鈦的吸氫和氫脆是鈦制設備腐蝕破壞的重要原因,即使上述的腐蝕形態(tài)中也難以完全排除氫的影響。鈦是一個(gè)活性很強的金屬,非常容易吸氫,當氫含量達到 80~150mg/kg 時(shí),利用金相顯微鏡就可以觀(guān)察到針狀氫化物相析出。隨著(zhù)氫含量進(jìn)一步提高,氫化物的數量增加,體積增大。鈦的吸氫形成氫化物導致腐蝕破壞的情況大致有如下幾種情況?! 、偃绻麣涞臄U散速度較慢,氫化物主要集中在鈦表面,則表面氫化物發(fā)生脆性剝落從
點(diǎn)蝕是鈍化型金屬所特有的一種腐蝕形式。鈦的抗點(diǎn)蝕性能與不銹鋼或鋁合金相比較,是十分優(yōu)秀的。由于鈦在高溫濃氯化物溶液中應用日益增加,鈦制設備的點(diǎn)蝕事例逐漸增多。電解鋅中的鈦制陽(yáng)極籃,氯化鋅溶液中加熱的鈦制盤(pán)管,175℃、72%氯化鈣溶液的鈦制球閥都發(fā)生過(guò)點(diǎn)蝕破壞的事例。一般而論,鈦的點(diǎn)蝕比縫隙腐蝕更加困難,縫隙腐蝕通常是以縫隙面上的點(diǎn)蝕形式出現的?! ‰娀瘜W(xué)技術(shù)可以測定金屬的點(diǎn)蝕電位,從而比較金
縫隙腐蝕是在緊密的隙間位置發(fā)生的局部腐蝕現象,隙間可以是結構產(chǎn)生的(如法蘭連接面或墊片面、管與管板脹接處以及螺栓或鉚釘的連接面等),也可以是結垢或沉積物與其下的覆蓋面引起的。早期認為鈦在海水、鹽霧中根本不發(fā)生縫隙腐蝕,后來(lái)在高溫氯化物介質(zhì)中(如海水熱交換器),濕氯氣中(如濕氯氣列管式冷凝器),氧化劑緩蝕的鹽酸溶液,甲酸和草酸溶液等介質(zhì)中,都相繼發(fā).生設備的縫隙腐蝕破壞?! ♀伒目p隙腐蝕與環(huán)境溫
鈦在二氧化硫和硫化氫氣氛中是耐腐蝕的(見(jiàn)表 2-12)。在硫化氫氣體或硫化氫溶液中未發(fā)現腐蝕、吸氫或應力腐蝕開(kāi)裂的問(wèn)題。溫度高達260℃的硫化氫環(huán)境中,沒(méi)有呈現鈦的全面腐蝕和點(diǎn)蝕跡象。與鐵形成電偶(包括鐵污染)時(shí)硫化氫可能促進(jìn)鈦的吸氫作用,應該引起充分注意。
鈦與538℃以上的純氮反應生成金黃色的氮化鈦膜,溫度高于816℃由于氮化鈦的擴散引起鈦的變脆?! ♀佋谑覝夭槐粺o(wú)水的液體氨腐蝕,在40℃的腐蝕速度也極低,另外也不受氨氣氛的影響。但是氨氣在150℃以上分解,生成氫和氮,此時(shí)存在氫脆的可能性。實(shí)驗已經(jīng)表明220℃以上的氨氣氛中鈦表面形成氫化物剝落,腐蝕速度達到 11.2mm/a。
鈦在371℃以下可以抵抗空氣的熱氧化,表面生成淺黃色氧化膜。當溫度升到426℃,隨著(zhù)熱氧化膜厚度的增加,表面變成藍色。溫度繼續上升到426℃以上,隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)生成很厚的氧化膜。當溫度達到649℃以上之后,鈦不再具有抗氧化能力,由于吸收大量的氧引起鈦材的發(fā)脆?! ♀伩梢阅褪芨鞣N大氣的腐蝕,在海洋大氣中暴露24年,其平均腐蝕速度可以忽略不計。但是在高氧含量的氣氛中,應該密切注意著(zhù)火和燃燒的可能。