Наводороживание титана

Наводороживание титана так же, как и щелевая коррозия, сдерживает применение титана. До последнего времени при анализе опыта использования титана в качестве конструкционного материала основной упор делали на коррозионное поведение, а наводороживанию уделяли меньшее внимание. В на-стоящ,ее время ситуация стала меняться как у нас в стране, так и за рубежом. [c.188]

Окисление титана раствором при периодическом выключении тока резко снижает катодное наводороживание титана. [c.190]

Были проведены многочисленные исследования возможности наводороживания титана в различных средах и установлены факторы, оказывающие влияние на этот процесс. [c.193]

Как уже отмечалось выше, в кислотах, не обладающих окислительными свойствами, титан подвергается интенсивной коррозии, и в любой из этих кислот отмечается наводороживание. Однако в кислотах — окислителях (азотная кислота) наводороживание совершенно отсутствует. Наводороживание в процессе коррозии происходит вследствие частичного поглощения образующегося водорода. На рис. 5.7 показано, как изменяется наводороживание титана при увеличении скорости его коррозии в растворах соляной кислоты различной концентрации. [c.193]

Рис. 5.8. Влияние pH и температуры растворов соляной кислоты на наводороживание титана, 240 ч [483]

Сероводород также стимулирует наводороживание титана при катодной поляризации [502]. [c.194]

Как правило, в охлаждающей воде присутствует мелкий песок. Поэтому влияние этого фактора также исследовалось [505]. Поглощение водорода титаном в искусственной морской воде с добавкой песка увеличивалось, что можно объяснить разрушением оксидной пленки па поверхности образцов титана. Все факторы, способствующие разрушению оксидной пленки на поверхности титана (деаэрация, снижение pH, эрозионное воздействие), смещают критический потенциал поглощения водорода в сторону более положительных значений и увеличивают наводороживание титана [505]. [c.196]

В связи с изложенным выше становится очевидным, что состояние поверхности титана должно оказывать большое влияние на склонность к наводороживанию. Наиболее легко подвергается наводороживанию шлифованный титан, тогда как наводороживание титана, подвергнутого вакуумному отжигу или кислотному травлению, относительно затруднено [503 506 507]. Сравнительно трудное наводороживание титана, подвергнутого кислотному травлению, объясняется удалением с поверхности загрязнений железом и последующим восстановлением оксидной пленки. Поверхностные загрязнения железом, играющие роль катализатора наводороживания, служат активными центрами абсорбции водорода. [c.196]

На рис. 5.13 показано влияние температуры оксидирования на воздухе на наводороживание титана в расплаве мочевины. [c.197]

Рис. 5.13. Влияние термического оксидирования на воздухе в течение 10 мин на наводороживание титана в расплаве

Имеется уже более чем двухлетний опыт эксплуатации оксидированного титанового реактора в расплаве карбамида при 200 С. Наводороживание титана отсутствовало [509]. [c.198]

В то время как загрязнение поверхности титана (см. выше) отрицательно влияет на наводороживание титана, примеси железа в титане практически не влияют на наводороживание [483]. [c.198]

На рис. 5.14 показана зависимость между скоростью коррозии и наводороживанием титана и сплавов титан — палладий в деаэрированных и аэрированных растворах соляной кислоты. В деаэрированных растворах добавки палладия интенсифицируют наводороживание. Объясняется это тем, что в деаэрированных растворах основной катодный процесс — восстановление ионов водорода, перенапряжение которого на палладии значительно ниже, чем на титане. Кроме того, в процессе коррозии поверхность сплава обогащается палладием [10], который способен адсорбировать большие количества водорода. С другой стороны, в аэрированных растворах основной катодный процесс— восстановление растворенного кислорода. Этот процесс также идет преимущественно на палладии, обладающем меньшим перенапряжением восстановления кислорода. Поэтому на сплавах устанавливаются более положительные потенциалы коррозии, чем на титане, что и приводит к снижению скорости возможного восстановления ионов водорода и уменьшению наводороживания [510]. [c.198]

Предотвращение наводороживания титана при травлении и очистке поверхности рассмотрено в работах [135 516 517]. [c.200]

Обезжиривание деталей и заготовок из титана в три- или тетрахлорэтилене не приводит к наводороживанию титана, не оказывает отрицательного влияния на последующую сварку деталей и не приводит к растрескиванию изделий в процессе их эксплуатации. Однако рекомендуется применять только стабилизированный трихлорэтилен. В случае использования тетра-хлорэтилена следует избегать нагрузок более 80% от предела прочности, так как более высокие нагрузки могут вызвать растрескивание изделия, если в нем имеются концентраторы напряжений [516]. [c.200]

Наводороживание титана и сплава ВТ5, подчиняется закону квадратичной параболы (рис. 1). Следовательно, скорость поглощения водорода снижается со временем и зависит от скорости диффузии водорода в гидридном слое и металле. Соответственно доля поглощаемого водорода от всего водорода, разряжающегося на электроде, уменьшается с течением времени. Повышенное содержание кислорода (0,22%) в титане ВТ 1-2 и алюминии в сплаве ВТ5 тормозят их наводороживание (рис. 1). [c.18]

В этом случае наводороживание титана, вызывающее водородную хрупкость, снижается до минимума, поскольку водород в процессе травления не выделяется. [c.31]

В первых работах [125] азотирование титана вели в атмосфере аммиака, а также в смеси аммиака с азотом. Однако при азотировании в этих средах слой получался хрупким вследствие наводороживания титана. Е. Н. Новикова [126] изучала азотирование титановых сплавов в струе очищенного азота. Установлено, что при температуре 950°С в течение 30—40 ч на образцах технического титана ВТ1 образуется слой глубиной 0,06 мм (поверхностная твердость НВ 700— 800), который хорошо сопротивляется износу. При более высокой температуре азотирования глубина слоя увеличивается, но при этом сильно снижаются механические свойства сплавов вследствие интенсивного роста зерен. [c.94]

При разработке технологии изготовления упомянутых титановых деталей возник ряд сложных задач. Это предупреждение разрушения сплавов при эксплуатации из-за остаточных внутренних напряжений, охрупчивания металла вследствие поглощения водорода, кислорода, азота и углерода борьба с солевой коррозией. В результате проведенных исследований определены режимы отжига целых отсеков и панелей из титана для снижения внутренних напряжений и дегазации металла, причем дальнейшую сборку конструкций вели только на болтовых или клепаных соединениях. Чтобы уменьшить загрязнение металла в процессе его обработки, создали технологию химического фрезерования, не вызывающую наводороживания титана (таким способом изготавливают более 1500 деталей на самолет) сварку ведут в герметичных сварочных камерах с непрерывной очисткой аргона в процессе сварки и контролем степени чистоты аргона. [c.107]

При наводороживании титана в растворах электролитов только после образования гидрида титана на поверхности начнется диффузия водорода в глубь металла. Экспериментально установлено, что предельное значение коэффициента диффузии водорода составляет >24 °с = 7,0-10- с№/с. Энергия активации диффузии водорода в титане в интервале температур 24—66°С равна 29 1,7 кДж/моль [214]. [c.78]

При наводороживании титана происходит непрерывное увеличение его объема, по-скольку плотность наводоро- [c.48]

Наводороживание титана при катодной поляризации и коррозии рассматриваются в п. 4 главы III, стр. 74. [c.51]

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]

Рис. 4.003. Поверхностное наводороживание титана марки ВТ1-0 после длительного контакт с 5 %-ным раствором НС1. Темный слой с игольчатой структурой — гидрид титаиа, светлав зона — -структура титана. Травление. — см. рис. 4.002. ХЗОО

Коррозия титана в сернокислотных средах соцровсвдается образованием гвдридного слоя на поверхности металла, который при определенных условиях способствует объемному наводороживанию титана. [c.52]

Степень наводороживания титана зависит как от концентрации атомного водорода на поверхности металла, определяющейся скоростью катодного процесса восстановления и молизации, так и от растворимости водорода в сплаве. Вследствие более высокой растворимости водорода в р-титане по сравнению с растворимостью в а-титане сильнее наводороживаются (a-fP)-сплавы и, особенно, однофазные р-сплавы. [c.230]

В серной кислоте концентраций 70—80% образования защитного слоя в процессе коррозии не наблюдается. Растворимость соединений типа Т10504 в этой области концентраций серной кислоты значительно более высокая, чем в кислоте концентраций 50—65 о. Растворимость гидрида титана в серной кислоте этих концентраций также высокая, так что наводороживание титана в 78%-ной Н2504, несмотря на более высокую скорость коррозии (большее количество выделяющегося водорода) значительно меньшее, чем в 40- и 58%-ных растворах серной кислоты (табл. 3). [c.161]

Электронографическим анализом поверхности образца титана после коррозии его в 92%-ной Н2504 обнаружен крупнокристаллический (размеры кристаллов 800—1000 А) окисел Т1д05 (табл. 4). Гидрид титана в этом случае не обнаружен. Наводороживание титана при коррозии в концентрированной серной кислоте, видимо, незначительное, так как известно [13], что окисные пленки в значительной степени препятствуют проникновению водорода в титан. [c.161]

Хьюг и Лэмборн [481] исследовали наводороживание титана при его взаимодействии с парами воды. Образцы выдерживали во влажном воздухе или аргоне. После 30-минутной выдержки не было обнаружено поглощения водорода при температуре ниже 590 °С. Несмотря на то что в данной работе не проводились длительные эксперименты, можно, как полагает Б. А. Ко-лачев [4], не опасаться наводороживания титановых сплавов при их работе во влажной воздушной среде, если температура не превышает 350—400 °С. [c.188]

Аналогичные данные приводятся в [135], где показано, что и в растворах Н2504 и НР с увеличением скорости растворения титана наводороживание возрастает, проходит через максимум и снижается. При равных скоростях коррозии наводороживание титана снижается в ряду кислот НС1>Н2504>НР [135]. [c.193]

В работах [499 500] изучалось коррозионное поведение и наводороживание титана в растворах 0,25—2,7 н. Нг504 при температуре 200—275°С. Исследования проводились с целью подбора материала для автоклавов сернокислотного выщелачивания некоторых минералов. Коррозию оценивали гравиметрически, а при анализе продуктов коррозии использовали методы оптической и электронной микроскопии, рентгенографиче- [c.193]

Рнс. 5.9. Влияние различных промоторов в концентрации 3-10 г-экв/л на наводороживание титана при катод- ной поляризации током 10 мА/см в течение 24 ч в 0,1 н. Нг504 с рН=1,2 при 93 °С [502] [c.194]

Рис. 5.11. Наводороживание титана при катодной поляризации в деаэрирован-ьом 6%-ном растворе Na l с рН = 6 при 100 °С, продолжительность поляризации 1440 ч [504]

В [503] исследовали влияние Ре(ОН)2 на наводороживание титана в 6%-ном деаэрированном растворе Na l при 80— 150 °С. Было установлено, что при 100 °С и выше происходит наводороживание титана, если концентрация Ре(ОН)2 превышает 0,01 М. Предполагается, что основной причиной ускорения наводороживания титана под воздействием Ре (ОН) 2 в водных растворах является реакция Шикорра ЗРе(0Н)2 = Рез04 + -I-2H2O + H2, в результате которой образуется водород, поглощаемый титаном [503]. [c.195]

На рис. 5.10 приведены результаты изучения наводороживания титана в контакте с другими металлами и 6%-ном растворе Na l. В свободном состоянии и в контакте с латунью образцы титана наводороживанию ие подвергались во всем исследованном интервале температур. Наводороживание титана в контакте с углеродистой сталью отмечается при температуре выше 100 °С, и уже при 120 °С содержание водорода в титане достигает 105-10 %. Особенно сильному наводороживанию титан подвергается при контакте с цинком. Наводороживание происходит даже при 70°С и экспоненциально увеличивается с ростом температуры [504]. [c.195]

На рис. 5.11 приведены результаты исследования наводороживания титана при катодной поляризации. Титан не подвергается наводороживанию в 6%-ном растворе Na l с pH 6 при -flOO° при потенциалах менее отрицательных, чем —0,65 В относительно насыщенного каломельного электрода [504]. По данным других исследователей критический потенциал наводороживания титана в растворах Na l или в морской воде имеет близкие значения, например в [505] от —0,6 до —0,7 В. [c.196]

Скорость наводороживания титана в растворе резко возрастает с ростом температуры. Скорости наводороживания титана в контакте со сталью в деаэрированном 6%-ном растворе Na l при температуре 80, 100 и 120 °С равны соответственно (% X Ю-угод) 24 105 и 555 [504]. [c.196]

Поскольку при кислотном травлении водород концентрируется в тонком поверхностном слое, то последующее кратковременное травление в растворах на основе HNO3 + HF снижает содержание водорода в поверхностном слое с сотых до тысячных долей. Основной путь снижения наводороживания титана и сс-сплавов — двухстадийное травление [135]. [c.200]

Водород может проникать в металлы также из травнтелей, применяющихся для улучшения качества поверхности листов и удаления поверхностного слоя, загрязненного газовыми примесями. Так, например, кислоты, растворяющие титан (плавиковая, соляная, серная, фосфорная), приводят к сильному наводороживанию титана и вызывают поэтому водородную хрупкость. [c.292]

Томашовым и Модестовой [96] было установлено появление трещин на сплаве титана ВТ5, корродировавшем (в активном состоянии) с водородной деполяризацией в серной и соляной кислотах. Найдено, что причиной появления трещин является наводороживание этого сплава в процессе коррозии. В связи с этим были выполнены исследования наводороживания титана и его сплавов при коррозии и катодной поляризации и влияния водорода на коррозионное растрескивание титана. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...