Химические свойства титана и его коррозионная стойкость

Химические свойства титана и его коррозионная стойкость [c.357]

Свойства титана и его сплавов. Среди металлов и сплавов титан и его сплавы занимают особое положение, что объясняется наличием у них комплекса ценных физико-химических и механических свойств. К этим свойствам относятся малая плотность (4,5 г/сл ), высокая прочность при нормальной и повышенной температурах, высокая коррозионная стойкость в различных агрессивных средах н в атмосферных условиях. Уже известны титановые сплавы, которые по прочности более чем в три раза превосходят углеродистую сталь, а по коррозионным свойствам не уступают высоколегированной нержавеющей стали. Естественно, что эти сплавы — ценнейший конструкционный материал, применение которого в таких отраслях промышленности, как судостроение, энергетика, ракетно-реактивная техника, химическое машиностроение и т. п., непрерывно растет. [c.387]

Цирконий близок к титану по химическим свойствам. Однако цирконий значительно дороже титана и менее пластичен (технологичен), поэтому его коррозионная стойкость важна в тех случаях, когда можно использовать и другие его свойства (например, в атомной энергетике). Цирконий имеет хорошую стойкость в восстановительных средах (коррозионностоек в соляной кислоте любых концентраций при комнатной температуре, а до 20%-ной концентрации — также и при температуре кипения), однако в окислительных средах цирконий стоек лишь в присутствии ионов хлора. [c.52]

Сочетание высоких прочностных свойств и коррозионной стойкости обусловили широкое применение титана и его сплавов. Как конструкционный материал титан и его сплавы применяют в авиации, ракетной технике, при строительстве морских судов, в химической промышленности, при изготовлении гидрометаллургической аппаратуры, различных деталей гальванических ванн, в приборостроении и др. Поскольку титан и его сплавы жаростойки, их широко используют для изготовления деталей, подвергающихся высокотемпературному нагреванию. Листовой титан применяют для футеровки стальных аппаратов от воздействия агрессивных сред. В качестве конструкционного материала титан и его сплавы рекомендуются для работы более чем в 130 агрессивных средах. [c.66]

Особенности титана — тугоплавкость, сравнительно ма лый удельный вес (4,5 Г/см ), высокие механические свой ства и отличная коррозионная стойкость, близкая к кор розионной стойкости нержавеющей стали, а в некоторых средах даже более высокая. Титан и его сплавы имеют сравнительно низкие тепло- и электропроводность, низкий коэффициент теплового расширения и высокую жаропрочность сравнительно с алюминиевыми и магниевыми сплавами по удельной жаропрочности они превосходят в широком интервале температур легированные стали. Наряду с авиационной промышленностью и транспортом титановые сплавы применяют в судостроительной и химической промышленности благодаря их отличной коррозионной стойкости, а также в радиоэлектронике благодаря ряду физических свойств (тугоплавкости и др.). [c.111]

Химически чистый титан обладает сравнительно невысокой прочностью, но уже весьма небольшое количество примесей, которые содержит технический титан, значительно повышает его прочность. Технический титан обладает пределом прочности 50—70 кг мм при высоком относительном удлинении, равном 20—30%. Наряду с достаточно высокой прочностью и пластичностью, при малом удельном весе (4,5 г см ), ценнейшим свойством титана является его высокая коррозионная стойкость на воздухе, в воде (в том числе в морской) и в ряде кислот и щелочей. [c.295]

Легирование титана другими элементами открывает широкие возможности для улучшения его механических свойств и повышения коррозионной стойкости [134—138]. Промышленные сплавы титана разрабатывались главным образом для повышения прочностных характеристик и жаростойкости. Применение титана в химической промышленности выдвигает проблему создания сплавов на основе титана повышенной коррозионной [c.226]

Титан и его сплавы. Титан и его сплавы широко применяются во мно гих областях техники, в частности в химической аппаратуре, судостроении, авиации и ракетостроении, вследствие весьма удачного сочетания свойств высокой удельной прочности, исключительно высокой коррозионной стойкости, значительной прочности при высоких температурах. Чистый титан весьма пластичен. К числу свойств, создающих некоторые затруднения в применении титана в качестве конструкционного материала, относится низкая теплопроводность (в 13 раз меньше, чем у А1, и в 4 раза меньше, чем у Fe), нежелательная в условиях больших термических градиентов, в особенности при тепловом ударе, вследствие опасности возникновения высоких термических напряжений, и в условиях высокочастотных периодических термических колебаний этот недостаток отчасти компенсируется малостью коэффициента термического расширения. Титан имеет низкий, по сравнению со сталью, модуль продольной упругости, затрудняющий получение жестких и вместе с тем легких конструкций, несмотря на высокую удельную прочность. [c.323]

Титан и его сплавы благодаря высоким физикохимическим свойствам все больше применяют в качестве конструкционного материала для авиационной и ракетной техники, химического машиностроения, приборостроения, судо- и машиностроения, в пищевой и других отраслях промышленности. Титан почти в два раза легче стали, его плотность 4,5 г/см , он обладает высокими механическими свойствами, коррозионной стойкостью при нормальных и высоких температурах и во многих активных средах, теплопроводность титана почти в четыре раза меньше теплопроводности железа. Технический титан и его сплавы имеют легирующие добавки, повышающие прочность Сп до 1000—1500 МПа. Сварка титана затруднена его способностью активно взаимодействовать с газами [c.235]

Важнейшим химическим свойством титана является его превосходная коррозионная стойкость в различных условиях. Как и в случае нержавеющей стали или алюминия, эту особенность титана можно объяснить образованием на его поверхности пассивирующей окисной пленки, благодаря чему титан устойчив против воздегктвня большинства окислительных сред. Окиспая пленка обладает защитными свойствами только при умеренном нагреве, поскольку при температурах до 249° титан окисляется очень медленно, а при дальнейшем повышении температуры скорость его окисления возрастает. Кроме того, титан взаимодействует с азотом, но при несколько более высокой температуре, чем с кислородом. [c.764]

Титан обладает тремя основными преимуш,ествами по сравнению с другими техническими металлами малым удельным весом (4,5 Г1см ), высокими механическими свойствами (предел прочности 50—60 кГ1мм у технического титана и 80—140 кГ/мм у сплавов на его основе) и отличной коррозионной стойкостью, подобной стойкости нержавеющей стали, а в некоторых средах и выше. Сочетание малого удельного веса с высокой прочностью, обеспечивающее наибольшую удельную прочность (т. е. прочность на единицу веса), делает титан особенно перспективным материалом для авиационной промышленности, а коррозионная стойкость — в судостроении и в химической промышленности. Для современной высокоскоростной авиации особенно ценным свойством титановых сплавов является также их высокая жаропрочность сравнительно с алюминиевыми и магниевыми сплавами. Титановые сплавы по абсолютной и тем более по удельной прочности превосходят магниевые, алюминиевые сплавы и легированные стали в довольно широком температурном интервале. [c.356]

Сплавы на основе титана, изготовляемые промышленностью обладают высокими механическими свойствами по сравнению с нелегированным титаном, но в ряде случаев имеют пониженнз ю коррозионную стойкость. Проблеме создания коррозионностойких сплавов на основе титана уделяется большое внимание. Установлено, что подходящим легированием можно повышать химическую стойкость титана. Нарщено, в частности, что легирование титана молибденом, танталом, цирконием, медью, палладием, платиной, иридием и др. повышает его коррозионную стойкость [1—5]. [c.173]

Сочетание высоких прочностных свойств и коррозионной стойкости обусловили широкое применение титана и его сплавов. Как конструкционный материал титан и его сплавы применяются в авиации, ракетной технике, при строительстве морских судов, в химической промышленности, при изготовлении гидрометаллургическон ап- [c.72]

Металлургические особенности сварки титана и его сп.тавов. Титан и его сплавы среди конструкционных ме-таллов занимают особое положение благодаря малой плотности (4,5 г/см ), тугоплавкое и. высокой прочности при нормальной и повышенной температурах, отличной коррозионной стойкости в атмосферных условиях и во многих агрессивных средах. Некоторые титановые сплавы по прочности более чем в 3 раза превосходят углероди-с ую сталь, а по коррозионным свойствам не уступают высоколегированной коррозиоиио-стойкон стали. Титан и особенно его сплавы обладают значительно большей удельной прочностью, чем конструкционные стали, алюминиевые и магниевые сплавы. Поэтому титан и его сплавы являются ценнепшнм конструкционным материалом в судостроении, энергетике, ракетно-реактивной технике, химическом машнностроенни и других отраслях промышленности. [c.405]

Титан и его сплавы имеют высокую прочность, хорошие технологические свойства и повышенную коррозионную стойкость. Темпы роста производства титана выше, чем других конструкционных металлов. Титан используют в химической, гидрометаллургической, пищевой про-мыленности, цветной металлургии и других отраслях [105 с. 25. 132—134]. Применение титана может быть экономически оправдано при использовании в природных коррозионных средах, особенно в морской воде (в подводных лодках глубокого погружения, опреснительных установках и т. д.). Коррозионная стойкость титана и его сплавов достаточно полно освещена в работах [39, 1Э5—137]. Катоднолегированные сплавы на основе титана рассмотрены в гл. IV. Здесь кратко суммируются данные, связанные с природой коррозионной стойкости титана особенностями электрохимического и коррозионного поведения титана и его сплавов. Окислы на титане возникают при окислении на воздухе, анодном окислении, а также при самопассивации его не только в сильноокислительных, но и в нейтральных и слабокислых растворах. Пассивация титана в электролитах происходит только в. присутствии воды, что указывает на участие в образовании защитных окисных слоев кислорода воды, а не молекулярного кислорода, растворенного в электролитах [39]. Особенностью титана является также его большое сродство к водороду. Гидрид на поверхности титана был обнаружен после коррозии его в растворах серной и соляной кислот, а также при растворении титана в плавиковой кислоте. [c.224]

Замечательное сочетание свойств, которыми обладает титан (высокая прочность, небольшой удельный вес, тугоплавкость и высокая коррозионная стойкость), а также доступность сырья привлекают к нему внимание научны.х и инженерно-те.хнически. работников. Потребность в легком и прочном, химически стойком и жаропрочном материале возникла в связи с развитием новых отраслей химической промышленности. Имеюш,иеся конструкционные материалы уже не удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям высокой жаропрочности и коррозионной стойкости. Титан, обладая высокой температурой плавления (1725°), по жаропрочности должен приближаться к другим тугоплавким металлам, между тем при 500° наблюдается явление ползучести по удельному весу (4,5 г/сж ) он располагается между легкими металлами и металлами типа железа и никеля. По коррозионной стойкости во многих средах титан превосходит нержавеющие стали. Таким образом, для титана и его сплавов характерны высокая коррозионная стойкость и прочность при малом удельном весе. [c.9]

Титан получил широкое распространение благодаря своим особым свойствам малой плотности (4,5 г/см ), высокой температуре плавления (1665°С), высокой коррозионной стойкости во многих агрессивных средах, высокой прочности. Высокое электрическое сопротивление и низкая теплопроводность создают условия, при которых для сварки титана затрачивается значительно меньше электроэнергии, чем при сварке алюминия и даже стали. Кроме того, титан маломагнитен, и поэтому значительно снижается влияние магнитного дутья. Основной трудностью сварки титана и его сплавов является большая химическая активность титана при высоких температурах в отношении кислорода, азота и водорода. Поэтому для получения качественных соединений при сварке необходима хорошая защита от взаимодействия с атмосферой не только сварочной ванны, но и всей зоны металла, нагретого свыше 500°С. [c.294]

Модификация таких покрытий различными компонентами позволяет улучшить технологические и эксплуатационные свойства. Например, хорошие эксплуатационные характеристики для защиты от коррозии труб и водоводов показало покрытие на основе бакелитового и эпоксидного лака с добавлением титанового порошка и уротропина. Преимущество покрытия - его способность к самоотверждению. Введение уротропина - активатора сушки, обладающего ингибирующим действием, обеспечивает снижение времени сушки изделия с покрытием и увеличивает коррозионно-защитные свойства покрытия. В качестве наполнителя применяют сферический порошок титана с химической активностью 88—90 %. Введение порошка титана увеличивает коррозионную стойкость покрытия. [c.131]

Титан — один из наиболее распространенных металлов его содержание в земной коре составляет 0,1% [48]. По коррозионной стойкости титан значительно уступает самому стойкому из тугоплавких металлов — Та, но тем не менее в большинстве агрессивных сред Ti более стоек, чем лучшие нержавеющее стали. Сочетание таких свойств, как высокая прочность, небольшая плотность, пластичность, высокая температура плавления и главное относительно невысокая стоимость и доступность, способствовали широкому внедрению этого металла в химическое аппаратостроение [49]. В отличие от тугоплавких металлов (за исключением Та), коррозионная стойкость которых была рассмотрена выше, Ti стоек в окислительных средах, в том числе и в HNO3. Титан уступает многим тугоплавким металлам (Nb, Мо, W) по стойкости в восстановительных средах, однако небольшие добавки палладия (0,1 ат.%) повышают стойкость титана и в этих [c.51]

Чистый титан имеет две модификации. До температуры 882,5°С он существует в виде а-титана с гексагональной решеткой, а выше температуры полиморфного превращения — в виде 0-титана с объемно-центрированной кубической решеткой. Как конструкционньгй материал титан в чистом виде, ввиду низкой прочности, почти не применяется. Титан обычно легируют различными а-ста6илиэирующими (А1, Ga, La, Се. N, С, О) и -стабилизирующими (Н, Nb, V, Мо, Сг, Fe, Со, Ni, Hf, Zr и др.) элементами, существенно изменяющими его структуру и свойства [ 135]. Высокая коррозионная стойкость титановых сплавов обеспечивается благодаря образованию на поверхности плотных химически мало активных оксидных пленок. Титановые сплавы стойки к сплошной и точечной коррозии в сероводородсодержащих средах, морской воде, углекислом и сернокислом газах и других средах. С помощью подбора легирующих элементов и режимов термической обработки сплавов удается достичь = 1500 МПа и более, что обеспечивает титановым сплавам наивысшую удельную прочность среди конструкционных металлических материалов. [c.70]

Чистейший, так называемый иодидный титан, получаемый термическим разложением тетраиодида титана в вакууме, очень пластичен и имеет сравнительно невысокую прочность. Его применяют, главным образом, для исследовательских целей. Содержание даже незначительных примесей в технически чистом титане (0,03—0,15 % кислорода, 0,01—0,04% N, 0,02—0,15% Fe, 0,01—0,05% Si, 0,01—0,03 % С) заметно повышает его прочностные свойства. Поэтому не только сплавы титана, но и иепо средственно технически чистый титан (ВТ1—О и ВТ1—00) широко применяют, например в химической промышленности, в частности, в теплообменной аппаратуре. Однако разнообразие запросов техники, в начале главным образом из необходимости иметь возможно широкий спектр механических свойств и технологических обработок, а также в целях возможного повышения коррозионной стойкости металлического материала, стимулировали создание многочисленных титановых сплавов с разнообразными физико-химическими и технологическими свойствами [2, 200]. [c.243]

Таким образом, титан, легированный катодными добавками, а также некоторые сплавы титана, модифицированные Pd или Pt, обладают довольно редким и ценным свойством как конструкционный металлический материал для химической про мышленности, а именно, одно1временной коррозионной стойкости как в окислительных, так и в неокислительных кислых средах. Установлена также повышенная стойкость титана и некоторых его снлавов, модифицированных палладием, по сравнению с теми же сплавами без палладия в условиях щелевой, питтинго Вой коррозии и растрескивающей коррозии [76, 77]. [c.51]

Цирконий по своим свойствам близок к титану, и технология его получения аналогична технологии получения титана (метод Кролля) [60]. Склонность циркония к поглощению азота и кислорода затрудняет процесс его получения, а поглощение им водорода ограничивает сферу его применения. В результате поглощения газов механические свойства циркония, а также его стойкость в воде высокой чистоты под давлением ухудшаются. Цирконий отличается чрезвычайно высокой пластичностью и коррозионной стойкостью. Он применяется в химической промышленности сплав циркалой используется для защитных оболочек в атомных энергетических установках (учитывается его стойкость в воде под давлением, высокая жаропрочность, а также малое эффективное сече-, ние захвата нейтронов) [61]. Цирконий можно сваривать в атмосфере инертных газов. [c.444]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...