Агрессивные среды тантал

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]

Тантал — конструкционный металл с наиболее высокой плотностью, равной 16,6 Мг/м . Из всех известных металлов и сплавов тантал обладает наиболее высокой коррозионной стойкостью, несмотря на электроотрицательный нормальный электродный потенциал. Коррозионная стойкость тантала объясняется наличием на его поверхности стойкой окисной пленки Та Ов, обладающей хорошим сцеплением, непроницаемостью и защищающей металл от действия большинства агрессивных сред и при высоких температурах. [c.293]

В литературе пока имеются лишь отдельные сведения о формировании окисных пленок на тугоплавких металлах и рассматривается этот процесс не с металловедческих позиций. Подробное освещение результатов этих работ выходит за рамки обсуждаемых вопросов и общей направленности данной книги. В связи с этим ограничимся некоторыми общими сведениями об окисных пленках, образующихся на тугоплавких металлах. Выше было сказано, что тантал, наиболее коррозионностойкий из тугоплавких металлов, весьма стоек во многих агрессивных средах вследствие устойчивости в этих средах его окисла Т 2 Os. Однако окисел Таг Os растворяется в плавиковой кислоте, чем и объясняется малая устойчивость тантала в этой кислоте. Окисел тантала растворяется также в щелочах с образованием танталатов. Таким образом, в тех средах, в которых окись тантала растворима, тантал нестоек. Для образования поверхностной пленки необходимо наложение анодного тока, причем, чем вьппе плотность тока, тем быстрее достигается потенциал вьщеления кислорода (линейный участок кривой на рис. 51). Тем не менее образование пленки наблюдается и без наложения [c.57]

Результаты большинства исследований подтверждают, что в средах, в которых тантал абсолютно стоек (скорость коррозии менее 0,01 мм/год), сплавы, с содержанием ниобия до 50 мас.% также устойчивы против коррозии. Их коррозионная стойкость соответствует нормам 1 балла (скорость коррозии менее 0,1 мм/год). К таким средам относятся кипящие растворы серной, азотной, соляной и фосфорной кислот, растворы щелочей, влажный хлор и его соединения и другие агрессивные среды. [c.78]

Приведенные данные показывают, что применение нелегированного тантала оправдано лишь при эксплуатации его в кипящей серной кислоте с концентрацией не менее 70% или в кипящей фосфорной кислоте с концентрацией не менее 80%. Во всех других случаях использовать сплавы тантала или других металлов. Наиболее агрессивная среда для тугоплавких металлов — концентрированная серная кислота для работы в такой кислоте пригодны лишь сплавы Та—Nb с высоким содержанием тантала (табл. 16). [c.83]

Теплопроводность тантала в три раза выше теплопроводности нержавеющих сталей. Температура его плавления равна 2996°С. Тантал устойчив в кислотах "и других агрессивных средах. По устойчивости его можно сравнить с платиной и кислотостойким стеклом. Для тантала характерна равномерная коррозия. Он не поддается точечной коррозии. Тантал используется для обкладки других металлов. [c.152]

Соединения тугоплавких металлов наряду с высокой температурой плавления и твердостью обладают коррозионной устойчивостью во многих агрессивных средах. В качестве коррози-онно-устойчивых материалов и покрытий используются соединения титана, тантала, ниобия, а также карбиды, силициды, бориды и нитриды. Карбид титана устойчив в концентрированной соляной кислоте, а карбиды бора и кремния отличаются высокой коррозионной устойчивостью во многих средах. [c.185]

Обладает высокими антикоррозионными свойствами, но меньшими, чем у тантала (в различных агрессивных средах). Компактный металлический ниобий не изменяется при нормальной температуре на воздухе, при нагревании начинает окисляться. При низких значениях температуры образуется тонкая, прочно пристающая пленка. При повышенных температурах реагирует с газами [c.352]

Тантал и ниобий применяются в химическом машиностроении, электронике, вакуумной технике, металлургии и других областях. Исключительно высокая химическая стойкость в агрессивных средах позволяет применять тантал и ниобий для изготовления кислотоупорной аппаратуры. [c.439]

Тантал. Тантал добывается в количествах, гораздо меньших, чем ниобий, он мало распространен в природе, с трудом выделяется из руд и очень дорог, что ограничивает его применение. Это тяжелый металл с удельным весом 16,6, приближающимся к удельному весу вольфрама он обладает кристаллической решеткой центрированного куба. Тантал отличается исключительной коррозионной стойкостью в агрессивных средах.Поэтому тантал применяется в хирургии как шовный материал и заменитель костей. Он имеет низкую температуру перехода в хрупкое состояние и высокую жаропрочность, что важно при применении его для ракет и спутников. Тантал может применяться в, виде сплава с 30% ниобия и 7,5% ванадия. Сплавы тантала применяются при температуре от 1350 до 1650° С. [c.408]

Сплавы вольфрама с 20 % рения и вольфрама с 5 % рения применяют для изготовления термопар, измеряющих температуру до 3000 °С. Карбиды вольфрама, ниобия, тантала износоустойчивы, имеют твердость, близкую к твердости алмаза, и высокую температуру плавления. Тантал применяют для изготовления пластин и проволоки, используемых в костной хирургии. Карбиды тантала (температура плавления 3880 °С) применяют для наплавки на поверхность изделий в агрессивной среде. Сплавы [c.224]

С Мо, W, Nb и Ti тантал образует непрерывный ряд твердых растворов. Сплавы тантала имеют повышенные прочностные характеристики. Как конструкционный материал тантал находит применение в химическом машиностроении. Из него изготавливают теплообменную аппаратуру для получения брома из смеси хлора и брома, для дистилляции соляной и азотной кислот из неочищенного сырья, при получении бромида этилена и хлористого бензола, при регенерации серной кислоты. Из тантала изготавливают нагреватели, работающие в особо агрессивных средах, например, в смеси хромовой и серной кислот, при дистилляции пероксида водорода. В ряде случаев тантал используют для плакировки аппаратуры из углеродистой стали. [c.222]

Требования к коррозионной стойкости металлических конструкционных сплавов, предъявляемые современной техникой, становятся все более высокими. Появляются новые, особо агрессивные среды, повышаются температуры, давления и механические нагрузки, при которых работают ответственные металлоконструкции. Именно поэтому в последнее время при широком использовании коррозионностойких сталей и сплавов на основе никеля и титана возрастает практическое применение более редких металлов — циркония, молибдена, ниобия, тантала, вольфрама, кобальта и других металлов и сплавов на их основе. [c.6]

Другим способом снижения потерь металлов и сплавов от коррозии является применение новых металлических (титан, молибден, тантал и др.) и неметаллических материалов, стойких к воздействию агрессивных среды, высоких температур и давления. [c.7]

Сплавы вольфрама с 20% рения и вольфрама с 5% рения применяют для изготовления термопар, измеряющих температуру до 3000 °С. Карбиды вольфрама, ниобия, тантала износоустойчивы, имеют твердость, близкую к твердости алмаза, и высокую температуру плавления. Тантал применяют для изготовления пластин и проволоки, используемых в костной хирургии. Карбиды тантала (температура плавления 3880°С) применяют для наплавки на поверхность изделий в агрессивной среде. Сплавы тугоплавких металлов прочнее чистых металлов. Высокая прочность у них сохраняется как при высоких температурах (до 1200 °С), так и при низких (до 196 °С). [c.109]

Окисная пленка удерживает некоторые металлы (например,тантал или ниобий) в пассивном состоянии в большинстве агрессивных сред, но на ряд технических металлов (железо, никель, хром, титан и их сплавы) такого действия не оказывает. [c.18]

Полуэбонит ДП-313 и мягкую резину ДП-045 изготовляют на основе каучука СКН-26М с добавлением полимера ПВХ (поливинилхлорид). Они предназначаются для антикоррозионной защиты барабанных вакуум-фильтров, применяемых для фильтрации пульпы гидроокиси ниобия и тантала при 80 °С и вакууме 66,5—79,8 кПа в агрессивных средах серной кислоте, смеси соляной и серной кислот, аммиаке. [c.19]

Коррозионные процессы протекают в самых различных средах в атмосфере, морской и речной воде, почве, при воздействии газов, высокой температуры, кислот, щелочей и т. д. Поэтому одной из первостепенных задач снижения потерь металлов и сплавов от коррозии является применение новых металлических (титан, молибден, тантал и др.) и неметаллических материалов, стойких к воздействию агрессивных сред, высоким температурам, давлению. [c.8]

Коррозионное разрушение является результатом взаимодействия металла с внешней средой и интенсивность его развития зависит от свойств самого металла, а также от природы окружающей среды. Большинство металлов, будучи стойкими в одних средах, довольно легко разрушается при взаимодействии с другими средами. Например, медные сплавы устойчивы во влажной атмосфере, но сильно корродируют, если в атмосфере присутствует даже незначительное количество аммиака тантал и титан при комнатных температурах весьма стойки во многих агрессивных средах, но приобретают высокую химическую активность при нагреве их выше 600° С. [c.242]

Обнаруженные пробои изолируют пломбами из золота или серебра, либо винтами с шайбами из тантала с прокладками из тефлона (см. стр. 290). Требования по сплошности зависят от агрессивности среды, при которой будут эксплуатироваться аппараты (стр. 287). Аппараты, работающие в особо агрессивных средах (кислоты при высоких температурах), должны выдерживать испытание на пробой без нарушения сплошности. [c.242]

Тантал обладает исключительно высокой коррозионной устойчивостью в большинстве агрессивных сред, включая царскую водку. Неустойчив лишь он в плавиковой кислоте, газообразном фторе и фтористых солях. [c.227]

Тантал обладает высокими механическими свойствами, хорошо обрабатывается и сваривается его применяют при изготовлении аппаратуры,, работающей в сильно агрессивных средах при высоких температурах и давлениях. В ряде случаев аппараты, изготовленные из черных металлов, обкладывают изнутри тонкими листами тантала. Главным образом из тантала изготовляется теплообменная и плакированная реакционная аппаратура. [c.227]

К благородным металлам относятся золото, серебро, тантал, платина и металлы платиновой группы—осмий, иридий, родий и пр. Все благородные металлы имеют положительные электродные потенциалы, что обусловливает их высокую химическую стойкость в большинстве агрессивных сред. [c.155]

Тантал обладает высокими механическими свойствами, хорошо обрабатывается и сваривается его применяют при изготовлении аппаратуры, работающей в сильно агрессивных средах при высоких температурах и давлениях. В некоторых случаях аппараты, изготовленные из черных металлов, обкладывают изнутри тонкими листами тантала, [c.156]

Тантал обладает исключительно высокой коррозионной стойкостью и является весьма ценным материалом для хими-ческо1го машиностроения. В большинстве агрессивных сред тантал не уступает по коррозионной стойкости платине. [c.134]

В кипящей серной кислоте — одной из наиболее агрессивных сред кислотостойкая хромоникельмолибденомедистая сталь может работать при концентрации Н2О4 до 5%, сплав хастеллой (80% Ni, 20% Мо)—при концентрации до 20%, а тантал не подвергается коррозии в кипящей серной кислоте при концентрации до 80% (см. рис. 366). [c.534]

В работе [52] исследовали кинетику растворения ниобиевых сплавов путем периодического, через каждые 24 ч, взвешивания (до 72—144 ч) при испытаниях в закрытых контейнерах при давлении 15 атм, а также при 185° С (только 24 ч). В качестве агрессивных сред использовали кипящие серную, соляную и фосфорную кислоты. Испытания в азотной кислоте не проводили, так как согласно литературным данным в азотной кислоте ниобий абсолютно стоек при любых температурах и концентрациях. На рис. 64 показана стойкость ниобиевых сплавов в кипящей серной кислоте различной концентрации. Расположение кривых позволяет оценить влияние легирования на коррозионную стойкость ниобия в этой среде. Очевидно, что все исследованные элементы (Ti, V, Zr, Mo), кроме Та, оказывают неблагоприятное влияние на стойкость ниобия. Стойкость ниобия в кипящей соляной кислоте может быть оценена по предельной концентрации этой кислоты, которая, как установлено, равна 16%. Тантал, как было показано (см. рис. 45), абсолютно стоек в кипящей соляной кислоте до концентрации 30%. Взвешивание с точностью до 10 г практически не фиксирует уменьшения массы сплава МЬ + 15ат. %Тав кипящей 20%-ной НС1. [c.68]

Опытные сплавы 4200 (Ti + 0,2 % Pd) и 4201 (Ti + 33 % Мо) являются особо коррозионностойкими и могут заменять тантал, сплавы на никелевой основе типа хастелой, платину, золото. Коррозионная стойкость сплавов 4200 и ВТ1 в ряде агрессивных сред приведена в табл. 17.12. [c.711]

В концентрированной серной кислоте в качестве материала катода используют также кремнистый чугун — ферросилид С-15 [11]. Испытания в течение 500 ч при поляризации катодным током плотностью 1—100 А/м показали высокую коррозионную устойчивость такого катода. В серной кислоте находят применение катоды из молибдена [12], стали ЭИ-943 [13, 14], свинца [15], тантала [16] сплавы Ti — Pt, Ti — Та, Ti — Nb можно использовать в качестве катодного материала в различных агрессивных средах [17]. В аммиачных растворах используют аустепитную хромоникелевую сталь [18], сплав хастел-лой [19], в щелочной среде — никель [20], углеродистую сталь [21]. [c.72]

Исследование скорости коррозии ниобия, тантала и их сплавов в зависимости от потенциалов проводилось при температурах кипения растворов 75%-ной серной кислоты и 88%-ной фосфорной кислоты, являющихся наиболее агрессивными средами для сплавов ниобий — тантал. Результаты, полученные в широкой области потенциалов, показывают, что у большинства сплавов на кривых имеются две области потенциалов, в которых скорость коррозии увеличивается (рис. 16а и 166). Увеличение скорости коррозии ниобия и сплавов при потенциалах от О до +0,2 в в серной кислоте (рис. 16а, кривые 1—5) и от —0,2 до О в в фосфорной кислоте (рис. 166, кривые 1—6) объясняется разрушением первоначального окисла на их поверхности. В результате дальнейшего смещения потенциала в положительную сторону ниобий и сплавы пассивируются и в определенной области потенциалов имеют наименьшую скорость коррозии, а затем при более положительных потенциалах скорость коррозии их снова увеличивается в результате растворения образовавшихся солевых пленок, состоящих в серной кислоте из оксисульфатов и в фосфорной из оксифосфато в ниобия. [c.87]

Представленные данные свидетельствуют о том, что нелегированный ванадий по коррозионной стойкости не может полностью удовлетворить требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам химических производств. Однако с помощью легирования его элементами, обладающими высокой хи мической стойкостью либо в окислительных средах (титанУ [67, 9], либо в неокислительных (молибден) [68, 9], либо в тех и других (ниобий, тантал) [66, 9, 72], можно повысить коррозионную стойкость ванадия в цело м ряде агрессивных сред и создать возможность 1использования его в химическом машиностроении в качестве конструкционного материала. [c.90]

Расширяющееся применение тантала и ниобия в различных отраслях науки и техники объясняется благоприятным сочетанием свойств этих металлов. Применение тантала и ниобия в химической промышленности связано с высокой коррозионной стойкостью этих металлов во многих агрессивных средах. Большая коррозионная стойкость тантала и ниобия в сочетании с высокой устойчивостью против эрозии делает их весьма эффективнььми конструкционными материалами в химическом машиностроении. Тантал и ниобий можно сваривать точечной, роликовой, стыковой, а также аргоно-дуговой электросваркой, что позволяет широко использовать эти металлы в химической промышленности для облицовки (плакирования) материалов, используемых для изготовления химической аппаратуры [1]. Проводятся разносторонние исследования с тантало-ниобиевыми сплавами, более дешевыми, чем чистые металлы. В частности, исследована [2 —5] коррозионная стойкость сплава Та—МЬ в ряде сред. Однако многие вопросы остаются неисследованными. Некоторые из них рассматриваются в данной работе. [c.187]

Испытания танталониобиевого сплава, содержащего 96,2 атомных процента тантала, в различных растворах серной кислоты при температуре 250° показали, что 70 о-ная Н2504 — наиболее агрессивная среда по сравнению с ее растворами иной концентрации. [c.195]

Компактный цирконий не обладает пирофорностью. Он отличается высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, в том числе в ряде сильных кислот и щелочей. На цирконий не действуют концентрированные соляная и азотная, а также органические кислоты даже при нагреве до 100° С. По коррозионной стойкости в соляной кислоте цирконий превосходят только тантал и благородные металлы. Серная кислота при концентрации ниже 70% слабо действует на цирконий, но с повышением концентрации скорость реакции резко возрастает. Плавиковая и концентрированная фосфорная кислоты, а также царская водка растворяют цирконий. Хлорная вода, бромная вода и 10%-ный раствор ГеСЬ нри комнатной температуре быстро вызывают точечную коррозию металла. [c.436]

Тантал был первым металлом, из которого изготовляли нити осветительных э.лектроламп накаливания, но вноследствии он был вытеснен вольфрамом. Тантал является хорошим геттером и широко используется при производстве электровакуумных радиоламп. Благодаря высокой коррозионной стойкости его применяют для изготовления деталей химической аппаратуры, работающих в кислых агрессивных средах, например при производстве искусственного олокна. [c.477]

Ч- 32% Мо Т1 + б% Та) можно заменить в ряде агрессивных сред вы o кo нlHкeлeвыe сплавы и даже тантал. [c.24]

В табл. IV приведены данные [178] о коррозионной стойкости ниобия, тантала, циркония, титана и для сравнения — сплава хастеллой С (тип ЭП375) и нержавеющей стали 304 (тип Х17Н13МЗТ) в различных агрессивных средах, а в табл. V — ванадия высокой чистоты в серной, соляной и азотной кислотах различной концентрации на основании данных, приведенных в работе [179]. [c.313]

Ниобий, тантал и молибден существенно повышают коррозионную стойкость титана в ряде агрессивных сред. Ниобий повышает стойкость титана в 40%-ной H2SO4 (рис. 11). Характерная точка перегиба соответствует примерно предельной растворимости ниобия в а-титане. И. И. Корнилов [34] обосновал минимальное содержание тантала в сплавах с титаном [б,% (ио массе)], которое отвечает а-раствору тантала в титане. При испытаниях в растворах 18%-ной НС1 и 40%-ной H2SO4 [c.19]

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]

Ниобий—тантал. Ниобий и тантал образуют сплавы со структурой твердого раствора, стойкие ко многим агрессивным средам и обладающие всеми ценными качествами чистых металлов. Этот факт может иметь важное практическое значение, так как означает возможность замены чистого тантала, применяемого в ряде отраслей техники, на более дешевый сплав ниобий — тантал. Данные о коррозионной стойкости системы ниобий — тантал представлены в работах Миллера [48] и Аргеита [49], но испытания проводились в мягких условиях, и поэтому полученные результаты представляют ограниченный интерес. В то же время Гуляев и Георгиева [16], а также Киффер, Бах и Слемпковски [50] проводили испытания при высоких температурах, и их данные показывают, что скорости коррозии сплавов по существу ие отличаются от скорости коррозии таитала, если содержание ниобия не превышает 50%. [c.185]

Коррозионная стойкость таитала связана с наличием на его поверхности тонкой сплошной пленки пятиокиси ТазОб. В целом ряде очень агрессивных сред металл пассивируется и становится почти таким же инертным, как золото или платина. В предложенной Пурбэ [5] таблице термодинамической устойчивости тантал следует за цинком и имеет номер 34 (номер 1 имеет золото). В то же время в таблице практической устойчивости тантал благодаря своей пассивной окисной пленке располагается непосредственно за родием (номер 1) и опережает золото (номер 4). Окисная пленка на тантале обладает хорошей адгезией и, по-вндимому, не является пористой. Согласно некоторым данным, на границе раздела окисел — металл образуется слой окисей, устойчивых до 425 С. При нагреве выше этой температуры устойчива только пятиокись, поэтому внутреннее напряжение (создаваемое металлом), возникающее в окисле в ходе его превращения, приводит к растрескиванию и отслаиванию защитной пленки. [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...