钛-酸的腐蚀

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钛金属于1950年首次商业化。从那时起，耐腐蚀成为了选择它作为工程结构材料的关键考虑因素。钛在许多介质中已被广泛接受，其工程性能和耐腐蚀性能为腐蚀和设计工程师提供了可靠和经济的材料。

本文研究了酸对工业纯钛和接近工业纯钛等级（表1）的侵蚀和腐蚀作用。

表1。工业中常用的钛合金.来源：Timet

ASTM等级	爹妈数量	极限抗拉强度 强度（最小）psi	屈服强度(分钟) 0.2%偏移-磅/平方英寸	名义组成
1	R50250	35000	25000	C.P.钛*
2	R50400	50000	40000	C.P.钛*
3.	R50550	65000	55000	C.P.钛*
4	R50700	80000	70000	C.P.钛*
5	R56400	130000	120000	6%铝，4%钒
7	R52400	50000	40000	二年级+ 0.15% Pd
9	R56320	90000	70000	3%铝，2.5%钒
11	R52250	35000	25000	1级+0.15%局部放电
12	R53400	70000	50000	0.3% Mo, 0.8% Ni
16	R52402	50000	40000	2级+0.05%Pd
17	R52252	35000	25000	1级+ 0.05% Pd
18	R56322	90000	70000	9级+0.05%Pd

*商业纯钛

氧化性酸

钛在很宽的温度和浓度范围内具有很高的抗氧化性。这类标准酸包括硝酸、高氯酸、铬酸和次氯酸(湿氯)₂)酸。这些氧化化合物保证了氧化膜的稳定性。在极端氧化、高温条件下，可以检测到持续表面氧化的低但有限的腐蚀速率。

钛被广泛用于处理硝酸，不锈钢必须具有一致的抗晶间腐蚀性。钛在亚沸腾温度下的整个浓度范围内具有优异的抗腐蚀性。

然而，在高温下，钛的耐腐蚀性更多地取决于硝酸的纯度。在高温、高纯度溶液或硝酸蒸汽冷凝液中，相当大的正常腐蚀（和滴流酸冷凝液侵蚀）可能发生在20-70 wt%范围内。对于中等高温条件，纯度较高的非合金钛（即1级）有利于抑制焊接件的快速腐蚀。

相比之下，不同的金属种类，如Ti、Si、Fe、Cr或其他贵金属离子(即Ru、Pt)，在非常少量的情况下，倾向于抑制钛在硝酸溶液中的高温腐蚀。在高温金属污染的硝酸介质中，钛通常表现出优于不锈钢合金的性能_3.O₈复苏。

钛自身的腐蚀产物，钛^4＋是一种非常有效的抑制剂。这在循环硝酸工艺流程中特别有用，例如汽提再沸器循环，通过保持溶解Ti的稳定水平，可以实现有效的缓蚀^4＋．

钛也提供更好的抗硝酸蒸气。然而，由于存在自燃反应的风险，不建议在红色发烟硝酸中使用钛。

红色发烟硝酸

一般来说，在很宽的温度和浓度范围内，钛对硝酸具有优异的耐腐蚀性，但决不应与发烟红色硝酸一起使用。会形成自燃反应产物，造成严重事故。

对这些事故的分析表明，在发生自燃反应之前，钛总是受到快速的腐蚀。这种腐蚀，即晶间腐蚀，导致金属钛微粒在表面残留。欧洲杯猜球平台这些高度自燃的粒子在强氧化剂(如发烟硝酸)的存在下欧洲杯猜球平台会爆炸。

经测定，溶液含水量应在1.34%以下，NO₂含量超过6%时，会发生自燃反应。

铬酸

虽然铬酸的数据不如硝酸的数据全面，但钛对铬酸的耐腐蚀性能似乎与硝酸的耐腐蚀性能相当相似。

还原酸

钛提供适度的抗还原酸，如硫酸，盐酸(HCl)，和磷酸。随着温度和酸浓度的增加，腐蚀速率增加。7级合金对这些环境具有良好的抗性，其次是12级纯钛和5级。

盐酸

Iso腐蚀数据显示，2级合金在室温下对7%左右的HCl、12%至9%左右的HCl和7%至27%左右的HCl具有有效的耐腐蚀性。在接近沸点的温度下，这种阻力会显著降低。溶液中少量的多价金属离子（如铁离子）可以有效地防止钛在盐酸中的腐蚀。在存在足够的铁离子的情况下，2、7和12级具有类似的耐腐蚀性。

其他金属离子如镍^２＋，铜^２＋，Ti^4＋,莫^{6 +}还可以钝化钛以防止HCl的侵蚀。氧化剂如次氯酸钠、硝酸、氯或铬酸盐离子也已被证明是有效的抑制剂。这些试剂已使钛成功地应用于许多盐酸应用。

使用纯盐酸或含胺酸的清洗技术对钛设备造成了严重的腐蚀损伤。2020欧洲杯下注官网如果用硫酸或盐酸清洗钛表面，必须加入足够的氯化铁，才能有效防止钛的腐蚀。

硫酸

在低温下，钛能抵抗纯硫酸稀溶液的腐蚀。纯钛耐浓度约20%的硫酸在32°F(0°C)。在室温下酸的含量降至5%左右。7级合金在室温下耐大约45%的酸。在沸腾的硫酸中，未合金钛在低至0.5%的硫酸溶液中表现出高的腐蚀率。

12级合金对约1%的沸酸具有有效的抗蚀性。7级合金在沸腾的硫酸中具有有效的抗浓度约为7%。5级合金的电阻略小于非合金钛。

硫酸中存在一些氧化剂或多价金属离子可防止钛的腐蚀，其方式类似于盐酸。例如，铁离子和铜离子可防止非合金钛在20%硫酸中的腐蚀。氧化剂如铬酸、硝酸和氯也是有效的抑制剂。

磷酸

纯钛对常温下浓度达30%的天然掺气磷酸溶液具有抗性。这种电阻在140°F(60°C)和212°F(100°C)时延伸到大约10%的纯酸和2%的酸。

沸腾的溶液大大加快了腐蚀速度。7级合金提供了大大增强的抵抗力。室温下，140°F（60°C），和沸腾温度，7级合金可分别承受约80%、15%和6%的纯磷酸浓度。与非合金钛相比，12级合金对磷酸的耐受性稍好，但不如7级合金。

多价金属离子的存在，如铜离子或铁离子，或氧化物质的存在，可以防止钛在磷酸中的腐蚀。

氢氟酸

钛在氢氟酸存在下即使在非常稀的浓度下也会发生快速腐蚀。因此，不建议与氢氟酸溶液或pH值小于7的含氟溶液一起使用。某些络合金属离子（例如，Cr⁺⁶,艾尔。⁺³)可有效防止稀释氟化物溶液中的腐蚀。

亚硫酸

在亚硫酸中观察到低腐蚀速率:在室温浓度为6%的情况下，0.02毫米英寸/年(mpy)(0.0005毫米/年)。在212°F(100°C)的亚硫酸(6%二氧化硫含量)中，样品的腐蚀速率为0.04 mpy (0.001 mm/年)。

其他无机酸

钛具有优异的抗其他各种无机酸的腐蚀能力。它不受煮沸10%的硼酸或氢化物溶液的太大影响。在室温下，暴露于40%的氢溴酸和50%的氢酸溶液中，腐蚀率很低。

混合酸

在硫酸或盐酸中加入硝酸可大大降低腐蚀速率。一般来说，钛能抵抗王水(3份HCl和1份HNO)的腐蚀_3.)。2级、7级和12级合金在沸腾王水中表现出良好的腐蚀速率。在混合酸中，腐蚀速率通常随还原酸组分浓度或温度的增加而增加。