Титан в химических средах

Такие металлы, как титан, тантал, молибден, цирконий,, ниобий и другие, а также ряд нитридов, карбидов, силицидов тугоплавких металлов нашли применение в некоторых отраслях промышленности. Эти металлы и их сплавы обладают ценными физическими и химическими свойствами и значительной коррозионной устойчивостью в сильноагрессивных средах, которая в некоторых случаях превосходит устойчивость нержавеющих сталей, платины, золота и серебра. [c.149]

Основное содержание справочника составляют таблицы коррозионной стойкости. В первой графе таблиц приводится наименование материала, процентный состав его (по массе) и марка отечественного материала, близкого к нему по составу (указывается в скобках). Если материал выпускается промышленностью, то указывается только его марка, а состав определяется соответствующими ГОСТами. Условия предварительной термической или механической обработки материалов, если они известны, указываются в примечании или рядом с маркой материала. Материалы располагаются в следующем порядке. Вначале идут металлические материалы, которые начинаются с железа и железных сплавов как наиболее широко применяющиеся в практике. Затем следуют в алфавитном порядке наиболее распространенные металлы и сплавы алюминий и его сплавы, магний и его сплавы, медь и ее сплавы, никель и никелевые сплавы, титан и титановые сплавы. После этого в алфавитном порядке размещаются другие металлы и их сплавы. В последней части таблиц приводится химическая стойкость неметаллических материалов (по алфавиту). Скорость коррозии металлов и сплавов характеризуется потерей массы ( , г/м .ч) или глубинным показателем коррозии (/г , мм/год). Длительность коррозионных испытаний приводится в примечаниях или в отдельном столбце таблицы. Продолжительность испытания оказывает влияние на скорость коррозии (в частности, на среднюю скорость коррозии). Как правило, при более длительных испытаниях средняя скорость коррозии становится меньше. Большое влияние на скорость коррозии могут оказать перемешивание среды и примеси. В таблицах, по возможности, отмечены эти особенности. [c.4]

Металлический титан плавится при 1665 °С плотность его равна 4,505 г/см . Титан — довольно активный металл стандартный электродный потенциал системы Ti Ti равен —1,63 В. Однако благодаря образованию на поверхности металла плотной защитной пленки титан обладает исключительно высокой стойкостью против коррозии, превышающей стойкость нержавеющей стали. Он не окисляется на воздухе, в морской воде и не изменяется в ряде агрессивных химических сред, в частности в разбавленной и концентрированной азотной кислоте и даже в царской водке. [c.505]

Молибден в хромоникелевой стали увеличивает химическую стойкость стали в агрессивных средах, снижает склонность к межкристаллитной коррозии, но не устраняет ее полностью. В связи с этим помимо молибдена в сталь вводят титан. [c.204]

Химический сосгав твердых горючих веществ очень разнообразен. Большинство из них относится к классу органических веществ, состоящих в основном из углерода, водорода, кислорода и азота. В состав многих органических веществ входят также хлор, фтор, кремний и другие химические элементы.Значительно меньше твердых горючих веществ относится к классу неорганических веществ. Среди них металлы (калий, натрий, магний, алюминий, титан и др.), металлоиды (сера, фосфор, кремний), а также их соединения. [c.186]

Серная кислота одна из наиболее широко применяющихся в промышленности химических, сред. Коррозионная стойкость титана в растворах серной кислоты невысокая, поэтому без антикоррозионной защиты титан не люжет применяться как конструкционный материал в условиях воздействия серной кислоты. [c.151]

Химические среды. Многочисленные данные позволяют предположить, что в водных средах, содержащих окислительные агенты, действие которых объединяется, возможно, с действием ионов гидроксила, на поверхности титана возникают пассивные пленки. Титан, например, очень стоек к коррозии в азотной кислоте как при комнатной температуре, так и при температуре кипения. В кислотах, обычно выделяющих водород при реакции с металлами (таких как серная и соляная), скорость коррозии титана значительна, но добавка небольших количеств окислительных реагентов и здесь приводит к образованию пассивных пленок. Этим объясняется стойкость титана к коррозии в смесях сильных серной и азотной или соляной и азотной кислот, а также в сильной соляной кислоте, содержащей свободный хлор, и даже в серной и соляной кислотах, содержащих небольшие количества катионов, способных, подобно катионам трехвалентного железа и двухвалентной меди, вызывать окислительную реакцию [9, 10]. [c.188]

В некоторых областях применения, связанных с химическими средами, на поведение титана могут оказывать влияние примеси железа. Например, если содержание железа в титане превышает некоторый критический уровень, то в азотной кислоте определенных концентраций и в двуокиси хлора может происходить преимущественная коррозия сварных швов. Такая коррозия встречается лишь в нескольких специфических средах, но если такая опасность существует, то рекомендуется использовать титан с содержанием железа менее 0,05%. [c.194]

Так как титан является термодинамически неустойчивым металлом, то его высокая коррозионная устойчивость в ряде химических сред должна быть вызвана его пассивным состоянием, что, в свою очередь, наиболее вероятно объясняется образованием на поверхности титана защитных пленок. Пассивное состояние металла можно считать устойчивым только в том случае, если оно самопроизвольно возобновляется, например, после внешнего механического разрушения защитной пленки. [c.102]

Гегнером и Вильсоном [55] непосредственно в производственных условиях было проведено исследование коррозионной стойкости титана и некоторых других металлов в химических средах, часто встречающихся в технологических процессах заводов хлорнощелочной группы. Химический состав исследованных сплавов приведен в табл. 17 титан, цирконий, тантал и алюминий были технической чистоты. Испытания проводились непосредственно в химических аппаратах, сосудах, трубах и на другом оборудовании. Результаты испытаний приведены в табл. 18 и 19 (ввиду того, что они взяты из одной работы, номера испытаний идут на этих таблицах последовательно). [c.32]

Широкое применение платиновые металлы и сплавы нашли как коррозионно-стойкие материалы. Добавка 10% иридия к платине повышает ее химическую стойкость и твердость втрое. Такие сплавы обладают исключительной коррозионной стойкостью, из них делают жаростойкие тигли, выдерживающие сильный нагрев в агрессивных средах, в них выращивают кристаллы для лазерной техники. Эти сплавы применяют также для изготовления хирургических инструментов и эталонов. Малые добавки иридия к титану и хрому резко повышают стойкость их к действию кислот. [c.410]

Химические свойства. Титан, цирконий и гафний представляют очень большой интерес в связи С тем, что их восстановительная активность весьма сильно зависит от температуры. При обычных температурах титан, цирконий и гафний имеют чрезвычайно низкую восстановительную активность и обладают высокой коррозионной устойчивостью в большинстве агрессивных сред. С повышением температуры восстановительная активность металлов растет и у титана при температуре его плавления является одной из самых высоких среди металлов. [c.79]

По химическим признакам среди металлов выделяют активные (ЩМ, ЩЗМ, РЗЭ) и инертные, или благородные (ПМ, титан и др.). Важной является классификация по способу получения металлы бывают самородными или входят в состав руд, где они находятся в окисленном состоянии. Восстановление из руд ведут металлотермическим способом, используя активные металлы (натрий, кальций, магний и др.), углерод, водород, приемы порошковой металлургии, электролиз растворов или расплавов и т. д. [c.255]

Однако в некоторых средах титан обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем тугоплавкие металлы (кроме Та). Это окислительные среды, в особенности щелочные растворы [50], растворы хлоридов и другие среды, содержащие хлор. Впрочем, полная нечувствительность к коррозионному воздействию относительно слабых в химическом отношении сред (например, морской воды, промышленных атмосфер и др.) и хорошие технологические свойства Т1 обеспечили возможность широкого применения этого металла в различных отраслях промышленности, в том числе и при создании архитектурных сооружений, памятников и тд. Отсутствие необходимости защиты от коррозии (например, окраски) создает значительные преимущества при эксплуатации сооружений, в которых использован титан. [c.52]

На определенном расстоянии по обе стороны сварного шва находятся области, нагревающиеся до критических температур. Здесь по границам зерен пересыщенного аустенита выделяются карбиды, богатые хромом. В результате того что устойчивость по границам зерен уменьшается, в агрессивных средах идет межкристаллитная коррозия. Образование карбидов зависит не только от температуры, но и от продолжительности ее воздействия. Влияние этих факторов определяется химическим составом основного материала и его структурой. Для сварки непригодны стали, при нагревании которых в области критических температур по границам зерен образуется карбид хрома. Поэтому для изготовления сварных конструкций широко применяются стали, стабилизованные титаном, ниобием или танталом, а также стали с низким содержанием углерода, при сварке которых не выделяются карбиды. В большинстве случаев их использования межкристаллитная коррозия в зонах, расположенных на определенном расстоянии от сварного шва, не наблюдается. [c.100]

Титан и его сплавы благодаря высокой коррозионной стойкости в большинстве агрессивных сред все больше вытесняют традиционные стали и сплавы в различных отраслях промышленности и прежде всего в химической, нефтяной, металлургической, пищевой и транспортном машиностроении. [c.70]

Алкилбериллий, содержащий металл с наименьшим ионным радиусом, в присутствии треххлористого титана дает самый высокий выход изотактического полипропилена при больших скоростях реакции полимеризации. На степень изотактичности и скорость реакции оказывают влияние также стерические и химические свойства заместителей металлорганического соединения. При полимеризации пропилена в присутствии триметилалюминия образуется полимер с большим содержанием атактической фракции, чем при применении триэтилалюминия. Стереоспецпфичность, однако, падает и при высших алкилах. Если один алкил алюминия заменить на галоген, то скорость реакции снижается в ряд Р>С1>Вг>1 в том же порядке увеличивается молекулярный вес. Натта [28] в результате проведенных опытов по полимеризации п"ропилена с треххлористым титаном в среде толуола пришел к заключению, что стереорегулярность падает в ряду [c.40]

С точки зрения термодинамики титан является очень неустойчивым металлом (его нормальный потенциал равен —1,63 в), а высокая коррозионная устойчивость титана в большинстве химических сред объясняется образованием на его поверхности заш,итных окисных пленок, исключаюш их непосредственный контакт металла с электролитом. Вследствие этого было интересно исследовать электрохимическое и коррозионное поведение титана в условиях поляризации его переменным током различной частоты, когда в катодный полупериод тока может происходить частичное или полное разрушение пассивного состояния, а в анодный полупериод — его возникновение. Подобные исследования кроме чисто научного интереса представляют, несомненно, и определенную практическую ценность, поскольку титан и его сплавы начинают все шире внедряться в технику как новый конструкционный материал с особыми свойствами и разносторонняя характеристика его коррозионных свойств в различных условиях становится необходимой. Помимо этого, можно полагать, что изучение электрохимических и коррозионных процессов путем наложения на исследуемый электрод переменного тока различной частоты и амплитуды при дальнейшем совершенствовании может явиться наиболее подходяш,им методом для исследования скоростей электродных процессов, а следовательно, и методом изучения механизма электрохимической коррозии и пассивности металлов. Цель настояш,ей работы — выяснение основных факторов, определяющих скорость коррозии титана под действием переменного тока, а также установление механизма образования и разрушения пассивирующих слоев, возникающих на поверхности титана [c.83]

В табл. 5.1 приведены результаты исследования возможности контактирования некоторых металлов с титаном в средах, где титан коррозионностоек и рекомендуется в качестве конструкционного материала для химического оборудования. Контактную коррозию исследовали при соотношениях поверхностей металлов и титана I 2 и 1 10. Такие металлы как медь, латунь Л062 оказались непригодными для контакта с титаном [461]. [c.180]

Дихлорхромотроповая кислота, предложенная в качестве реагента на титан(1У) В. И. Кузнецовым и Н. Н. Басаргиным [ЖАХ, 16, 573 (1961)], превосходит хромотроповую кислоту по устойчивости в водных растворах и избирательности реакции [Басаргин Н. Н. и др.. Зав. лаб., 28, 1311 (1962)], взаимодействует с титаном в среде 0,01—0,1 н. соляной или серной кислоты (8=11 200), обеспечивая точные воспроизводимые результаты в анализе пород и минералов при навеске образца 5—20 мг [Классова Н. С., Леонова Л. Л., ЖАХ, 19, 131 (1964) Нестеренко Г. В., Альмухамедов А. И., Геохимия, 8, 972 (1966)]. 2,7-Дихлорхромотроповая кислота введена в ассортимент органических реагентов на титан и выпускается промышленностью химических реактивов.— Прим. ред. [c.420]

Титан. Он находит все большее применение в химическом машипостроеиии. По прочности он немного уступает стали, а удельный вес его почти в два раза меньше. Титан стоек к азотной к 1слоте любых концентраций, в разбавленной серной кислоте, в атмосфере влажного хлора и многих других корродирующих средах. Титан куется, штампуется и сваривается (за исключением отдельных его марок) и хорошо поддается механической обработке, что позволяет изготовлять из него самое разнообразное оборудование емкостные, колонные и теплообменные аппараты, фильтры, центрифуги, насосы, трубопроводную арматуру и др. [c.21]

Конструкционный материал химического реактора в миого-продуктовых системах выбирают иа осиоис его коррозионных свойств, реакционных сред д, 1я всех процессов, которые предполагается осуществлять в реакторе. В качестве коиструкцпоп-ных материалов наиболее часто применяют углеродистую сталь нержавеющую сталь Х18Н10Т сталь с эмалевым кислотостойким покрытием сталь, футерованную керамической плиткой титан иногда пластические массы, кислого- и щелочестойкую керамику. В производствах продуктов, в которых лимитируется срдерн апие примесей и требуется высокая чистота продукта (высокочистые вещества, синтетические лекарственные средства), распространены также аппараты пз химически и термически стойкого стекла. [c.22]

Несмотря на все большее расширение применения алюминиевых сплавов для морских сооружений, все же остается актуальной проблема изыскания конструкционных материалов, физико-химические свойства которых отвечали бы требованиям, предъявляемым нефтегазопромысловым сооружениям при эксплуатации в открытом море. Наиболее перспективный материал для этой цели — титан. Исследования некоторых титановых сплавов в Черном море на различных глубинах (7, 27, 42, 80 м) показали высокую стойкость исследованньгх сплавов на всех глубинах, и их скорость коррозии не превышала 0,01 г/(м2 ч), в то время как нержавеющие стали типа 18-9 были подвержены питтингу глубиной 2,5 мм после экспозиции в течение 21 мес. С увеличением глубины погружения образцов коррозионная стойкость повьииалась, что объясняется понижением температуры и более низкой концентрацией кислорода. Титан обладает очень высокой стойкостью не только в обычных морских средах, но также в загрязненных водах, в морской воде, содержащей хлор, аммиак, сероводород, двуокись углерода, в горячей морской воде. Титан выдерживает очень высокие скорости потока морской воды После 30-суточных испытаний при скорости потока 36,Ь. i, с бьип лолч чены следующие результаты [c.25]

Титан стоек к коррозионному растрескиванию под напряжением в Mg la, NH4NO3 и в ряде химических сред. Исключение составляет дымящаяся HNO3 при комнатной температуре, в которой титан, находясь в напряженном состоянии, подвергается меж-кристаллитному растрескиванию (продолжительность испытания от 3 до 16 ч). [c.297]

Титан — химический элемент IV группы периодической системы — относится к переходным металлам, отличается сравнительно небол1 Шой плотностью (4,5 г/см ), малым температурным коэффициентом линейного расширения и коррозионной стойкостью в морской воде, агрессивных средах и различных климатических условиях. В зависимости от легирования и термообработки временное сопротивление титановых сплавов изменяется от 490 до 1372 МПа. Титан может работать в широком интервале температур от —253 до 500 °С. [c.343]

Титан, цирконий и гафний химически устойчивы во многих аг-ре< сивных средах, В частности, титан устойчив против действия ра творов сульфатов, хлоридов, морской воды и др. В HNO3 все они па сивируются. В отличие от циркония и гафния титан при нагревании растворяется в соляной кислоте, образуя в восстановительной атгюсфере Нг аквокомплексы Т1(П1) — [Ti(OH 2) [c.530]

Факторы, влияющие на точечную коррозию. Природа металла. Отдельные металлы и сплавы в разной степени проявляют склонность к точечной коррозии. Более других подвержены точечной коррозии пассивные металлы и сплавы. В растворах хлоридов наибольшую стойкость обнаруживают тантал, титан, хром, цирконий и их сплавы весьма склонны к питтингообра--зованпю в этой среде высоколегированные хромистые и хромоникелевые сплавы. Склонность к точечной коррозии ие всегда одинакова, она зависит от химического состава стали. Чем выше в стали содержание хрома, никеля и молибдена и чем меньше углерода, тем больше ее сопротивляемость точечной коррозии. Коррозионностойкие стали тем меньше подвержены пит-тингу, чем однороднее их структура, в которой должны отсутствовать включения карбидов и других вторичных фаз, а также неметаллические фракции, в частности окислы и сульфиды, уменьшающие стабильность пассивного состояния и облегчающие разрушение пассивирующей пленки ионами хлора. Некоторые виды термообработки, приводящие к улучшению однородности стали, благоприятно сказываются на ее сопротивляемости точечной коррозии. [c.443]

Титан и его аналоги покрываются на воздухе чрезвычайно прочной защитной пленкой ЭОг. Поэтому при обычной температуре они коррозионноустойчивы в атмосферных условиях и химически устойчивы во многих агрессивных средах. Так, коррозионная стойкость титана превышает стойкость нержавеющей стали. В азотной кислоте Ti, Zr и Hf пассивируются. Цирконий и гафний (титан в меньшей степени) устойчивы в растворах щелочей. Концентрированная НС растворяет при нагревании только титан (образуется Ti la), цирконий и гафний [c.283]

Титан и его аналоги покрываются на воздухе чрезвычайно прочной защитной пленкой ЭО2. Поэтому при обычной температуре они коррозионно-устойчивы в атмосферных условиях и химически устойчивы во многих агрессивных средах. Так, коррозионная стойкость титана превышает стойкость нержавеющей стали, В азотной кислоте Ti, Zr и Hf пассивируются. Цирконий и гафний (титан в меньшей степени) устойчивы в растворах щелочей. Концентрированная H I растворяет при нагревании только титан (образуется Ti b), цирконий и гафний в соляной кислоте не растворяются. Они растворяются лишь в тех кислотах, с которыми образуют в процессе взаимодействия анионные комплексы . Например, Zr и Hf можно растворить в плавиковой кислоте или в царской водке [c.316]

Совмещенные гибридные процессы могут представлять интерес еще и потому, что в них могут быть смоделированы и реализованы процессы са-моочистки, протекающие в природных средах. В природных условиях трансформация и разложение органических веществ биогенного происхождения и антропогенных органических поллютантов, а также естественная самоочистка экосистем происходят, как правило, в результате одновременного протеканрм биологических, химических и фотохимических процессов [9, 22, 23]. В абиогенной трансформации соединений, в частности, известна важная роль перекиси водорода [22,23], металлов переменной валентности (Ре, Мп), титан содержащих минералов, ультрафиолетовой составляющей солнечного излучения [9, 23]. В биогенной трансформации различных органических соединений в почвенных и водных средах ведущая роль гфинадлежит микроорганизмам. [c.230]

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]

Применение анодной защиты позволяет в качестве конструкционного материала для оборудования химической промышленности использовать различные нержавеющие стали и титан, хорошо пассивирующиеся во многих средах. Приложенный анодный ток ускоряет наступление пассивности, способствует ее сохранению продолжительное время, позволяет подобрать условия оптимального пассивирования, а в ряде случаев использовать более низколегированные стали. [c.69]

Чистый титан имеет две модификации. До температуры 882,5°С он существует в виде а-титана с гексагональной решеткой, а выше температуры полиморфного превращенип — 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-стабилиэирующими (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]

Химическая неоднородность зерен и их границ может привести к интенсивной избирательной коррозии границ зерен. Межкристаллитной коррозии в среде конденсата подвержена, в частности, аустенитная сталь 1Х14Н14В2М (ЭИ2157) лри высокой температуре. В процессе эксплуатации этой стали наблюдается диффузия углерода и хрома из тела зерна к его границам с образованием сетки карбидов по границе зерна. Скорость диффузии углерода значительно превышает скорость диффузии хрома, поэтому около границ зерен в связи с недостатком свободного хрома, входящего в твердый раствор и расходующегося 1на образование карбидов, структура стали становится ферритной. Эти участки интенсивно корродируют (рис. 2-30). Менее склонна к межкристаллитной коррозии в паровой и газовой среде сталь 1Х18НГ2Т, у которой углерод связывается не с хромом, а с титаном, оказывающим стабилизирующее действие. Аналогично титану влияет ниобий. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология