Коррозия под напряжением титана и его сплавов

Большое практическое значение имеет стойкость титана и его сплавов против кавитационной коррозии, коррозии под напряжением и усталостной коррозии. Однако титан склонен к фреттинг-коррозии при работе в условиях трения, и поэтому в таких случаях надо применять специальную поверхностную обработку (например, азотирование) и специальные антифрикционные смазки и покрытия. [c.180]

Из всех известных в настоящее время материалов титан и его сплавы относятся к числу наиболее стойких к морским средам при обычных температурах. Тонкая окисная пленка, образующаяся на поверхности титановых сплавов, обеспечивает полную защиту металла от коррозии. Разрушение этой пассивной пленки происходит только в специальных условиях. Несмотря на очень высокую общую стойкость титана, все же существует несколько коррозионных проблем, связанных с его использованием в морских условиях [68] питтинговая коррозия, наблюдающаяся в щелевых условиях при недостатке кислорода и температуре морской воды выше 120 °С коррозионное растрескивание высокопрочных титановых сплавов при наличии поверхностных дефектов на металле, к которому приложено растягивающее напряжение коррозионное растрескивание в солях при нагреве выше 260 °С. Эффективными мерами борьбы с этими видами преждевременного разрушения титановых сплавов являются легирование и термообработка. [c.116]

Гальванические эффекты. Опыт применения титановых сплавов в морских условиях показывает, что их следует использовать только в тех случаях, когда могут быть оправданы затраты, связанные с более высокой по сравнению со сталью и алюминием стоимостью. Морских конструкций, выполненных целиком из титановых сплавов, пока не существует, поэтому титан всегда соседствует в конструкциях с другими металлами. При наличии электрического контакта между титаном и каким-либо металлом происходит увеличение площади поверхности катода, связанного с локальными анодами на этом втором металле. Коррозия таких металлов, как сталь и алюминий, контролируется катодными процессами, поэтому возрастание площади катодной поверхности при образовании гальванической пары с титаном способствует усилению коррозии более анодного элемента пары. Как видно из приведенного электрохимического ряда напряжений, пассивный титан является более катодным металлом по отношению практически ко всем распространенным конструкционным материалам. [c.120]

Консольная балка из титанового сплава Ti-6A1-4V предназначена для эксплуатации в химически агрессивной среде, в которой лишь титан хорошо сопротивляется коррозии. Длина консольной балки 26 дюймов, она имеет прямоугольное поперечное сечение высотой 10 дюймов и толщиной (шириной) 2 дюйма. Галтель у закрепленного конца настолько велика, что концентрацией напряжений в этом месте можно пренебречь. Балка должна выдерживать статическую нагруз- [c.84]

Титановые сплавы средней и высокой прочности при температурах выше 250 °С проявляют склонность к хрупкому разрушению под напряжением при наличии на поверхности солевого слоя. Разрушение носит преимущественно межкристаллитный характер, без следов коррозии на поверхности разрушения. Технический титан не подвержен этому виду коррозии. Выше некоторой критической температуры, характерной для каждого типа сплавов, [c.198]

Благодаря оксидной пленке, титан и его сплавы не корродируют в атмосфере, в пресной и морской воде, устойчивы против кавитационной коррозии и коррозии под напряжением, а также в кислотах органического происхождения. [c.698]

Вопрос Герцог). Распределяется ли карбид урана в этих сплавах по границам зерен В случае мягких сталей с углеродом, стабилизированным титаном, которые подвержены действию сероводорода, насыщающего 1%-ный раствор хлористого натрия, коррозия в основном носит межкристаллитный характер при напряжениях, близких к пределам упругости. Эти нарушения вызываются распределением очень мелких кристаллов карбида титана на границах между зернами. [c.250]

Титан вообще не чувствителен к коррозии под напряжением. Однако в красной дымящей азотной и в соляной кислотах при растягивающих напряжениях наблюдается растрескивание. На титан не действуют среды, которые вызывают коррозионное растрескивание сталей, медных и алюминиевых сплавов. На дугообразных образцах из нелегированного титана в дымящей азотной кислоте [c.434]

Под влиянием напряжений в металле химическая коррозия протекает чрезвычайно быстро и носит взрывной характер. Титан и некоторые сплавы его взрываются в дымящей азотной кислоте. То же наблюдается в бромистоводородной кислоте. Причиной взрывов в азотной кислоте, по-видимому, является наличие в ней NO2 и Н2О выше определенных количеств, разрушающих защитную пленку и вызывающих бурную реакцию. [c.100]

Хотя титан относится к числу химически активных металлов, он обладает высокой коррозионной стойкостью, так как на его поверхности образуется стойкая пассивирующая пленка ТЮа. Благодаря этому титан и его сплавы не корродируют в атмосфере,-пресной и морской воде, устойчивы против кавитационной коррозии и коррозии под напряжением, а также в кислотах органического происхождения. [c.221]

Титан охрупчивается под действием водорода, образующегося в результате электрохимической коррозии или поглощаемого металлом из газовой фазы. С увеличением содержания водорода в свариваемом титане возрастает склонность к образованию холодных трещин в сварных конструкциях. Разрушение в большинстве случаев зарождается вблизи сварного шва в зоне термического влияния, что связано с повышенным содержанием в ней водорода. Холодные трещины в сварных соединениях возникают спустя некоторое время после сварки, причем инкубационный период может длиться несколько месяцев [13]. Из отечественных сплавов наиболее склонны к замедленному разрушению а-сплав ВТ5-1 и псевдо-а-сплавы 0Т4 и 0Т4-1. В литературе [211] указывается, что в напряженных изделиях из титановых сплавов возможно перераспределение водорода в поле упругих напряжений. По этой и другим причинам в сварных соединениях из титана и его сплавов наблюдается образование двух пиков повышенного содержания водорода (в 2— [c.77]

Однако прочность деталей, выполненных из легированных высокопрочных сталей и других специальных материалов (титан и его сплавы, дюралюминий, твердые сплавы и т. п.), при наличии концентраторов напряжений и в случае плохого состояния поверхности деталей (риски, коррозия и т. д.) снижается в значительно большей степени, чем деталей, выполненных из углеродистых или низколегированных сталей. [c.652]

Однако следует отметить, что образцы меди и некоторых ее сплавов, смачиваемые водой, иногда лучше сопротивляются усталости, чем образцы, испытываемые на воздухе, несмотря на вероятность коррозии мокрого образца в таких условиях. Это явление наблюдалось несколькими исследователями. Объяснить его можно просто тем, что вода охлаждает образец благоприятное влияние воды наблюдается главным образом при высоких напряжениях, т. е., когда время до усталостного разрушения было бы в любом случае слишком непродолжительным, чтобы коррозия могла сильно повлиять на результаты испытания. На титане, обладающем высокой стойкостью к коррозионной усталости, наблюдается аналогичный эффект кривая, полученная при испытаниях в дистиллированной воде, лежит выше кривой, полученной при испытаниях на воздухе. Это,по-видимому, объясняется охлаждением образцов водой [4]. [c.646]

Высокую коррозионную стойкость показал титан и его сплав о алю-инием (ОТ-4). Коррозия ненапряженных образцов равномерная на напряжен-ых образцах в зоне наибольших напряжений наблюдается мелкая сыпь. Неж-ристаллитной коррозии напряженных образцов не обнаружено. Такую же кор-озионную сопротивляемость в данных условиях показал неметаллический ма-зриал АТМ-1. [c.57]

Однако во многих случаях такие проблемы больше вызваны обшей коррозией, чем коррозией под напряжением. Металлы, которые, как известно, вызывают субкритический рост трещин в титане и его сплавах, обсуждаютс.ч ниже. [c.354]

Коррозионное растрескивание аустенитных стале й на тепловых электростанциях. Аустенитные стали в условиях работы теплоэнергетических установок (котлов, парогенераторов, реакторных установок) могут подвергаться нескольким видам коррозии под напряжением. Так, нержавеющие стали этого класса, нелигированные титаном, ниобием или танталом, склонны к образованию трещин межкристаллитной коррозии. С металлографической точки зрения, этот вид коррозионного разрущения металлов и сплавов характеризуется образованием начальных трещин и ответвлений от основной трещины по границам зерен. При дальнейщем развитии коррозии этого вида, связанном с появлением концентраторов напряжений, также возможно образование транскристаллитных трещин. Кроме того, аустенитные стали, легированные титаном и ниобием и особенно нелегированные ими, в условиях работы теплоэнергетических установок тоже подвергаются межкристаллитной коррозии. Трещины межкристаллитной и кислотной коррозии под напряжением образуются на участках металла с наибольшими напряжениями и обязательно с той стороны, где волокна металла растянуты. Наиболее характерными признаками такой коррозии являются [c.340]

Возможными материалами бандажных колец могут быть титановые сплавы, применяемые для различных сборных конструкций. Использование титана, имеющего меньшую плотность, чем сталь,, дает то преимущество, что бандажное кольцо будет под меньщим напряжением. Однако титан имеет слишком низкий модуль упругости, а высокопрочные сплавы его также склонны к коррозии под напряжением, как и высокопрочные стали. Проблемы, связанные со сборными конструкциями колец, состоят почти исключительно в получении посадочных подгонок, которые обеспечивали бы стабильность бандажного кольца в процессе службы и зазор от изгиба медных обмоток. Высокопрочные конструкции могут быть получены при использовании пластмассовой замазки, связывающей полосы из аустенитной стали или угольных волокон. Кольца с малым отношением толщины к диаметру, изготовленные из армированной угольным волокном пластмассы и напряженные для длительной службы при 10 МН/м будут лучше сопротивляться кольцевым напряжениям, чем стальные. Однако свойства угольных волокон анизотропны, поэтому была разработана техника намотки, позволяющая получить некоторую прочность в продольном направлении, а это неизбежно уменьшает прочность кольца. [c.243]

Для химического аппаратостроения решающее значение имеет коррозионная стойкость сплавы титана, за исключением сплава TiMo30, содержащего 30% молибдена, уступают по стойкости нелегированному титану. Титан не подвержен сквозной коррозии в растворах хлоридов и в морской воде и, кроме того, мало чувствителен к коррозии под напряжением. Он стоек в окислительной и сильно окислительной среде (в азотной и хромовой кислотах, отбеливателях, при анодной обработке), но чувствителен к атомарному водороду. Плавиковая, щавелевая и [c.425]

Как показали исследовании (таблица), титан ВТ 1-1 и сплав 0Т4 обладают высокой коррозионной стойкость в жидких и газовых средах отделений абсорбции, дистилляции и карбонизации, а также в газе известко-вих печей. Сравнивая показатели коррозии титава, следует отметить, что парогазовая фаза дистилляции оказывает заметное воздействие ва титан. Кроме того, коррозионная стойкость титана зависит от времени воздействия данной среды. Так, длительные четырехмесячные коррозионные испытания сварных напряженных титановых образцов в теплообменнике дистилля- [c.7]

В 1955 г. Бауэр при испытании сплава Т1—6А1—4У на ползучесть обнаружил сильное растрескивание образца, на котором случайно оказался солевой отпечаток нальца. Этот образец находился под нагрузкой 42 кгс/мм при температуре 370° С. Бауэр объяснил растрескивание коррозией под напряжением, вызванной взаимодействием соли с титаном. Последующие исследования [221, 231] подтвердили предположение Бауэра. [c.195]

Примером коррозионного растрескивания с контролирующим сорбционным фактором является разрущение сварных соединений титановых сплавов при коррозии с водородной деполяризацией в кислых средах [5] (рис. 6), В этом -случае основная роль в разрушении принадлежит явлениям сорбции водорода при катодных процессах. Разрушение защитной пленки при электрохимической коррозии создает предпосылки для интенсивной адсорбции водорода титаном. Адсорбированный водород вступает в химическое взаимодействие с титаном, образуя гидридную пленку. В результате диффузии водорода через гидридную пленку в объеме металла образуются гидриды титана, которые располагаются преимущественно по границам зерен и плоскостям скольжения. Локализация электрохимического процесса способствует локализации наводороживания. Образование ги-др<идов на поверхности и прилегающей области приводит к снижению прочностных свойств поверхности, концентрации напряжений и возникновению начальных микротрещин в условиях напряженного состояния. [c.74]

Особый вид коррозии титана—солевая коррозия, проявляющаяся в том, что под действием напряжений в месте контакта соли с титановым сплавом возникают трещины, которые постепенно распространяются в глубь металла, обычно вдоль границ зерен, приводя к преждевременному разрушению. Это растрескивание наблюдается при температурах примерно от 250 до 550°С, т. е. в том температурном интервале, в котором применение титановых сплавов наиболее целесообразно. Технически чистый титан не склонен к горячесолевому растрескиванию. Склонность к солевой коррозии усиливается с повышением содержания алюминия. Резкий переход от вязкого разрушения к хрупкому происходит, когда содержание алк>миния в о-сплавах увеличивается с 4 до 6% [41]. Специальная термическая обработка, в основном закалка из а- или (а-НР)-области, может существенно повышать стойкость сплава против горячесолевого растрескивания. [c.20]

Поэтому титан (так же, как и другие антикоррозионные материалы, например тантал и цирконий) в основном используют в виде тонкого антикоррозионного слоя для футеровки стальных листов. При соединении таких биметаллических листов юзникают большие технологические трудности, связанные с осуществлением качественной сварки. Иногда футерованные титаном аппараты оказываются не более стойкими в агрессивных средах, чем, например, изготовленные из сталей с 18% Сг и 8% N1. Это связано с тем, что сварные соединения титановых сплавов чрезвычайно чувствительны к коррозии под напряжением в особенности при температурах эксплуатации более высоких, чем комнатные. [c.218]

Из перечисленных выше новых конструкционных металлов и сплавов наибольшее распространение в химическом машиностроении нащел титан. Титан обладает исключительно высокими прочностными показателями, жаростойкостью и жаропрочностью, малым удельным весом, высокой сопротивляемостью к эрозии и к усталостным напряжениям, отсутствием склонности к межкристаллитной коррозии, благоприятными технологическими свойствами и по своей коррозионной стойкости превосходит в ряде случаев высоколегированные кислотостойкие стали. Ниже приводятся основные физикомеханические свойства технически чистого титана марки ВТ1 (0,3% Fe 0,15% Si 0,05% С 0,15% Ог 0,015% Hj 0,04% N2 остальное Ti). Уд. вес 4,5 з/сж температура плавления 1725° С коэффициент линейного расширения (в интервале О—100° С) 8,2 10 теплопроводность 0,039кал см-сек-град, электропроводность по сравнению с электропроводностью меди, принятой за 100, 3,1 предел прочности 45—60 ке1мм предел текучести 25—50 кг/мм относительное удлинение — не менее 25%, относительное сужение не менее 50% твердость по Бринелю 160—200 модуль упругости 10 500—11 ООО кг/мм . [c.247]

У титана и его сплавов высокая коррозионная стойкость в атмосферных условиях, пресной и морской воде. Особенность титана и его сплавов — отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением в большинстве коррозионных сред, что объясняется их высокой способностью к пассивации по сравнению с другими металлами (более низким критическим потенциалом пассивации и более низкой плотностью критического тока пассивации). Титан и его сплавы при контакте усиливают коррозию магния, цинка, кадмия, алюминия и их сплавов в мор" скойЪоде. В атмосферных условиях, а также в речной и морской воде титан н >го сплавы не нуждаются в защите от коррозии. 18 [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...