[发明专利]钛合金有效

专利信息
申请号: 201280037157.0 申请日: 2012-07-20
公开(公告)号: CN103717766B 公开(公告)日: 2016-11-23
发明(设计)人: 上仲秀哉;米满善久;松本启;武内孝一 申请(专利权)人: 新日铁住金株式会社
主分类号: C22C14/00 分类号: C22C14/00
代理公司: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 代理人: 刘新宇;李茂家
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 钛合金
【说明书】:

技术领域

本发明涉及钛合金,特别是涉及耐蚀性(耐裂隙腐蚀性和耐酸性等)、加工性和经济性优异的钛合金,以及耐蚀性和加工性优异并且不易进行以缺陷等损伤作为起点的腐蚀的钛合金。

背景技术

对于钛而言,轻而强的特性被有效利用,在航空器领域等中被积极地有效利用。另外,由于具有优异的耐蚀性,被广泛用于化学工业设备用材料、火力/原子能发电设备材料、以及海水淡水化设备材料等用途。

但是,钛虽说具有优异的耐蚀性,可是可以表现出高的耐蚀性的环境也限于氧化性酸(硝酸)环境、海水等中性氯化物环境,高温氯化物环境下的耐裂隙腐蚀性、盐酸等非氧化性酸液中的耐蚀性(以下也总称为“耐蚀性”)不充分。

为了解决前述问题,提出了钛中含有铂族元素而成的钛合金,在ASTMGr.7、Gr.17等进行了许多标准化,被用于各种用途。

具体而言,在制碱工业领域中,对于用于电解的阳极电极而言,为了在含有氯的20~30%、100℃以上的高温高浓度的盐水中使用,用于裂隙腐蚀成为问题的部位。

在Ni、Pb精炼工业的领域中,作为暴露于含有浆料的超过100℃的高温高浓度硫酸溶液的反应容器、配管的材料使用。

另外,在热交换机的领域中,用于暴露于制盐领域的高温高浓度的盐水的传热管,包含氯、NOx、SOx的焚烧炉废气的热交换中使用的传热管等。

在石油化学工业的领域中,用于超过100℃的高温下暴露于原油、硫化氢、氯化铵等的石油精制时的脱硫装置的反应容器等。

为了适应前述用途开发了改善耐蚀性的Ti-0.15Pd合金(ASTM Gr.7)。该钛合金有效利用了所含有的Pd降低氢超电势、可以将自然电位维持于钝态区域的现象。即,通过因腐蚀而由该合金溶出的Pd再次析出、堆积于合金的表面,该合金的氢超电势降低,自然电位被维持于钝态区域,表现出优异的耐蚀性。

但是,具有优异的耐蚀性的ASTM Gr.7由于含有作为铂族元素的、非常昂贵(2220日元/g日本经济新闻2011年2月9日晨刊)的Pd,因此其使用领域受限。

为了解决这种问题,如专利文献1所公开那样,提出了使Pd的含有率为0.03~0.1质量%、与ASTM Gr.7相比降低,并且具有优异的耐裂隙腐蚀性的钛合金(ASTM Gr.17),并实用化。

专利文献2中,作为抑制耐蚀性降低并且能够廉价地制造的钛合金,公开了含有总计0.01~0.12质量%的铂族元素中的一种以上,含有总计5质量%以下的Al、Cr、Zr、Nb、Si、Sn和Mn中的一种以上的钛合金。通常的用途中,Pd处于0.01~0.12质量%的范围内时具有充分的耐蚀性等特性。但是,对于近年的进一步提高特性的要求而言,特别是在Pd不足0.05质量%的含有率的情况下,耐蚀性等特性变得不充分。另外,通常的用途中,成本进一步降低的要求增强。

专利文献3和专利文献4中,作为领域与本发明的对象领域不同的发明,公开了复合添加铂族元素、稀土元素和过渡元素而成的钛合金。这些发明分别为超高真空容器、或超高真空容器用的钛合金。

这些发明中,添加铂族元素和稀土元素的理由在于,得到抑制在超高真空中、固溶于原材料内部的气体成分扩散并释放到真空侧的现象的效果。这些文献中记载,铂族元素具有将氢捕获于钛合金中的作用、稀土元素具有将氧捕获于钛合金中的作用。

另外,这些发明中,除了铂族元素和稀土元素之外,以Co、Fe、Cr、Ni、Mn、Cu的过渡元素作为必须元素。这些文献中记载,过渡元素具有固定通过铂族元素而吸附于真空容器表面的原子氢的作用。但是,关于这些钛合金是否具有耐蚀性,完全没有公开或暗示,是不清楚的。

非专利文献1中记载了,从得到Ti-Pd合金的耐裂隙腐蚀性的观点考虑,需要使Pd的含有率为0.05质量%以上,以及通过添加Co、Ni或V作为第三元素来提高耐裂隙腐蚀性。

如此,以往的技术中,Pd的含有率不足0.05质量%的情况下,不能充分应对特性进一步提高的要求。

另外,即使是Pd的含有率为0.05质量%以上的Ti-Pd合金,由于使用环境而在表面产生缺陷等损伤的情况下,也存在容易进行以该损伤作为起点的腐蚀的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特公平4-57735号公报

专利文献2:国际公开WO2007/077645号

专利文献3:日本特开平6-64600号公报

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