Контактная коррозия титана

Б литературе вопросы контактной коррозии титана освещены довольно широко, но все эти работы касаются только взаимного влияния контактируемого металла и титана на их коррозионное поведение, но не рассматривают электрохимического механизма растворения таких систем [10, И]. [c.292]

КОНТАКТНАЯ КОРРОЗИЯ ТИТАНА [c.178]

При анализе возможности контактной коррозии титана следует различать две группы сред [c.178]

Контактная коррозия титана............ [c.200]

Результаты исследования контактной коррозии титана с алюминием и нержавеющей сталью в серной кислоте приведены в табл. 33. В разбавленной (0,5%-ной) серной кислоте потенциал титана равен 4-0,43 в, а потенциал алюминия равен —0,2 в. В соответствии с этими значениями потенциалов в паре Т1—А1 анодом пары является алюминий. Коррозия алюминия вследствие этого, как видно из таблицы, возрастает. Титан и его сплавы, несмотря на то, что они являлись катодами коррозионных пар, подвергались коррозии. Причиной этого является отрицательный защитный эффект, проявляющийся при катодной поляризации титана в тех кислых средах, в которых он находится в отсутствии катодной поляризации в пассивном состоянии . [c.64]

Фретинг-эффект. Сильное влияние на усталостную прочность титановых сплавов оказывает фретинг-эффект, или контактная коррозия в местах сопряжения. Наличие контактного трения при циклическом нагружении у всех металлов приводит к заметному снижению усталостной прочности, особенно в коррозионных средах. Титановые сплавы в этом отношении мало отличаются от сталей, близких к ним по прочности [106, 158—160]. Возникающее контактное трение (в местах заделок, прессовых посадок, креплений и пр.) резко снижает усталостную прочность, действуя подобно концентратору напряжений. Степень снижения ее в основном зависит от сопряженного материала, вызывающего фретинг-эффект, удельного давления в месте сопряжения и окружающей среды. Удельное давление [ 158, 160] сильно влияет только при низких значениях. При более прочных креплениях или плотных посадках при удельных давлениях более 30—50 МПа усталостная прочность изменяется мало. Так, прессовая посадка втулки с удельным давлением 50 МПа снижает усталостную прочность технически чистого титана с 320 до 112 МПа [ 158]. Дальнейшее увеличение удельного давления посадки до 200 МПа снизило O j до 103 МПа. В среднем предел выносливости при наличии фретинг-эффекта у титановых сплавов на воздухе при контактировании с однородным сплавом 20- 40 % от исходного предела [c.161]

Титан является термодинамически очень активным металлом. Его равновесный электрохимический потенциал равен —1,63 В. Характерной особенностью титана является высокая склонность к пассивации в окислительных и нейтральных средах. Вследствие этого-его стационарный потенциал в ряде сред (например, в морской воде) положительнее потенциалов конструкционных материалов, т. е. для титана не опасна контактная коррозия. Как указывалось в гл. 2, титан обладает высокой стойкостью в растворах, содерл<ащих ионы хлора, в окислительных кислотах, в нейтральных средах, в щелочах средних концентраций (до 20%). Титан неустойчив в смеси плавиковой кислоты с азотной, а также в неокисляющих кислотах при повышенной температуре, в расплавленных солях. [c.76]

ВЛИЯНИЮ контакта с титаном на скорость коррозии ряда металлов и сплавов при равной площади поверхности контактирующих образцов. Количественно оценивая данные, можно отметить, что электрохимическое поведение титана при контакте в морской воде с другими металлами аналогично поведению нержавеющей стали типа 18-8. Это позволяет сделать вывод о возможности замены нержавеющей стали титаном в условиях контактирования с другими металлами без опасности существенного усиления кон тактной коррозии. При оценке контактной коррозии с титаном как и с другими электроположительными металлами, следует учи тывать соотношение площадей контактирующих металлов и уда ленность от места контакта. Так, по данным Коттона, в воде в кон такте с титаном при соотношении площадей 10 1 (титан—катод другой металл — анод) сильно корродировали углеродистая сталь алюминий, пушечная бронза умеренной коррозии подвергались алюминиевая латунь, сплавы медь-никель, с незначительной ско ростью корродировала нержавеющая сталь типа 18-8. При обрат ном соотношении площадей (Т1 Me = 1 10) единственным ме таллом, который подвергался коррозии, была углеродистая сталь Эффект контактной коррозии при этом соотношении площадей был в 12 раз меньше, чем при соотношении площадей 10 1. [c.37]

Фретинг-эффект, Особое значение в усталостной прочности титановых сплавов имеет фретинг-эффект, или контактная коррозия, в местах сопряжения. Наличие контактного трения при циклическом нагружении у всех металлов приводит к заметному снижению усталостной прочности, особенно в коррозионных средах. Титановые сплавы в этом отношении мало отличаются от сталей, близких к ним по прочности [761. Возникающее контактное трение (в местах заделок, прессовых посадок, креплений и т. п.) резко снижает усталостную прочность, действуя подобно концентратору напряжений. Степень снижения усталостной прочности в основном зависит от сопряженного материала, вызывающего фретинг-эффект, удельного давления в месте сопряжения и окружающей среды. Удельное давление [761 оказывает сильное влияние только при его низких значениях. В прочных креплениях или плотных посадках при удельных давлениях более 3—5 кгс/мм усталостная прочность мало изменяется. Так, по данным работы [76], прессовая посадка втулки с удельным давлением 5 кгс/мм снижает усталостную прочность технически чистого титана с 32 до 11,2 кгс/мм . Дальнейшее увеличение удельного давления посадки до 20 кгс/мм снизило предел усталости до 10,3 кгс/мм . В среднем предел усталости при наличии фретинг-эффекта ((т /) у титановых сплавов на воздухе при контактировании с однородным сплавом составляет 20—40% от исходного предела усталости, т. е. (tI i = (0,2- -0,4)(Т 1. При контактировании с более мягкими материалами (медные, алюминиевые или магниевые сплавы) это соотношение повышается и достигает ali = 0,6(T i. Повышения значения до (O,5-hO,6)0 i можно добиться анодированием поверхности или покрытием пленкой полимеров, т. е. благодаря улучшению условий трения. [c.154]

В средах, не содержащих активаторов, в частности в чистой воде, сплавы алюминия разрушаются в контакте с аустенитной сталью. Для защиты алюминия от коррозии между ними и сталью вставляются прокладки из сплавов циркония и титана. Существенно снижает контактную коррозию алюминия анодирование. Особенно эффективно так называемое толстослойное или черное анодирование. При этом на поверхности сплавов алюминия образуется окисная пленка толщиной до 100 мкм. Обычное анодирование, дающее окисную пленку толщиной до 12 мкм, в этом смысле менее эффективно. Для снижения коррозии сплавов алюминия при контакте с медью и ее сплавами поверхность изделий из меди и ее сплавов в местах контакта с алюминием следует кадмировать или цинковать. В ряде случаев целесообразно разделять алюминий и медь прокладками из цинка или кадмия. [c.606]

Оба металла, применяемые в качестве покрытий для сплавов на основе меди, нержавеющих сталей и титана, тормозят контактную коррозию между этими металлами и сплавами алюминия и магния, и их применение для обычных сталей также хорошо может служить для этой цели. Несмотря на то что потенциалы этих сплавов отличаются, цинк и кадмий оказались равными по своему защитному действию от контактной коррозии [G] даже в случае контакта со сплавами магния [7]. Поэтому выбор между двумя металлами может быть сделан на основе других факторов, которые обсуждались выше. [c.411]

Наводороживание титана и его сплавов оказывается возможным и при НИЗКИ.Х температурах, например, при травлении сплавов в кислотах с целью удаления окалины, а также при обычной коррозии, при контактной коррозии с менее благородными металлами или в условиях катодной поляризации внешним током. Необходимым условием наводороживания титана в водных средах является, естественно, наличие процесса разряда ионов водорода. Наличие внешних или внутренних напряжений ускоряет наводороживание и может привести к появлению трещин и хрупкому разрушению металла. Наводороживанию особенно легко должны подвергаться сплавы, содержащие -фазу, так как коэффициент диффузии водорода в -фазе выше, чем в а-фазе [ПО]. [c.74]

Была установлена не только высокая общая стойкость титана к коррозии в спокойной и движущейся морской воде, но также коррозионной кавитации и усталости, а также к коррозии под напряжением, устойчивость в отношении коррозии в щелях и к питтингообразованию Вследствие положительного стационарного потенциала титан не склонен к коррозии в контакте, но сам несколько увеличивает коррозию других металлов (даже меди), находящихся с ним в контакте. По своему контактному действию он аналогичен нержавеющей стали в пассивном состоянии, т. е. представляет собой не очень активно действующий катод. [c.570]

В средах, в которых титан может находиться как в активном, так и в пассивном состоянии, результаты контакта его с другими металлами можно предвидеть и даже рассчитать, исходя из поляризационных кривых титана и контактирующего металла. Контактная коррозия титана в 40%-ной H2SO4 исследована именно с таких электрохимических позиций [463]. [c.181]

Одним из таких материалов является титан и его сплавы. Высокая коррозионная стойкость, коррозионно-механическая прочность, эрозионно-кавитационная стойкость, удельная прочность, нехладноломкость, немагнитность и ряд других физикомеханических характеристик позволяют рассматривать титановые сплавы как материалы, сочетающие в себе свойства разнообразных материалов. Это дает возможность из взаимосвариваемых титановых сплавов одной-двух марок изготавливать такие агрегаты и механизмы, где по условиям эксплуатации требуется применение ряда различных материалов, зачастую несвариваемых между, собой или несовместимых, например, из-за контактной коррозии. Важным преимуществом титановых конструкций является их высокая надежность, обусловленная отсутствием продуктов коррозии в системах, относительно малыми тепловыми деформациями из-за низкого коэффициента теплового расширения, отсутствием струевой коррозии и т. п. История промышленного производства титана кратковременна (20—25 лет), но уже в настоящее время титановые сплавы перестали быть экзотическими материалами и заняли достойное место в ряду широко известных конструкционных материалов. [c.3]

Обработанные детали обдувают сжатым воздухом при д влс-нни 122—203 кПа для удаления остатков металлического песке. Метод непригоден для поверхности деталей из алюминия, магнии и их сплавов. Для очистки паяных поверхностей деталей из коррозионностойких сталей, титана, алюминия и их сплавов (плотная трудноудаляемая окалнна) применяют электрокорунд зернистостью № 16—80 в сочетании с гидропескоструйным методом обработки. Прн металлопескоструйной обработке деталей на коррознониостой-ких сталей во избежание контактной коррозии оставшиеся частицы песка удаляют травлением или электрополированием. [c.97]

Особо необходимо остансзвиться на поведении титана. Обладая положительным электрохимическим потенциалом и относительно небольшой катодной поляризуемостью, он сам остается в пассивном состоянии, вызывая, однако, коррозию большинства металлов, находящихся с ним в контакте. В этом отношении его можно поставить в один ряд с нержавеющими сталями и монель-металлом [64]. На рис. 55 изображено поведение в морской воде (полное погружение) различных металлов при контакте их с титаном. Из рисунка видно, что титан является катодом по отношению ко всем испытанным материалам. Сильнее всех страдают малоуглеродистые стали, бронзы и алюминиевые сплавы, а меньше всех— нержавеющие стали. Результаты, полученные с латунью 60-40, сомнительны. Этот сплав обычно очень чувствителен к контактной коррозии. Когда соотношение поверхностей меняется в пользу анода, скорость коррозии последнего, как и следовало ожидать, падает. В нейтральных электролитах обратная картина маловероятна даже в такой паре, как нержавеющая сталь — титан. [c.173]

Приходится считаться и с контактной коррозией в кислых средах, например, в ряде производств химической, нефтехимической и атомной промышленности. В. Баком и X. Лейдхайзером было показано, что скорость коррозии титана в контакте с различными металлами, равными ему по площади, в кислых средах (кипящей 2МНС1) соответствует анодному току его поляризационной кривой при тех значениях электродного потенциала, которые устанавливаются на нем в данных условиях [20, с. 157]. В контакте с такими металлами как Ag, Си, Sb титан, являясь катодом, может давать более высокую скорость коррозии. В контакте с металлами, имеющими низкое перенапряжение водорода (Pt, Ir, Au, Pd, Ni) потенциал Ti-анода смещается в положительную сторону, в область пассивно-активного и пассивного состояния, что вызывает значительное снижение скорости коррозии. В этом случае, чем ниже перенапряжение водорода у металла, тем меньше скорость коррозии титана в паре с этим металлом, [c.82]

К достинствам титана и его сплавов надо отнести их хорошую технологичность. Они, за некоторым исключением, хорошо свариваются. Титан мало склонен к контактной коррозии и ее интенсификации в отношении другого металла. Это позволяет соединять титан с другими металлами без специальной изоляции. Помимо листов, профилей, труб, штамповок, прутков титаи и его сплавы можно применять в виде литья, металлокерамики. Технология получения металлического титана хотя и не является еще простым процессом, но уже вполне освоена в промышленных условиях и продолжает непрерывно совершенствоваться. [c.240]

В табл. 5.1 приведены результаты исследования возможности контактирования некоторых металлов с титаном в средах, где титан коррозионностоек и рекомендуется в качестве конструкционного материала для химического оборудования. Контактную коррозию исследовали при соотношениях поверхностей металлов и титана 1 2 и 1 10. Такие металлы как медь, латунь Л062 оказались непригодными для контакта с титаном [461]. [c.180]

В табл. 31 приведен гальванпческии ряд металлов, распп.и -женных по возрастающе величине стационарного электродного потенциала в морской воде, текущей со скоростью 649 м/мин. Как видно из таблицы, разность электродных потенциалов между титаном и углеродистой сталью, алюминием, сплавами на медной основе довольно велика, поэтому контактная коррозия между ними может быть значительной. Разность потенциалов между титаном и другими устойчивыми в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии. между этими металлами. Эти выводы подтверждаются данными диаграммы (фиг. 29), где приведены результаты испытаний титана в контакте с другими металлами, применяемыми в морских конденсаторах. В морской воде [c.61]

Для титана и его сплавов характерна малая склонность к контактной, пит-1ИИГ0В0Й и щелевой коррозии. [c.385]

Окислительное изнашивание. Гипотеза окислительного изнашивания основывается на известном факте коррозии твердых сплавов при нагреве их в среде кислорода и отсутствии изменения свойств поверхностных слоев сплавов при нагреве их в инертных газах (аргоне, азоте, гелии). Согласно этой гипотезе, при температурах резания 700—800° С кислород воздуха вступает в химическую реакцию с кобальтовой фазой твердого сплава и карбидами вольфрама и титана, причем наиболее сильно окисляется кобальт. Вследствие значительной пористости металлокерамических твердых сплавов окислительным процессам подвергаются не только сами контактные поверхности инструмента, но и зерна твердого сплава, лежащие на некоторой глубине от этих поверхностей. Продуктами окисления кобальтовой фазы являются окислы С03О4 и СоО и карбидов ШОд и Т10г. Твердость продуктов окисления в 40—60 раз ниже твердости твердых сплавов. В результате значительного размягчения кобальтовой фазы нарушается монолитность сплава и ослабляются связи между зернами карбидов вольфрама и титана и цементирующей связкой. Это создает благоприятные условия для выравнивания карбидных зерен силами [c.172]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...