия (перепассивация). На практике анодную защиту больше всего применяют для нержавеющей стали, т.е. сплава железа с хромом, который обладает ярко выраженными пассивационными свойствами. Ее применяют также для титана и в некоторых случаях для углеродистой стали. [c.71]

Равновесный потенциал никеля равен —0,25 В, т. е. отрицательнее,, чем у меди, но заметно положительнее потенциала железа, хрома, алюминия, титана. Никель обладает способностью к пассивации, что в заметной степени определяет его коррозионные свойства. Никель устойчив в пеокисляющихся кислотах НС1 (до 15%), H2SO4 (до 70 %), в ряде органических кислот. [c.76]

Влияние активных легирующих металлов на процесс образования пассивирующей пленки отличается От того влияния, которое они оказывают на процесс активного растворения. Хром и титан в сильных средах окисляются при более высоком потенциале, чем железо, кобальт или никель, являющиеся основами сплавов типа металл — металлоид, и при своем охлаждении образуют пассивирующиеся пленки с высокими защитными характеристиками. В сплавах, содержащих хром и титан, пассивация наступает только тогда, когда концентрация хрома и (или) титана в образующейся поверхностной пленке превышает определенную величину. Это подтверждается и результатами анализа химического состава пленки, возникающей на поверхности аморфного сплава Со—Сг—20В при различном содержании хрома. [c.272]

Хорошим подтверждением электрохимической субмикронеоднородности поверхности сплавов может служить экспериментально наблюдаемое изменение соотношения концентраций компонентов в поверхностных слоях подобных сплавов в начальных стадиях коррозии, т. е. при протекании компонентно избирательной коррозии. Например, установлено, что в сплавах на основе титана или в нержавеющих сталях наблюдается обогащение поверхности введенными в сплав более термодинамически стабильными катодными добавками (Pd, Pt) [20, 42, 43]. В. В. Скорчелет-ти и его сотрудниками в сплавах Си—Ni в активном состоянии было зарегистрировано обогащение поверхности медью [41, с. 165]. При коррозии нержавеющих сталей, в зависимости от условий, авторами совместно с Л. Н. Волковым, установлена возможность накопления не только палладия и платины, но и других, более электроположительных по сравнению с железом, компонентов, например никеля, меди и рения [41, с. 164], кремния и молибдена [20, с. 39], а в условиях возможной пассивации даже и менее электроположительных, но более пассивирующихся компонентов, например хрома. Это вытекает из исследований А. М. Сухотина [44], авторов [20, 43], И. К. Марша-кова с сотрудниками [45]. Особенно убедительно это было доказано прямыми определениями с использованием высокопрецизионного -спектрометрического изотопного метода в работах, проведенных в институте им. Л. Я. Карпова под руководством Я. М. Колотыркина [46]. [c.68]

Следует заключить, что не существует единого пути создания коррозионностойкого сплава, как не существует и металлического сплава, устойчивого в любых условиях. В зависимости от условий коррозии пути подбора и создания коррозионностойких сплавов будут весьма сильно видоизменяться. Легирование стали значительным количеством хрома (переход к хромистым сталям) является созершенным методом защиты в условиях работы сплава в пассивном состоянии (анодный контроль), но будет совершенно бесполезным при работе коя-струкдии в неокислительной кислоте (НС1, H2SO4), где протекает коррозия этих сталей с катодным контролем. Легирование титана большим количеством (до 32%) молибдена повышает устойчивость сплава в солянокислых растворах, но будет вредно, если в этих растворах присутствуют окислители и кислород наоборот, в этих средах более положительный эффект будет получен от модифицирования титана ничтожными присадками (0,2—0,5%) палладия. Может быть приведено большое число подобных примеров. Общей ориентировкой может служить такое правило. Изменение состава сплава следует производить в том направлении, чтобы в предполагаемых условиях эксплуатации достигалось дальнейшее повышение основного контролирующего фактора коррозии. Например, если основной металл в данных условиях не склонен к пассивации п корродирует в активном состоянии с выделением водорода, то следует изыскивать методы изменения состава и структуры поверхности сплава, вызывающие повышение катодного контроля, например повышение перенапряжения водорода, снижение поверхности активных катодов. Для условий, в которых возможна пассивация основы сплава, наибольший эффект будет получен от добавления в сплав присадок, повышающих пассивируемость основы или повышающих эффективность катодного процесса. [c.21]

Во всех исследованных растворах серной кислоты технический хром активируется и имеет потенциал коррозии от —0,36 до —0,2 в при изменении концентрации кислоты от 0,2 до 94%. Увеличение температуры раствора не имело большого влияния на положение этого потенциала. Одной из важных характеристик металлов является величина анодной плотности тока пассивации, т. е. ее наименьшая величина, при которой начинается процесс пассивации. Плотность тока пассивации хрома была очень высокой даже в слабых растворах серной кислоты и возрастала с увеличением концентрации кислоты. При концентрации выше 70% плотность тока пассивации уменьшается и приближается к плотностям тока пассивации пелегированного титана [15]. Потенциалы пассивации хрома и титана мало отличаются друг от друга, тогда как потенциал активации хрома был на 0,1—0,2 в отрицательнее потенциала активации титана. Это указывает на значительное преимущество хрома и делает желательным его применение в качестве легирующего компонента в сплавах. Потенциал перепассивации хрома во всех исследованных кислотах мало отличался и равнялся 1,2 в. В растворах серной кислоты вплоть до 70%-ных процесс перепассивации (растворение хрома в виде шестивалентных ионов) происходил с небольшим торможением, [c.98]

Титан можно отнести к металлам очень высокой пассивируемостью, превосходящей пассивируемость наиболее распространенных конструкционных металлов хрома, никеля и нержавеющих сталей. Это обстоятельство убедительно иллюстрируется данными рис. 2.1. Для титана характерны следующие отличия даже в подкисленном растворе и при более высокой температуре более отрицательный потенциал начала пассивации нп. Т1 = —0,05 В, п. ст. = +0>06 В сопоставимые плотности критического тока пассивации и, наконец, самое главное преимущество титана — значительно более широкая область потенциалов устойчивого пассивного состояния, которая ограничивается потенциалом питтингообразования, равным поТ1 = = 4,0 В и пост. = 0,12 В. [c.23]

Многие металлы покрываются окисными пленками в результате окисления на воздухе или в водном растворе. Наличие ошсной пленки на некоторых металлах (тантале, ниобии) удерживает их в пассивном состоянии в болышшотве агрессивных сред. Однако пассивация ряда технических металлов (железа, никеля, хрома, титана) и их сплавов неоютря на наличие окисной пленки обычно напивается только после залетного сдвига потенциала в положительную сторону от его стационарного значения в растворе. Такая пассивация очевидно, связана е воздействием того или иного промежуточного кислородного соединения. [c.27]

Если принять во внимание, что молибден в твердом растворе по сравнению с хромом более существенно способствует пассивации, то величина коэффициента Ъ должна быть выше единицы. Об этом свидетельствует и тот факт, что для стабилизации стали 1Х18Н10М2Т достаточна присадка титана из расчета % Ti = 4 (%С) [244] Таким образом, молибден также способствует стабилизации, хотя и менее эффективно, чем титан, так как комплексные карбиды с молибденом растворяются в аустените уже при 1100° С. Однако в сталях типа 1Х18Н9Б, модифицированных молибденом, обнаружена большая растворимость карбидов ниобия. Коэффициент Ъ можно принять равным 1,7, исходя из того, что границы зерен обеднены хромом ниже границы пассивации. Эта величина получена путем сравнения влияний хрома и молибдена на критическую плотность тока пассивации для стали типа Х18Н12М2, с учетом эффективности молибдена, снижающейся при падении содержания хрома [155]. [c.86]

Молибден вводят в сталь не столько для образования карбидов, сколько с целью придания стали дополнительных свойств, прежде всего стойкости в неокислительных средах и повышения жаропрочности стали. Молибден способствует пассивации аустенита, причем даже в большей степени, чем хром. Он участвует в образовании комплексных карбидов (Сг, Ре, Мо)гзС, в связи с чем для стабилизации стали, содержащей молибден, типа 10Х17Н13М2Т требуется меньшее количество титана (из расчета Т1>4%С). [c.36]

Основными характеристиками, которые определяют склонность металла к пассивности, являются величина плотности анодного тока необходимого для пассивирования металла, и величины потенциалов V , начала и полной пассивации. Чем меньше плотность анодного тока пассивирования и чем отрицательнее величины V и V . , тем металл более склонен к пассивности. Плотность анодного тока при которой наступает анодное пассивирование титана, невелика как в серной, так и в соляной кислотах. Она значительно меньше, чем J для нержавеющей стали, хрома, железа и никеля в соответствующих или близких условиях. Потенциалы V и V . титана значительно более отрицательны, чем для железа, никеля и нержавеющей стали. Однако хром имеет потенциал полной пассивации несколько более отрицательный, чем титан. Таким образом, по-основным электрохимическим характеристикам, определяющим, склонность металла к пассивности, титан следует отнести к металлам с очень высокой пассивируемостью, превосходящей пас-сивируемосгь железа, никеля, нержавеющей стали и даже в некоторых отношениях хрома (меньшая плотность тока анодного> пассивирования). [c.94]

Интересно сравнить электрохимические и коррозионные свойства титана со свойствами других технически важных металлов железа, хрома, никеля, молИ бде-на, тантала, ниобия, циркония. Из сравнения стандартных потенциалов (см. табл. 1) видно, что титан одни из наиболее термодинамически неустойчивых среди них. Однако по коррозионной стойкости титан значительно превосходит многие из них. Титан наиболее легко по сравнению с Ре, Сг пассивируется. Об этом можно судить по величине тока пассивации и значению потенциала пассивации из нижеприведенных данных для 1-н. Н2504 [c.225]

Как показала практика, стали с 13, 17 и 28% Сг имеют наиболее устойчивую ферритную структуру. Наличие карбидов хрома придает им способность к пассивации и стойкость в растворах минеральных кислот. Хромистые стали Х17, 0Х17Т и Х17М2Т в отожженном виде хорошо прокатываются, штампуются и свариваются. При наличии в этих хромистых сталях титана или ниобия повышается их стойкость к межкристаллитной коррозии. Стали с 11—14% Сг не окисляются при температурах до 815°С, стали с 16--18% Сг—до 870°С, а сталн с 20—35% Сг — до 1150° С. В связи с этим рекомендуется применять стали е 13% Сг при температурах до 750° С, сталь с 21% Сг — до 900° С и сталь с 29% Сг — до 1000°С. [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...