Охрупчивание тантала

Заметное охрупчивание тантала при низких температурах наблюдается при легировании титаном. Хотя по кривым ударной вязкости сплавов [c.37]

Оксидный слой, фазовый 51, 52 Олово 290 коррозионная стойкость 291 Отрицательный дифференциальный эффект алюминия 262 магния 272 Охрупчивание тантала 299 ниобия 300 Палладий 322 Пассивность определение 49 степень 49 [c.357]

Заметного охрупчивания тантала не наблюдалось. [c.207]

Для титана этот метод более полезен, и в разделе 3.4 уже было описано влияние иа титан небольших легирующих добавок палладия. Использование платины для предотвращения водородного охрупчивания тантала, упомянутое н разделе 3.5, также связано с ее низким перенапряжением водорода. [c.225]

Интересной областью применения является также защита тантала от водородного охрупчивания путем контактирования с металлами платиновой группы. Уменьшение водородного перенапряжения или смещение потенциала свободной коррозии в сторону более положительных значений ведет очевидно к уменьшению степени покрытия поверхности металла адсорбированным водородом и соответственно к уменьшению абсорбции [50]. [c.399]

Метод анодной защиты при помощи катодного протектора может быть использован не только для защиты от коррозии, но также для защиты от возникновения водородной хрупкости. Известно, например, что в жестких условиях эксплуатации в концентрированных растворах соляной и серной кислот при высоких температурах тантал вследствие наводороживания в процессе коррозии становится хрупким [192]. В подобных условиях можно защитить тантал от охрупчивания путем контактирования его с платиной или палладием [193]. При этом отношение защищаемой анодной поверхности (тантала) к катоду (платина или палладий) очень велико. Защита от наводороживания вызывается сдвигом потенциала тантала к значениям, близким к значению равновесного водородного потенциала, что в значительной степени затрудняет процесс водородной деполяризации на тантале. Кроме того, анодная поляризация тантала при контакте с катодом (платиной, палладием) также тормозит процесс восстановления водорода на тантале. Эти факторы и приводят к устранению водородной хрупкости тантала при контакте его с платиной, палладием (табл. 36) и с другими металлами платиновой группы, а также при введении в раствор ионов этих металлов или при создании гальванических осадков этих металлов на поверхности тантала. [c.164]

По имеющимся данным [51, 231], наводороживание тантала в кислотах и связанное с этим охрупчивание может быть устранено контактом тантала с платиной или легированием тантала небольшими присадками — 0,1—0,3 % Pt. В этом случае преимущественное выделение водорода идет на платине, имеющей более низкое перенапряжение водорода. [c.300]

Молибден в отличие от тантала и ниобия и их сплавов не подвержен водородному охрупчиванию [51]. [c.302]

Коррозия тантала отмечается даже в очень разбавленных растворах едких щелочей [55] она усиливается с повышением их концентрации и температуры. Коррозия и охрупчивание зависят та -же от характера гидроокиси. В насыщенном растворе гидроокиси бария тантал не корродирует. В 5% растворе едкого натра при 100° С скорость коррозии составляет 0,4 г м сутки), в 0,5% растворе едкого кали — только 0,003 г[ м сутки). В 40% растворе едкого натра при 110° С образцы тантала разрушались в течение двух дней [87]. [c.457]

Процесс кристаллизации сварочной ванны. Хорошо свариваются те металлы и сплавы, которые в своем составе имеют элементы, обладающие неограниченной взаимной растворимостью как в жидком, так и в твердом состоянии. Такие металлы и сплавы не будут образовывать соединения, вызывающие охрупчивание сварного соединения. Хорошую взаимную растворимость имеют железо и никель, железо и ванадий, железо и хром, молибден и тантал, никель и вольфрам, никель и медь, никель и кобальт, хром и молибден, хром и ванадий, хром и титан и т. д. [c.57]

Сварка электронным лучом в вакууме. Этим методом свариваются тугоплавкие и химически активные металлы (молибден, вольфрам, тантал, ниобий, цирконий, ванадий, уран и др.) и сплавы, используемые в качестве конструкционных материалов. Способность этих металлов поглощать водород, азот и кислород при сравнительно невысоком нагреве и связанное с этим охрупчивание сварных соединений вызывает необходимость производить их сварку в среде, содержащей минимальные доли примесей этих газов. В связи с высокой температурой плавления и снижением пластичности в результате рекристаллизации металла, используются источники с высокой концентрацией тепла, обеспечивающие эффективное расплавление металла и минимальные размеры зоны термического влияния. [c.368]

Ниобий и тантал не охрупчиваются в результате рекристаллизации. Если температура отжига невысока, охрупчивание наблюдается лишь после вторичной (собирательной) рекристаллизации. Температура начала рекристаллизации ниобия по [25] составляет 1000—1200, а пэ [29]—850—1000°С (при выдержке 1 ч), тантала— 1125—1200 С. В то же время в [26] рекомендуется проводить отжиг для снятия остаточных напряжений при 600—800 для тантала и при 1000—1200 °С для ниобия. Авторы считают, что для ниобия технической чистоты при этих температурах может развиваться лишь полигонизация, а не рекристаллизация. Расхождения в величине температуры рекристаллизации ниобия по данным разных исследований, по-видимому, связаны с зависимостью ее от чистоты металла и режима предшествующей обработки. [c.46]

Химически активные и тугоплавкие металлы (титан, цирконий, ниобий, молибден, ванадий, вольфрам, гафний, тантал) объединяют высокая температура плавления (от 1665 °С у титана до 3395 °С у вольфрама) и чрезвычайно большая способность реагировать с другими элементами (в первую очередь с газами) при высокой температуре, особенно Б расплавленном состоянии. Наиболее чувствительны к примесям и охрупчиванию ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден и вольфрам. [c.374]

Тантал является хорошим геттером и широко используется при изготовлении электровакуумных радиоламп. Кроме того, его применяют для изготовления деталей химической аппаратуры, работающих в агрессивных средах. Тантал сочетает высокие пластические свойства при низких и прочностные свойства при высоких температурах. Тантал применяется в тех случаях, когда требуется сочетание жаропрочности и стойкости при низких температурах, так как он единственный из жаропрочных метал.вдв, не подвергающийся охрупчиванию при низких температурах. Чистый тантал так же, как и ниобий обладает высокой пластичностью в холодном состоянии (в отожженном состоянии) и штампуется без нагрева на обычных штампах, аналогично малоуглеродистой стали. [c.214]

В отличие от молибденовых и вольфрамовых танталовые нагреватели могут применяться в печах с вакуумом выше 10 мм рт. ст. В виду высокой газопоглотительной способности тантала применение его в средах, содержащих водород, кислород, азот и углерод, вызывает охрупчивание вследствие образования нитридов, карбидов, окислов или гидридов. [c.95]

Тугоплавкие металлы проявляют значительную сорбционную способность к водороду. При нагреве ванадия, ниобия и тантала в водороде наблюдается их охрупчивание вследствие выделения по границам зерен гидридов иглообразной формы, поэтому для указанных металлов водород является опасной примесью. Вольфрам и молибден адсорбируют водород без существенного ухудшения свойств. [c.146]

Молибден в отличие от тантала, ниобия, никеля и их сплавов не подвержен водородному охрупчиванию и способен выдерживать резкие тепловые и механические нагрузки после экспозиции в газообразном водороде при высоких температурах. [c.173]

Ниобий несколько менее стоек к коррозии, чем тантал, и, подобно последнему, подвержен водородному охрупчиванию, если гальванический контакт или внешняя э. д. с. делают его катодным, а также прн экспозиции в горячем водороде. Металл подвергается анодному окислению в кислых электролитах с образованием анодной окисной пленки, характеризующейся большой диэлектрической постоянной и высоким анодным потенциалом пробоя. Последнее свойство в сочетании с хорошей электропроводностью металла позволило использовать ниобий в качестве подложки для платиновых металлов при изготовлении анодов катодной защиты наложенным током, а также при производстве конденсаторов. [c.181]

Стерн и Бишоп [6а] сообщили, что охрупчивание можно предотвратить, соединив тантал с платиной, которая в такой паре является катодом и тем самым предотвращает выделение водорода на поверхности тантала. [c.206]

Как правило, наиболее важной реакцией является взаимодействие тантала с кислородом, что подтверждается образованием окислов при прогреве металла на воздухе. Взаимодействие с кислородом начинается при температуре выше 300° С и становится быстрым при температуре выше 600° С [11]. Образующаяся окалина не обладает адгезией, и если окисленный металл нагреть выше 1000° С, то кислород начинает диффундировать в объем металла и приводит к его охрупчиванию. При 1200° С скорость коррозии составляет 150 мм/ч [12]. Простым нагревом удалить кислород из металла нельзя, но в вакууме прн температуре выше 2300° С он удаляется в виде окиси. [c.206]

Как указывалось, большинство тугоплавких металлов имеет (как и а-железо) объемноцентрированную кубическую решетку, а для металлов, имеюш,их такое кристаллическое строение, характерно охрупчивание при определенных температурах (исключение—тантал). Температура этого перехода зависит от природы металла, его чистоты, а также от вида напряженного состояния, скорости деформирования, размера зерна и других факторов. [c.343]

При наличии электрического контакта с такими конструкционными металлами, как сталь или алюминий, на катодной поверхности тантала может выделяться водород. В кислых растворах это вызывает охрупчивание тантала [112], но в щелочной морской воде опасность такого разрушения, по-видимому, гораздо меньше. В гальванических парах с распространенными конструкционными металлами тантал подчиняется таким же закономерностям, как и титаГн. [c.161]

Установлено [871, что при увеличении температуры 98"о-ной серной кислоты выше 175 скорость коррозии тантала возрастает. При 200° она составляет 0,037, при 250°—0,74 и при 300°—8,7 мм/год [35, 361. С уменьшением концентрации кислоты скорость коррозии при данной температуре имеет тенденцию к снижению. Испьпания танталового концентратора в производственных условиях показали, что в 9096-ной серной кислоте при 250 скорость коррозии равна 0,08 мм год, что составляет около /,о скорости коррозии в 08%-ной кислоте при той же температуре 1361. Никак010 охрупчивания тантала при этом не произошло присутствие сапяной кислоты или хлоридов не влияло на коррозионную стойкость. [c.717]

Тантал хорошо растворяет водород, образуя с ним два внутренних гидрида, но детальный механизм этого явления пока еще недостаточно ясен. Согласно имеющимся данным, прн температуре ниже 370° С может происходить охрупчивание металла, Клаусе и Форестьер сообщали [6], что охрупчивание возможно при деформации тантала в водороде даже при комнатной температуре. Анализ литературных данных показывает, что склонность тантала к водородному охрупчиванию является одной из причин, приводящих к немногочисленным случаям слабой стойкости тантала к коррозии в водных средах. Хотя тантал инертен к концентрированной соляной кислоте при температурах до 110° С, но при значительно более высоких температурах некоторая реакция происходит, и металл может поглотить достаточно большое количество водорода, приводящее к охрупчиванию. Тантал становится катодом в гальванической ячейке практически с любым из конструкционных металлов, и, чтобы предотвратить разряд водорода и проникновение его в тантал, необходимо электрически изолировать последний от других металлов, находящихся с ним в общем электролите. [c.205]

При температурах выше 300° С тантал и все его известные сплавы взаимодействуют с водородом, азотом и кислородом. В чистом тантале водород растворяется и пр температуре выше 350° С [7], но при еще более высоких температурах начинается выделение водорода, а при 800° С его остается в металле очень мало [8, 9]. Охрупчивающее действие водорода используется для получения порошка, применяемого при производстве танталовых электрических конденсаторов. Азот также вызывает охрупчивание тантала. Взаимодействие с азотом происходит при температурах выше 400° С [7], но иногда окисная пленка может препятствовать этой реакции до достижения более высоких температур. Наряду с другими фазами на поверхности тантала при этом возникают нитриды. Дальнейшее повышение температуры вызывает их разложение, и при 2100° С освобождается весь азот [10]. [c.206]

Впрочем, приведенные в литературе [36—39] данные по предельной концентрации кипящей H2SO4, при которой снижается сопротивление тантала коррозии, неоднозначны. В кипящей H2SO4 тантал стоек (скорость коррозии не более 0,1 мм/год, т.е. соответствует 1 баллу) при всех температурах и концентрациях кислоты. При длительном кипячении наблюдается охрупчивание Та, что связано с насыщением металла водородом. В уксусной и муравьиной кислотах и их смесях тантал абсолютно стоек. [c.49]

Спецификой юльфрама и молибдена является способность охрупчиваться ири наличии незначительных количеств иримесей, особенно примесей кнедрения, из которых наиболее вредное влияние оказывает кпслород. Тантал и ниобий способны интенсивно поглощать газы. Следствием насыщения этих металлов газами также является резкое их охрупчивание. [c.395]

Азотная кислота. Тантал устойчив к действию азотном кис 1оты при всех концентрациях в широком интервале температур даже в присутствии Н( 1 или хлоридов. Это подтверждается как использованием танталового оборудования в течение ряда лет в многочисленных промышленных установках, так и многими испытаниями в производственных условиях 132, 36 . Испытания при температуре 190 показали, что скорость коррозии составляет менее 0,025 мм год при концентрации кислоты до 70%, при этом не происходит охрупчивания 151. Другими испытаниями показано отсутствие коррозии при температуре 250 —300 и давлении 85 кг сн [361. [c.717]

Водород. Как уже указывалось, тантал легко поглощает водород, и система Та II исследована подробно [64, стр. 445—4571. Тантал поглощает водород при комнатной температуре при электрачизе, когда используется как катод, либо в случае нагревания металла при температуре выше 250° в атмосфере водорода, образуя гидрид, максимальное количество водорода в котором соответствует формуле TaHo ji или превышает 700 объемов на 1 объем металла. Поглощение водорода сопровождается расширением кубической объемноцентрированноп кристаллической решетки и увеличением молекулярного объема, что приводит к охрупчиванию металла. При нагревании такого материала в высоком вакууме при температуре приблизительно 800 или выше выделяется по существу весь водород. В результате отжига или обезгаживания при более высокой температуре тантал регенерируется. [c.725]

Стабилизирующее действие ванадия примерно в два раза слабее, т. е. для получения равного эффекта ванадия нужно добавить вдвое больще, чем молибдена. Тантал по стабилизирующему действию близок к молибдену, а ниобий практически показал нулевой эффект в рассмотренном интервале концентраций. Стабилизирующее действие молибдена, ванадия и тантала объясняется тем, что эти элементы суживают область существования металлидной фазы Т1Сг2, вызывающей охрупчивание. [c.28]

На рис. 109 [220] приведены сравнительные данные по скорости коррозии тантала, ниобия, циркония, гафния в кипящей 75 %-ной H2SO4 (185°С). Видно, что в этих условиях ниобий значительно менее стоек, чем тантал. Гафний и цирконий занимают промежуточное положение. Для тантала и ниобия также, как для гафния и циркония, некоторую опасность представляет возможность охрупчивания под влиянием катодного наводороживания. Для устойчивого состояния металла наводороживание может быть достаточно медленным, однако этот процесс протекает заметно быстрее, если наступает ускорение коррозии или если стойкий в данных условиях металл (например, тантал) подвергается катодной поляризации или находится в контакте с менее стойким металлом. [c.299]

Преимущество тантала перед ниобием заключается в его высокой коррозионной стойкости как в окислительных, так и восстановительных средах. В отличие от ниобия тантал не растворяется в концентрированных растворах серной кислоты при температурах 100—150° С благодаря высокой стабильности его пятиокиси. Пятиокись тантала в водных растворах кислот и в концентрированных кислотах не восстанавливается катодным током, а пяти10ки1сь ниобия воостанавливается с трудом. Этим и объясняется, что при потенциалах, отрицательнее стационарного значения, и ниобий, и тантал практически не растворяются. Недостатком этих двух металлов является их склонность к водородному охрупчиванию, проявляющаяся у них при катодной обработке при потенциалах ниже —0,1 в [52—54]. Пластичность этих металлов может вновь возрастать при отжиге их в вакууме, когда водород легко удаляется. При температурах до 100° С в растворах серной (за исключением концентрированных), соляной и фосфорной кислот оба металла при потенциалах, положительнее стационарного, пассивны скорость их растворения из пассивного состояния ни- [c.81]

С водородом тантал образует гидриды, что приводит к его охрупчиванию. Гидриды можно разрушить только вакуумным отжигом в температурном интервале 300—450°С [88]. Атрмар-ный водород поглощ,ается танталом при электролизе или в тех, [c.457]

Для соединения тугоплавких металлов и их сплавов преимущественно применяют сварку плавлением дуговую в инертных газах (в камерах и со струйной защитой), под бескислородным флюсом (для титана), в вакууме электроннолучевую, лазером. Для некоторЬ1х изделий применяют следующие способы сварки давлением диффузионную в вакууме и защитных газах, взрывом, контактную. По свариваемости и технологии сварки тугоплавкие металлы можно разделить на две группы. К первой группе относятся титан, цирконий, ниобий, ванадий, тантал, ко второй — молибден, вольфрам. Металлы и сплавы первой группы обладают хорошей стойкостью к образованию горячих трещин, но склонны к образованию холодных трещин. Склонность этих металлов к холодным трещинам связана с водородом, который охрупчивает металл в результате гидридного превращения при содержании его выше предельной растворимости. Кроме того, охрупчивание металла происходит также при насыщении кислородом, азотом, углеродом и теплофизическом воздействии сварки, вызывающем перегрев, укрупнение зерна и выпадение хрупких фаз. [c.500]

Влияние -стабилизирующих элементов на водородное охрупчивание титана было исследовано также в работе Джаффи и Вильямса [383]. В этой работе были изучены сплавы с -изоморфными стабилизаторами (молибден, ванадий, ниобий, тантал) и -эвтектоидными стабилизаторами (марганец, железо, хром). Сплавы были приготовлены на иодидном (0,03% Ог), магниетермическом (0,108% Ог) и магниетермическом титане с дополнительно введеины.м кислородом (0,27% Ог). В сплавы было введено 0,02 0,03 0,04 0,06 и 0,087о Нг. Сплавы испытывали на ударную вязкость, на растяжение с большой и малой скоростью растяжения и иа длительную прочность. Поскольку в работе ставилась цель не установить истинные допуски на содержание водорода, а оценить сравнительную склонность к водородному охрупчиванию, то испытания на растяжение проводили на гладких образцах. Применение гладких образцов позволило устранить эффекты, связанные с различным влиянием легирующих элементов на склонность титана к надрезу. Результаты обширных исследований по влиянию -ста-билизаторов на водородное охрупчивание титана, проведенных указанными авторами, представлены в табл. 36. [c.403]

Развитие способа сварки электронным лучом в вакууме вызвано растущим применением в промышленности в качестве конструкционных материалов тугоплавких и химически высокоактивных металлов (молибдена, вольфрама, тантала, ниобия, циркония, ванадия и др.) и их снлавов. Способность этих металлов поглощать водород, азот и кислород при сравнительно невысоком нагреве и связанное с этим охрупчивание сварных соединений вызывают необходимость производить их сварку в среде с минимальным содержанием указанных газов. [c.613]

Коррозионная стойкость ниобия, как и тантала, связана с наличием прочно связанной с металлом пассивной окисной плеики. Правда, в более агрессивных средах ниобий уступает танталу по своей стойкости, и в литературе не сообщалось о случаях инертности ниобня к каким-либо коррозионным агентам, разрушающим тантал. По этой причине ниобий не нашел широкого применения в областях, требующих коррозионной стойкости, и данные о его стойкости в реальных условиях эксплуатации немногочисленны. Ниобий в большей степени, чем тантал, склонен к водородному охрупчиванию и к коррозии во многих водных растворах. В некоторых условиях водородное охрупчивание ниобия можно предотвратить, соединив его с платиной, но в общем случае этот метод, по-видимому, ие эффективен. Плавиковая кислота вызывает коррозию ниобия при комнатной температуре, а концентрированные соляная, серная и фосфорная кислоты — при 100° С. В гидроокиси натрия ниобий охрупчивается, что связано скорее всего с поглощением водорода [8]. Отрицательно влияет и контакт с сульфидом натрия. [c.182]

Как уже отмечалось, электрохимические процессы в гальванических парах, в которых тантал является катодом, могут оказывать на него разрушающее воздействие путем охрупчивания. В то же время если тантал оказывается анодом то разрушения не происходит, так как очень быстрая пассивация понижает гальванический ток до очень малой величины. Гальванические пары тантала с платиной, серебром, медью, висмутом, сурьмой, молибденом, никелем, свинцом, оловом, цинком и алюминием в 0,1 н. серной кислоте были исследованы в работе Хайсински [37]. Во всех случаях, за исключением цинка и алюминия, тантал оказывался отрицательным элементом (анодом) пары. В плавиковой кислоте тантал также был более положительным по отношению к пинку и алюминию, но более отрицательным по отношению к платине, серебру, меди, сурьме, никелю и свинцу. Перечисленные шесть пар характеризовались большими стационарными токами, так как в растворах ионов фтора тантал, как правило, не пассивируется, а корродирует. Очевидное аномальное поведение, наблюдавшееся в гальванических парах тантала с висмутом или железом в плавиковой кислоте, Хайсински объяснил образованием нерастворимых фторидов на поверхностях висмутовых и железных электродов. [c.208]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...