Ниобий коррозия

Несмотря на исключительно многообразные возможности применения редких металлов и их сплавов, выделим здесь лишь некоторые основные области их применения. Это прежде всего ядерная техника, где необходимы такие металлы, как бериллий, ниобий и цирконий и др., в качестве материалов оболочки ядерного горючего в различных типах реакторов. Эти металлы отличаются малым сечением захвата тепловых нейтронов, высокой твердостью при рабочих температурах, хорошей теплопроводностью, устойчивостью к коррозии и т. д. Галлий и литий предложены, кроме того, в качестве рабочих жидкостей [последний— при условии его отделения от изотопа зЫ почему ) ]. Благодаря свойству значительно поглош,ать нейтроны гафний индий и европий используют для изготовления регулирующих стержней. Значительное количество редких металлов потребляет производство стали. Наряду с чистыми легирующими компонентами (например, Мо, V, , V) ряд редких и др. металлов используется в качестве раскислителей (например, редкоземельные элементы, кремний). Для современной авиационной промышленности и космической техники необходимы жаростой- [c.589]

Разновидностью межкристаллитной коррозии металлов является ножевая коррозия (рис. 3. 2з) — коррозия местного вида, возникающая в сварных конструкциях в очень узкой зоне на границе сварной шов — основной металл при сварке хромоникелевых сталей с повышенным содержанием углерода, даже легированных титаном или ниобием. В узкой околошовной зоне перегретого почти до расплавления металла (порядка 1300° С и выше) растворяются карбиды титана или хрома. При последующем быстром охлаждении (при контакте с ненагретым металлом) этой зоны карбиды титана или ниобия не успевают выделиться вновь и углерод остается в твердом растворе. Последующее достаточно длительное пребывание этой зоны при температурах 600—750° С, например, при сварке двухсторонним швом, приводит [c.424]

Ниобий используется в виде порошка, жести, проволоки и т. д. Металлический ниобий применяется в радиотехнике при изготовлении электронных ламп — из него готовят нити накала, электроды в электролитических выпрямителях и т. д. Большое значение он имеет в сплавах. Карбиды ниобия совместно с карбидами Та, Ш или Мо используются для изготовления твердых режущих сплавов. Ниобий оказывает на вязкость стали большее влияние, чем V, Ш, Сг и Мо полагают, что в быстрорежущих сталях 6—12% ЫЬ могут заменить 12—20% . По данным Беккета и Френкса, ниобий в хромистой самозакаливающейся стали переводит углерод в твердый раствор и тем самым способствует получению стали в виде тонких, мягких и легко поддающихся горячей обработке листов. Ниобий в стали с большим содержанием хрома уменьшает время отжига, необходимое для улучшения пластических свойств стали. Добавка ниобия к хромистым сталям с содержанием хрома меньше 12% увеличивает их коррозионную устойчивость даже при высоких температурах, так как углерод лучше соединяется с ниобием и тем самым способствует образованию пассивированного хрома. Ниобий вводится в стали в виде феррониобия после раскисления перед отливкой детали. До использования ниобия в кораблестроении цельносварные корпуса морских судов не могли считаться прочными, так как сварные швы подвергались сильной коррозии в морской воде. Присадка к сварочному железу небольших количеств ниобия защитила сварные швы от коррозии и способствовала созданию цельносварных морских судов. [c.307]

Блестящий, серебристый металл чистый ниобий мягок. Устойчив к коррозии благодаря образованию оксидной пленки, взаимодействует с горячими концентрированными кислотами, но устойчив к расплавленным щелочам. Применяется как легирующая добавка к нержавеющей стали. [c.132]

Примеси в СОз сернистого газа й сероводорода увеличивают скорость окисления никеля. Имеются сведении об охрупчивании меди при температуре выше 600 С. Прн высоких температурах молибден, ниобий и некоторые другие металлы энергично взаимодействуют с углекислым газом. Скорость коррозии углеродистых сталей в воде, насыщенной СОа. резко увеличивается. [c.847]

Факторы, влияющие на межкристаллитную коррозию. Состав стали. Коррозионностойкие аустенитные стали содержат наряду с хромом, никелем и другие легирующие добавки молибден, кремний, титан, ниобий, марганец и т. д. [c.446]

Железо интенсивно разрушается в расплавленной соли при контакте с кислородом, в атмосфере азота скорость коррозии снижает ся В 10 раз. В расплавленной соли не рекомендуется применять золото, плотину, ниобий и тантал. [c.836]

Устойчивыми к коррозии являются нержавеющие стали, содержащие, кроме железа, хром, никель, марганец и малые добавки титана и ниобия. На изделиях из таких сплавов под действием воздуха и воды возникает химически и механически арочная окисная пленка, которая полностью пассивирует металл. [c.640]

Из данных табл. 66 видно повышение стойкости сталей к точечной коррозии с увеличением содержания в них хрома. Из данных таблицы также следует, что углерод, титан и ниобий снижают стойкость хромоникелевой стали к точечной коррозии, равно как и введение марганца при одновременном снижении содержания хрома и никеля, в то время как Мо значительно повышает стой- [c.418]

Легирование титаном или ниобием. Легирование аустенитных сплавов небольшими количествами элементов, обладающих большим сродством к углероду, чем хром, предотвращает диффузию углерода к границам зерен. Уже имеющийся здесь углерод взаимодействует с титаном или ниобием, а не с хромом. Сплавы такого рода называют стабилизированными (например, марки 321, 347, 348). Они не проявляют заметной склонности к межкристаллитной коррозии после сварки или нагрева до температур сенсибилизации. Наилучшей стойкости к межкристаллитной коррозии при нагреве сплава до температур, близких к 675 °С, достигают в результате предварительной стабилизирующей термической обработки в течение нескольких часов при 900 °С [14, 19]. Эта обработка эффективно способствует переходу имеющегося углерода в стабильные карбиды при температурах, при которых растворимость углерода в сплаве ниже, чем при обычно более высокой температуре закалки. [c.307]

В последнее время в условиях газовой коррозии находят применение новие конструкционные металлы и сплавы, такие, как титан, цирконий, молибден, ниобий и др. [c.143]

Медь и многие сплавы на ее основе стойки только в чистой кислоте при нормальной температуре, но их скорость коррозии может увеличиться в десятки раз при аэрировании нли загрязнении раствора окислителями и повышении температуры, Из сплавов на основе меди несколько лучшей коррозионной стойкостью обладают оловянистые бронзы. Скорость коррозии молибдена, вольфрама, ниобия в растворах кислоты невелика, возможно охрупчивание ниобия а концентрированной кислоте ири высокой температуре. [c.851]

BOM к углероду, чем хром (титаном, ниобием), позволяет значительно уменьшить их склонность к МКК и даже полностью ее предотвратить. Содержание титана н ниобия в стали относительно количества имеющегося в ней углерода должно быть достаточным для того, чтобы связать весь избыток последнего. В первом приближении содержание титана (в %) должно не менее чем в 6 раз превышать содержание углерода содержание ниобия — не менее чем в 10 раз. В сталях, содержащих титан или ниобий, после выдержки при температуре 900 °С образуются устойчивые выделения карбидов этих металлов. Такие стали можно подвергать нагреву, не боясь появления у них склонности к межкристаллитной коррозии. [c.447]

Предупреждение межкристаллитной коррозии. Наиболее распространены три способа предотвращения или уменьшения межкристаллитной коррозии аустенитных сталей термообработка (аустенизация) использование сталей с пониженным содержанием углерода использование сталей, легированных титаном или ниобием. [c.447]

Следует учитывать отрицательные свойства стали с двухфазной структурой. Феррит затрудняет горячую обработку стали давлением (прокатку), способствует ухудшению свойств при повторном и длительном нагреве вследствие образования хрупкой а-фазы, понижает пластичность. В некоторых средах понижается коррозионная стойкость. Известно, например, понижение стойкости швов с двухфазной структурой в сернокислых растворах [144]. В сталях с однофазной структурой отношение содержания хрома и никеля составляет примерно 1,8%, содержание титана принимают менее 0,8% и ниобия менее 1,0—1,2%. Некоторые исследователи считают, что в отношении стойкости против межкристаллитной коррозии присадка карбидообразующих элементов более эффективна, чем присадка ферритообразующих элементов. Поэтому сварные конструкции, эксплуатируемые в интервале опасных температур, рекомендуют изготовлять из стали, стабилизированной карбидообразующими присадками. [c.363]

Легирование титаном и ниобием. Стали, содержащие титан и ниобий, после соответствующей термообработки не приобретают склонности к МКК (кроме случаев так называемой ножевой коррозии). [c.447]

При воздействии на нержавеющие стали температур в опасном интервале от 450 до 800°С они становятся склонными к межкристаллитной коррозии (МКК). Одним из наиболее эффективных и широко применяемых методов защиты от МКК является легирование стали сильными карбидообразующими элементами, такими, как титан и ниобий. Эти элементы связывают углерод в прочные карбиды, тем самым предотвращая образование карбидов хрома и обеспечивая достаточную концентрацию хрома в твердом растворе. Содержание титана принимают равным Т1 = 5 (С—0,02) /о, ниобия ЫЬ=10 (С—0,02)%, где 0,02%—максимальное содержание углерода, при котором сохраняется стойкость стали против МКК. Однако верхний предел содержания титана в аустенитных сталях не должен превышать 0,8% во избежание образования феррита. Преимуществом ниобия перед титаном является более высокая устойчивость его карбидов к растворению при повышении температуры закалки и к выгоранию при сварке, однако ниобий придает сталям склонность к горячим трещинам при сварке. [c.44]

Ниобий — один из основных компонентов многих жаропрочных и коррозиониостойких сплавов. Особенно большое значение имеют жаропрочные сплавы ниобия, которые применяются в производстве газовых турбин, реактивных двигателей, ракет. Ниобий вводят также в нержавеющие стали. Он резко улучшает их механические свойства и сопротивляемость коррозии. Стали, содержащие от 1 до 4% ниобия, отличаются высокой жаропрочностью и используются как материал для изготовления котлов высокого давления. Сталь с добавкой ниобия — превосходный материал для электросварки стальных конструкций ее применение обеспечивает необычайную прочность сварных швов. [c.653]

Область применения ВДП, однако, намного шире. Помимо стали в этих печах проводят плавку тугоплавких и в то же время химически высокоактивных металлов, которые настолько быстро окисляются на воздухе уже при 400—600° С, что их можно плавить лишь в вакууме. Эти металлы могут поглощать очень большое количество газов, которые существенно ухудшают их свойства, поэтому их нельзя плавить и в защитной атмосфере. Это в первую очередь титан, молибден, вольфрам, цирконий и их сплавы, а также тантал, ниобий, бериллий и др. Особенно большое распространение получила плавка в ВДП титана этот легкий и в то же время прочный и не боящийся коррозии металл получил большое распространение в авиа- [c.230]

Коррозионно стоек. Как добавка к стали предотвращает последнюю от межкристаллитной коррозии, повышает пластичность, улучшает сварочные свойства. Ниобием изнутри покрывают стенки стальных и керамических труб, что предохраняет их от окисления и повышает долговечность. [c.490]

Галиды. Для ванадия (V) известен лишь один галид — пентафторид ванадия VF5— бесцветные кристаллы, сублимирующиеся при 111° С. Галиды ниобия и тантала летучи, что исключает возможность образования каких-либо защитных пленок, предохраняющих ниобий и тантал от коррозии в атмосфере галогенов при высокой температуре. Летучесть галидов можно оценить по данным табл. 16. [c.95]

При химической обработке металла на его поверхности возникают пленки, представляющие собой продукты взаимодействия металла со средой (оксиды, фосфаты, нитриды и т. д.) и сообщающие металлу устойчивость против коррозии. Наиболее часто. прибегают к оксидированию поверхности, которое может осуществляться как электрохимическим (анодирование алюминия, см. 5), так и химическим способом. Примером химического оксидирования служит воронение стальных изделий. Оно достигается кипячением в течение 20—60 мин обезжиренных и очищенных изделий в растворе едкого натра, азотнокислого и азотистокислого натрия, в результате чего изделия приобретают красивый черный цвет с синеватым оттенком (цвет вороньего крыла). Такие металлы, как тантал, ниобий, бериллий, надежно защищаются оксидными пленками от разрушения. [c.229]

Для устранения склонности сталей с МКК предложены различные способы, которые направлены на изменение их состава и структуры. Склонность к межкристаллитной коррозии снижают уменьшением содержания углерода в стали в процессе выплавки до 0,03 % и менее легированием стабилизирующими элементами, такими как титан и ниобий термической обработкой стали (аустенизация. стабилизирующий отжиг). [c.87]

Кремний при содержании его более 2% в аустенитной хромоникелевой стали значительно увеличивает ее коррозионную стойкость в сильноокислительных средах, возможно, вследствие улучшения защитных свойств окисной пленки соединениями типа ЗЮа (рис. 20). Однако установлено, что в сварных соединениях стали, легированной 4—6% 51, происходит избирательная коррозия металла околошовной зоны в окислительных средах в области, ограниченной изотермами 600—900°С. Причем с ростом концентрации кремния и ниобия коррозия возрастает. Установлено, что коррозионное разрушение распространяется по межзеренным границам в результате растворения избыточной фазы, имевшей повышенное содержание кремния, никеля, марганца и пониженное по сравнению с исходным материалом содержание хрома и железа. При содержании кремния в стали менее 1 % он не оказывает влияния на коррозию металла. В целом, в настоящее время, влияние 51 на коррозию коррозионно-стойких сталей в азотной кислоте окончательно не выяснено. [c.37]

Тантал издавна применяется при производстве электрических лампочек кроме того, в настоящее время его начали применять при изготовлении химической аппаратуры в качестве материала, весьма устойчивого в отношении коррозии. Это—единственный металл, устойчивый к действию соляной кислоты. Тантал обычно встречается вместе с ниобием, который получил применение в атомных реакторах. Благодаря растущей потребности интерес к обоим металлам непрерывно увеличивается. В последние годы разработаны промышленные методы разделения, основанные на фракционированной экстракции по ним получают оба металла высокой степени чистоты. Эти методы гораздо производительнее, чем классический кристаллизационный метод Мариньяка [494] или другой промышленный метод [493] осаждения фторотанталата калия и фторониоби-ата калия из разбавленной фтористоводородной кислоты. По экстракционным методам оба металла переводятся в окисные или хлористые соединения, растворяются во фтористоводородной, соляной или серной кислоте и экстрагируются одним органическим растворителем или смесью из нескольких. [c.449]

Полагают, что причиной ножевой коррозии является то, что основной металл в участках, непосредственно прилегающих к сварному шву, подвергается при иаложепии первого сварного шва нагреву до 1200—1300° С. При этом происходит переход карбидов титана н ниобия в твердый раствор. При охлаждении стали с температуры, превышающей предел растворимости этих карбидов, фиксируется структура ау-стеннта, содержащего в твердом растворе титан и ниобий. При наложении [c.167]

Одним из основных путей повышения водородоустойчивостн сталей является введение в нее сильных карбидообразующих элементов. Легирование стали хромом, молибденом, вольфрамом, ванадием, ниобием, титаном резко повышает ее сопротивление водородной коррозии. Эго происходит благодаря образованию карбидов более стабильных, чем цементит. На разрезе диаграммы Ре—С—Сг (рис. 4.4в) нанесены результаты испытаний по водородостойкости ряда хромистых сталей. Из сопоставления диаграммы и рис. 4.49 следует, что увеличение содержания хрома резко повышает водородоустойчивость. [c.256]

В описанных выше малоуглеродистых нержавеющих хромо-молибденистых сталях концентрация углерода в некоторых случаях превышает 0,01 %, однако они не подвержены межкристаллитной коррозии благодаря присутствию молибдена, который замедляет диффузию углерода и азота, а также влиянию титана и ниобия, которые (если они входят в состав стали) реагируют предпочтительно с углеродом и азотом. [c.310]

ХИМИЧЕСКИ СТОЙКИЕ МАТЕРИАЛЫ — материалы, применяемые в химической промышленности, машино-и приборостроении, как защитные и конструкционные материалы, устойчивые против коррозии при действии различных агрессивных веществ (кислот, щелочей, растворов солей, влажного газообразного хлора, кислорода, оксидов азота и т. д.). X. с. м. делятся па металлические и неметаллические. К металлическим X. с. м. относятся сплавы на основе железа с различными легирующими добавками, такими как хром, никель, кобальт, марганец, молибден, кремний и т. д., цветные металлы и сплавы на их основе (титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден, ванадий, свинец, никель, алюминии). К неметаллическим X. с. м. относятся различные органические и неорганические вещества. X. с. м. неорганического происхождения представляют собой соли кремниевых и поликрем-ниевых кислот, алюмосиликаты, кальциевые силикаты, кремнезем с оксидами других элементов и др. X. с. м, органического происхождения подразделяются на природные (дерево, битумы, асфальты, графит) и искусственные (пластмассы, резина, графитопласты и др.). Наибольшую химическую стойкость имеют фторсодержащие полимеры, которые не разрушаются при действии почти всех известных агрессивных веществ и даже таких, как царская водка. Высокой химической стойкостью отличаются также графит и материалы на его основе, лаки, краски, применяемые для защиты металлических поверхностей. [c.274]

Ниобий И тантал используются для легирования ста, лей они входят в состав /каропрочиы.х и магнитных ста-, лей с повышенной стойкостью к коррозии. [c.268]

Имплантация ионов Nb с энергией 30 кэВ при дозах 5 10 и 5 -10 ион/см в поверхность стали марки Х18Н9Т позволила получить легированный поверхностный сплав на глубине 20 нм. Увеличение концентрации ниобия не меняет относительного содержания железа, хрома и никеля в поверхностном слое стали, но существенно повышает его коррозионную стойкость в 20 %-ной серной кислоте после предварительной катодной обработки в течение 15 мин, смещая потенциал коррозии в положительную сторону. Однако максимальная концентрация ниобия в стали марки Х18Н9Т при этом ограничена 20 % в связи с распылением поверхности при дозе 5 10 ион/см . [c.76]

Снижением содержания углерода до 0,02—0,04%, что исключает карбидо-образование при нагреве стали в интервале опасных температур и устраняет склонность к межкристаллитной коррозии. Кроме того, такая малоуглеродистая аустенитная сталь благодаря отсутствию карбидных включений обладает очень высокой пластичностью. В некоторые стандарты введены марки нержавеющей стали типа 18-8 с содержанием углерода до 0,03%, без титана и ниобия [145]. К таким маркам относятся, наиример, американские марки 304Г (18—20% Сг 8—12% N1) и 316Ь (6—18% Сг 10—14% N1 2— 3% Мо). [c.72]

Введением в сталь ряда легирующих элементов (титана, ниобия, молибдена, ванадия и др.), которые стабилизируют карбидную фазу н придают ей малую растворимость в твердом растворе. Карбндообразующие элементы, соединяясь с углеродом в виде карбидов, снижают количество углерода в стали, а при ее нагреве в опасном интервале температур устраняется склонность к межкристаллитной коррозии. Наиболее широко практикуется введение в сталь титана и ниобия. Для предотвращения межкристаллитной коррозии содержание титана но отнощепню к углероду в стали долл<но быть пятикратным, а ниобия — десятикратным. Минимальное количество карбидов титана в стали, достаточное для предотвращения межкристаллитной коррозии при температуре около 450° С, может быть определено по следуюп1ей эмпирической формуле [184] [c.72]

Стойкость нержавеющих стапей в азотной кислоте определяется не только их Химическим составом, но и металлургическими и технологическими факторами. Дпя повышения коррозионной стойкости стапей спедует стремиться к возможно более низкому содержанию углерода (не более 0,03%, а лучше - 0,02%), кремния (не бопее 0,40%), фосфора и серы (способствует селективной коррозии). Введение в качестве легирующих элементов стабилизаторов (титана и ниобия) не всегда оправдано, поскольку из- за образования карбидов и карбонитридов, легко растворяющихся под воздействием азотной кислоты, стойкость сталей может резко снижаться. Благоприятно влияют на стойкость стапей в азот-8626 КЗК 45 6 21 [c.21]

Аппараты (сборочные единицы, детали) из сталей марок 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б и других аустенитных сталей, стабилизированных титаном или ниобием, пред назначенные для работы в средах, вызывающих корро зионное растрескивание, а также при температурах выш 350° С в средах, вызывающих межкристаллитную коррозию, должны подвергаться термической обработ- [c.418]

Рво. 304. Коррозия ниобия высокой чистоты (0,001% С 0,0083% 0> 0,005% Н, 0,03% Nj) в оолявой кислоте в течение 30 сут. Цифры у кривыхекороеть корроаии, мкм/год 11511 [c.228]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология