DE19962585A1

DE19962585A1 - Korrosionsbeständige Titanlegierung

Info

Publication number: DE19962585A1
Application number: DE19962585A
Authority: DE
Inventors: Takashi Yashiki; Hideto Ohyama
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2000-07-27
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: DE19962585C2; US6334913B1

Abstract

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer kostengünstigeren und korrosionsbeständigeren Titanlegierung als die weit verbreitet eingesetzte Ti-0,15Pd-Legierung, einer korrosionsbeständigen Titanlegierung, die eine Kaltverarbeitung (Preßverarbeitung) aufweist, die nicht schlechter ist als jene von Ti-0,15Pd, und einer korrosionsbeständigen Titanlegierung mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption. DOLLAR A Gegenstand der Erfindung ist somit eine korrosionsbeständige Titanlegierung, umfassend Pd in einer Menge von 0,020-0,050 Masse-% und umfassend ein oder mehrere von Pd verschiedene/s Element/e der Platingruppe in einer Menge von einem Drittel oder mehr der Masse von Pd, wobei der Rest aus zulässigen Komponenten und Ti besteht. Diese Legierung zeigt ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Wenn der Fe-Gehalt 0,05% oder weniger beträgt und der O-Gehalt 0,05% oder weniger beträgt, kann ausgezeichnete Kaltverarbeitbarkeit erhalten werden. Wenn der Pd-Gehalt 0,030% oder weniger beträgt, kann nicht nur Kaltverarbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit, sondern auch Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption erhalten werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine korrosionsbeständige Titanlegierung (nachstehend wird Titan manchmal mit Ti abgekürzt) und einen Gegenstand (Bauteil), der diese korrosionsbeständige Titanlegierung umfaßt.

Bekanntlich ist handelsübliches reines Titan Edelstahl und Kupferlegierung hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit überlegen. Bei handelsüblichem reinem Titan entsteht jedoch in nicht-oxidierender Säure bei hoher Temperatur und hoher Konzentration Korrosion. Außerdem wird Rißkorrosion in einer Chloridlösung bei hoher Temperatur und hoher Konzentration hervorgerufen. Als Verfahren zur Verhinderung solcher Korrosion wurde ein Verfahren, bei dem ein legierendes Element zugesetzt wurde, ein Verfahren, bei dem ein Oxidationsmittel in Korrosionsumgebung zugesetzt wurde, ein Verfahren, bei dem handelsübliches reines Ti einer Oberflächenbehandlung unterzogen wurde und dergleichen, untersucht. Von allen diesen Verfahren ist das Verfahren der Zugabe eines legierenden Elements das verläßlichste. Ein beliebiges Element der Platingruppe, wie Pd oder Ru, ist wirksam. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Wasserstoff-erzeugende Überspannung von Pd oder Ru gering ist, so daß sofort die anodische Polarisierung von Ti gefördert wird. Das heißt, die nachstehende Oxidationsreaktion schreitet sofort auf der Oberfläche von Ti fort, so daß ein passiv oxidierter TiO₂ Film erzeugt wird:

Ti + 2H₂O → TiO₂ + 4H⁺ + 4e^-.

Somit wird die Korrosionsbeständigkeit verbessert. Ti-Legierungen, wie die Ti-0,15Pd-Legierung (ASTM Qualität 7 und 11), wurden entwickelt. Sie werden auf den Gebieten der Erdölraffination, in Anlagen der Petrochemie und dergleichen verwendet. Die Ti-0,15Pd-Legierung weist jedoch das Problem auf, daß sie relativ hohe Mengen an kostspieligem Pd enthält, so daß sich die Materialkosten erhöhen. Wenn die Ti-Legierung eine hohe Pd-Menge enthält, wird gewöhnlich auf der Oberfläche zum Zeitpunkt der Beizung Pd-Schwarz genanntes Pd-Oxid erzeugt. Somit wird das Beizen blockiert, so daß die Legierung mehrere Male durch die Beizstraße geführt werden muß. Damit steigen die Produktionskosten ebenfalls.

Kürzlich wurde daher eine Titanlegierung entwickelt, zu der ein Element der Eisengruppe in einer solchen geringen Menge gegeben wurde, die die Verarbeitbarkeit nicht stört, um die Zugabe von Pd oder Ru, die die Kosten erhöhen würde, möglichst zu senken und die Verschlechterung der darauf beruhenden Korrosionsbeständigkeit zu kompensieren. Beispielsweise werden Ti- 0,05Pd-0,3Co-Legierungen (ASTM Qualität 30 und 31; Japanische veröffentlichte geprüfte Patentanmeldung Nr. 6-89423) und Ti-0,5Ni-0,05Ru-Legierung (ASTM Qualität 13, 14 und 15; Japanische veröffentlichte geprüfte Patentanmeldung Nr. 62-20269) vorgeschlagen. Diese Legierungen sind Legierungen, in denen die zugegebene Menge an kostspieligem Element der Platingruppe, wie Pd oder Ru, eingeschränkt ist, um den Anstieg der Kosten zurückzudrängen und außerdem die Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit aufgrund der Zurücknahme der zugegebenen Menge eines Elements der Platingruppe durch Zugabe eines zusätzlichen Elements (Ni, Mo, Co oder dergleichen) ergänzt wird, was zu einer Verbesserung in der Korrosionsbeständigkeit beiträgt, sofern die Verarbeitbarkeit nicht stark gestört ist. Es ist jedoch unvermeidlich, daß die Verarbeitbarkeit durch die Zugabe des die Korrosionsbeständigkeit verbessernden Elements abnimmt. Somit ist es schwierig, die vorstehend genannte Titanlegierung für Gegenstände zu verwenden, bei denen Korrosionsbeständigkeit gefordert wird und die relativ kräftiger Kaltverarbeitung, wie Stanzformung (punch forming), unterzogen werden; beispielsweise ein Wärmetauscher vom Plattentyp oder Komponenten bzw. Bauteile für ein Elektrolysebad bei der Natriumelektrolyse. Trotz des Anstiegs der Kosten ist es daher für Zwecke, bei denen sowohl Korrosionsbeständigkeit als auch Kaltverarbeitbarkeit gefordert werden, unvermeidlich, Ti-0,15Pd-Legierung (ASTM Qualität 11) zu verwenden, zu der ein beliebiges die Korrosionsbeständigkeit verbesserndes Element, das die Verarbeitbarkeit vermindert, wie Ni, Mo oder Co, nicht zugegeben wurde.

Des weiteren wird Ti in großem Umfang für Kühlerrohre in einem Wärmekraftwerk und in einem Atomkraftwerk, für Legeleitungen (laying pipes) in einer chemischen Hochtemperatur- und Hochdruckanlage, wie einer Harnstoffsyntheseanlage, und für Wärmetauscherrohre in einer Anlage zur Umwandlung von Meereswasser in Süßwasser, verwendet. Im Zusammenhang mit diesen Verwendungen kann Ti Wasserstoff absorbieren, so daß ein Unfall durch Wasserstoffversprödung auftreten kann. Gemäß der Japanischen veröffentlichten geprüften Patentanmeldung Nr. 4-57735 enthält die Ti-0,15Pd- Legierung eine hohe Menge an Pd, so daß sie eine, verglichen mit handelsüblichem reinem Ti, unzureichende Wasserstoffadsorptionsbeständigkeit aufweist. Somit regt die Druckschrift an, eine Titanlegierung zu verwenden, bei der die Menge an TiPd im Bereich von 0,03 bis 0,1% [beispielsweise Ti-0,05Pd- Legierung (ASTM Qualität 16 und 17)] eingestellt ist. Bei der tatsächlichen Verwendung steht die Wasserstoffabsorption von Ti jedoch in einem komplizierten Verhältnis zum Oberflächenzustand (Rauheit und Veredelungsverfahren), Korngröße und Verwendungsumgebung. Selbst wenn eine Ti-Legierung, in der die Menge an Pd im Bereich von 0,03 bis 0,1% eingestellt wird, verwendet wird, wird daher gelegentlich Wasserstoffabsorption hervorgerufen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Ti- Legierung, die kostengünstiger und korrosionsbeständiger ist als die in breitem Maße eingesetzte Ti-0,15Pd-Legierung. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer korrosionsbeständigen Titanlegierung mit einer Kaltverarbeitbarkeit (Preßformbarkeit), die nicht schlechter ist als jene der Ti- 0,15Pd-Legierung und einer korrosionsbeständigen Ti-Legierung, die gegen Wasserstoffabsorption ausgezeichnet beständig ist.

Die erfindungsgemäße korrosionsbeständige Ti-Legierung, die die vorstehend genannte Aufgabe löst, umfaßt somit Pd in einer Menge von 0,020- 0,050 Masse% und umfaßt ein oder mehrere von Pd verschiedene/s Element/e der Platingruppe in einer Menge von einem Drittel oder mehr der Masse von Pd, wobei der Rest aus zulässigen Komponenten und Ti besteht.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die das Verfahren für den Versuch der kathodischen Polarisation, die in den Beispielen ausgeführt wird, zeigt.

Fig. 2 ist eine Ansicht, die das Verfahren für den Versuch zur Preßformbarkeit zeigt.

In der erfindungsgemäßen korrosionsbeständigen Titanlegierung soll Pd in einer Menge von 0,020-0,050% enthalten sein, ein oder mehrere von Pd verschiedene Elemente der Platingruppe sollen in einer Menge von einem Drittel oder mehr der Masse an Pd enthalten sein, und der Rest sind zulässige Komponenten und Ti. Die von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe sind vorzugsweise Ir und/oder Pt. Vorzugsweise ist der Gehalt der von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe 0,01-0,03% und der Pd-Gehalt ist 0,030% oder weniger.

Um eine korrosionsbeständige Titanlegierung zu erhalten, die eine ausgezeichnete Kaltverarbeitbarkeit aufweist, ist es bevorzugt, daß der Pd-Gehalt, der Ir- und/oder Pt-Gehalt, der Fe-Gehalt und der O-Gehalt im Bereich von 0,020 -0,050%, 0,01-0,03%, 0,05% oder weniger bzw. 0,05% oder weniger eingestellt werden und wobei der Rest zulässige Komponenten und Ti sind. Eine solche korrosionsbeständige Titanlegierung weist eine ausgezeichnete Kaltverarbeitung auf, die für einen Wärmetauscher vom Plattentyp und für Komponenten für ein Elektrolysebad geeignet ist. Wenn der Pd-Gehalt in dem in der vorliegenden Erfindung definierten Bereich auf 0,030% oder weniger eingestellt wird, kann eine Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption sowie eine Kaltverarbeitung und Korrosionsbeständigkeit erzielt werden.

Um eine korrosionsbeständige Titanlegierung zu erhalten, bei der die Kaltverarbeitbarkeit, wie vorstehend, nicht erforderlich ist und die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption aufweisen soll, ist es bevorzugt, daß der Pd-Gehalt, der Gehalt der von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe, der Fe-Gehalt und der O-Gehalt im Bereich von 0,020- 0,030%, 0,01-0,03%, 0,4% oder weniger bzw. 0,4% oder weniger, eingestellt werden, und der Rest zulässige Komponenten und Ti sind. Eine derartige, gegen Wasserstoffabsorption ausgezeichnet beständige, korrosionsbeständige Ti- Legierung ist für eine Röhre für einen Wärmetauscher und für Röhren für andere Zwecke geeignet.

Die zulässigen Komponenten in der vorliegenden Erfindung sind nicht nur gewöhnliche unvermeidbare Verunreinigungen, sondern auch Elemente, die im Schutzbereich vorliegen dürfen und keine negative Wirkung auf die Eigenschaften der erfindungsgemäßen korrosionsbeständigen Titanlegierung hervorrufen. Sie können in zulässigen Bereichen der jeweiligen Elemente enthalten sein. Beispiele der unvermeidlichen Verunreinigungen schließen Fe, O, N, H, C, Ni und Cr ein. Diese Elemente sind Spurenkomponenten, die in Ti-Oxid enthalten sind, das einen Ausgangsstoff darstellt, oder Elemente, die aus einem Edelstahlbehälter, der bei der Herstellung von Ti-Schwamm verwendet wird, stammen.

Bei der Entwicklung der Zusammensetzung der Komponenten der Ti- Legierung wurde die zugegebene Menge an Pd, welches das höchste Vermögen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit unter den Elementen der Platingruppe aufweist, aus dem Blickwinkel des Ausgleichs mit der Kostenverminderung auf 0,02-0,05% eingestellt. Die Erfinder erzeugten verschiedene Titanlegierungen, zu denen unterschiedliche, von Pd verschiedene Elemente der Platingruppe einzeln oder in Kombination zugegeben wurden, und wiederholten dann die Bewertung der Korrosionsbeständigkeit und der Kaltverarbeitbarkeit der jeweiligen Ti-Legierungen. Im Ergebnis fanden sie, daß die Korrosionsbeständigkeit in dem Fall besser wird, wenn ein oder mehrere von Pd verschiedene Element(e) der Platingruppe in einer Menge von einem Drittel oder mehr der Masse an Pd enthalten sind, als in dem Fall, wenn die Gesamtmenge der von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe durch Pd ersetzt wird, d. h. wenn man nur Pd zugibt. Auf diese Weise wurde die vorliegende Erfindung ausgeführt. Der Mechanismus dieser Wirkung konnte noch nicht aufgeklärt werden, beruht jedoch möglicherweise auf der Tatsache, daß die von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe chemisch an Pd oder Ti gebunden sind, so daß ein Material mit einer geringeren Wasserstoffüberspannung als jene von Pd erzeugt wird. Es ist derzeit nicht klar, warum die Korrosionsbeständigkeit verbessert wird, wenn das Verhältnis (Masseverhältnis) der anderen Platingruppenelemente zu Pd ein Drittel oder mehr ist. Es kann jedoch angenommen werden, daß in diesem Bereich das vorstehend genannte Material, das eine geringe Wasserstoffüberspannung aufweist, in einer größeren Menge wirksam erzeugt wird. Wenn das Verhältnis (Masseverhältnis) der anderen Platingruppenelemente zu Pd zu hoch ist, wird eine nachteilige Wirkung hinsichtlich der Formbarkeit hervorgerufen und die Kosten steigen. Somit wird das Verhältnis vorzugsweise auf 2 oder weniger eingestellt. Das Verhältnis kann 1 oder weniger betragen.

Um eine hinreichende Wirkung der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Ti-Legierung zu erhalten, ist es erforderlich, den Pd-Anteil auf 0,020% oder mehr einzustellen. Wenn andererseits der Pd-Gehalt zu hoch ist, steigen die Kosten und auf der Oberfläche wird zum Zeitpunkt des Beizens mit Salpetersäure/Flußsäure Pd-Oxid erzeugt, das die Beizung blockiert. Somit ist es notwendig, den Pd-Gehalt auf 0,05% oder weniger einzustellen. Um die Beständigkeit gegen die Wasserstoffabsorption zu verbessern, ist es bevorzugt, den Pd-Gehalt auf 0,030% oder weniger einzustellen.

Die von Pd verschiedenen Platingruppenelemente schließen Ir, Pt, Ru, Re, Rh und Os ein. Wenn diese Elemente zu Ti zugegeben werden, werden die Körner feiner, so daß die Kaltverarbeitbarkeit schlechter wird, wenn die zugegebene Menge größer wird. Das Ausmaß davon ist zwischen den jeweiligen Elementen unterschiedlich. Um die Korrosionsbeständigkeit zu halten und gute Formbarkeit zu erreichen, ist es daher erforderlich, zusammen mit der Zugabe eines Elements, das bei der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit wirksam ist, ein zusätzliches Element auszuwählen, das möglichst zu keiner Kornverfeinerung beiträgt. Die Erfinder prüften das Vermögen der Kornverfeinerung der jeweiligen Elemente der Platingruppe, die zur Ti-Pd- Legierung zugegeben wurden. Im Ergebnis wurde klar, daß das Vermögen zur Kornverfeinerung bei Ir am geringsten ist und bei Pt am zweitgeringsten ist. Das größte Vermögen zur Kornverfeinerung besteht bei Ru. Die Fähigkeit zur Kornverfeinerung von Re, Rh und Os liegt in der Mitte von Pt und Ru. Re, Os und Rh sind kostspielige Elemente. Somit kann durch Zugabe von einem oder zwei von Ir und Pt zu einer Pd-enthaltenden Ti-Legierung eine Titanlegierung mit ausgezeichneter Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit erhalten werden. Von allen ist eine Ti-Pd-Legierung, zu der nur Ir zugegeben wurde, besonders bevorzugt. Wenn die Kosten nicht berücksichtigt werden, ist es effektiv, daß eines oder mehrere von Re, Rh und Os zu der Ti-Pd-Legierung gegeben werden.

Fe und O (Sauerstoff) sind in der Titanlegierung unvermeidliche Elemente. Wenn die Anteile dieser Elemente steigen, wird die Mikrostruktur fein, so daß die Festigkeit steigt. Somit wird hinsichtlich der Formbarkeit eine sehr nachteilige Wirkung erzeugt. Daher wird jeder der Anteile von Fe und O vorzugsweise auf 0,10% oder weniger und bevorzugter auf 0,05% oder weniger eingestellt. Für Verwendungen, bei denen die Formbarkeit nicht in Betracht gezogen wird, kann jeder der Anteile bis zu 0,4% betragen.

Die erfindungsgemäße korrosionsbeständige Ti-Legierung kann nicht nur die unvermeidlichen, in einem Titanschwamm als Ausgangsstoff enthaltenen Verunreinigungen enthalten, sondern auch andere Elemente, soweit diese keine nachteilige Wirkung auf die Eigenschaften der vorliegenden Titanlegierung ausüben. Beispiele der zulässigen Komponenten schließen N, H, C, Ni und Cr ein. Für eine Verwendung, für die Formvermögen erforderlich ist, kann die Ti- Legierung enthalten: N: 0,02% oder weniger; H: 0,01% oder weniger; C: 0,02% oder weniger; Ni: 0,05% oder weniger und Cr: 0,05% oder weniger. Die Titanlegierung der vorliegenden Erfindung kann Elemente enthalten, die von diesen Elementen verschieden sind, wenn die Gesamtmenge davon etwa 0,1% oder weniger beträgt. Die Gesamtmenge ist jedoch gemäß dem Ausmaß der geforderten Formbarkeit verschieden. Wenn die erfindungsgemäße korrosionsbeständige Ti-Legierung zu Zwecken verwendet wird, für die eine Formbarkeit nicht sehr erforderlich ist, kann die Ti-Legierung verschiedene Elemente in Mengen enthalten, die über die vorstehend genannten oberen Grenzen hinausgehen, sofern sie keine nachteilige Wirkung auf die Eigenschaften der Ti-Legierung ausüben.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung mit Hilfe der Beispiele erläutert. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht auf die Beispiele beschränkt werden. Modifizierungen, die auf dem erfindungsgemäßen Gegenstand beruhen, sind im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.

Beispiel 1

Die Prozentsätze der jeweiligen Metallpulverkomponenten wurden, wie in Tabelle 1 gezeigt, geändert und zu handelsüblichen reinen Ti-Platten (O: 0,04% und Fe: 0,03%) mit einer JIS-Qualität erster Klasse (entsprechend ASTM Qualität 1) als Schmelzmaterialien gegeben. Sie wurden in einem Vakuumschmelzofen unter Erzeugung von Rohlingen (ingots) (jeweils 500 g) geschmolzen.

Anschließend wurden Platten zur Bewertung in den nachstehenden Schritten erzeugt:
Ausglühen/Vergüten (Erhitzen auf 1000°C für 2 Stunden) → Heißwalzen (Erhitzen auf 850°C, etwa 20^t × 40^w → etwa 5^t × 40^w) → Tempern (bei 850°C für 30 Minuten) → Sandstrahlen (shot blast) → Beizen (die Platte wurde um eine Dicke von etwa 1 mm dünner gewaschen) → Kaltwalzen (etwa 4^t × 40^w → etwa 1,2^t × 40^w) → Tauchen in ein Salzschmelzenbad (bei 520°C für drei Minuten) → Beizen (etwa 1,2^t × 40^w → etwa 1,0^t × 40^w). (Die hochgestellten Indizes t, w und l bedeuten Dicke, Breite bzw. Länge).

Als allgemeiner Korrosionstest wurde zur Berechnung der Korrosionsgeschwindigkeit ein Tauchtest in siedender 5%iger Salzsäurelösung für 24 Stunden ausgeführt. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 1 dargestellt.

In Nummern 1-9 waren von Pd verschiedene Elemente der Platingruppe in einer Menge von einem Drittel oder mehr der Pd-Masse enthalten. Sie hatten daher eine geringere Korrosionsgeschwindigkeit als Nummern 11 und 13, wobei die von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe in einer Menge unterhalb eines Drittels der Masse von Pd enthalten waren und in Nummern 14 und 15 nur Pd zugegeben wurde. In Nummern 10 und 12 waren die von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe in einer Menge von einem Drittel oder mehr der Masse von Pd enthalten, jedoch war der Anteil an Pd unterhalb 0,020%. Somit war die Korrosionsbeständigkeit davon mangelhaft.

Tabelle 1

In dieser Tabelle ist A ein Masseverhältnis des Anteils der von Pd verschiedenen Platingruppenelemente zu dem Pd-Gehalt.

Beispiel 2

Die Prozentsätze der jeweiligen Metallpulverkomponenten wurden, wie in Tabelle 2 gezeigt, geändert und zu handelsüblichen reinen Ti-Platten (O: 0,04% und Fe: 0,03%) mit einer JIS-Qualität erster Klasse (entsprechend ASTM Qualität 1) als Schmelzmaterialien gegeben. Sie wurden in einem Vakuumschmelzofen unter Erzeugung von Rohlingen (ingots) (jeweils 500 g) geschmolzen.

Anschließend wurden Platten zur Bewertung in den nachstehenden Schritten erzeugt:
Ausglühen/Vergüten (Erhitzen auf 1000°C für 2 Stunden) → Heißwalzen (Erhitzen auf 850°C, etwa 20^t × 40^w → etwa 5^t × 40^w) → Tempern (bei 850°C für 30 Minuten) → Sandstrahlen (shot blast) → Beizen (die Platte wurde um eine Dicke von etwa 1 mm dünner gewaschen) → Kaltwalzen (etwa 4^t × 40^w → etwa 0,7^t × 40^w) → Tauchen in ein Salzschmelzenbad (bei 520°C für drei Minuten) → Beizen (etwa 0,7^t × 40^w → etwa 0,5^t × 40^w).

Zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit wurde zur Berechnung der Korrosionsgeschwindigkeit ein Tauchtest in siedender 2%iger Salzsäurelösung für 24 Stunden ausgeführt. Die Bewertung erfolgte wie nachstehend. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 2 dargestellt.
O: Korrosionsgeschwindigkeit = weniger als 0,1 mm/Jahr
○: Korrosionsgeschwindigkeit = von 0,1 (einschließlich) bis 0,5 mm/Jahr
Δ: Korrosionsgeschwindigkeit = von 0,5 (einschließlich) bis 1 mm/Jahr
×: Korrosionsgeschwindigkeit = 1 mm/Jahr oder mehr.

Das kathodische Polarisierungsverfahren wurde verwendet, um die Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption zu bewerten. Wie in Fig. 1 dargestellt, wurden in dem vorliegenden Test eine Pt-Elektrode 1 und ein rechteckiges Prüfstück 2 (10 mm × 50 mm, Dicke: 1 mm) in einem Abstand von 50 mm in einer wäßrigen Lösung von Schwefelsäure (0,05 M, 30°C) angeordnet. Unter Verwendung einer Stromquelle für konstanten Gleichstrom wurde ein elektrischer Strom mit einer Stromdichte von 10 mA/cm² zwischen den beiden unter Erzeugung von Wasserstoff, der auf dem Prüfstück absorbiert werden soll, an der Kathode 6 Stunden angelegt. Beim vorliegenden Test wurde zur Elektrolyse eine Vielzahl von Bädern 3 miteinander in Reihe geschaltet, da verschiedene Prüfstücke gleichzeitig behandelt wurden, wie in Fig. 1 dargestellt. Um die Wirkung des Oberflächenzustands der Prüfstücke auf die Wasserstoffabsorption gleichförmig zu gestalten, wurden die Oberflächen aller Prüfstücke einem Polieren mit Naßschleifpapier (Nr. 400) unterzogen. Das Ausmaß der Wasserstoffabsorption wurde aus der Menge an Wasserstoff vor dem Test und an Wasserstoff nach dem Test berechnet. Die Bewertung erfolgte wie nachstehend. Die Menge an Wasserstoff wurde nach dem Test analysiert, nachdem die Probe, die Wasserstoff absorbiert hatte, 1 Stunde an der Atmosphäre auf 400°C erhitzt wurde, um eine auf der Oberfläche gebildete Wasserstoffreiche Schicht gleichförmig in die Innenrichtung von Ti diffundieren zu lassen.
O: Wasserstoffabsorptionsmenge = weniger als 50 ppm
○: Wasserstoffabsorptionsmenge = von 50 (einschließlich) bis 100 ppm
Δ: Wasserstoffabsorptionsmenge = von 100 (einschließlich) bis 200 ppm
×: Wasserstoffabsorptionsmenge = 200 ppm oder mehr.

In einem Preßformtest wurde ein geschnittenes Blech mit 0,5^t × 40^w × 150^lverwendet und Preßformen zu einer Wellenform mit einer in Fig. 2 dargestellten Form unterzogen. Die Formbarkeit wurde durch die Ergebnisse, inwieweit Rißbildung erzeugt wurde, bewertet. Unter Verwendung eines Schmiermittels zum Pressen wurde der Preßformbarkeitstest bei Raumtemperatur ausgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

In Nummern 1-8, die gemäß der vorliegenden Erfindung korrosionsbeständig sind, war die Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption und Preßformung ausgezeichnet und keine Kornverfeinerung wurde hervorgerufen.

Nummern 9-11, bei denen der O-Gehalt und der Fe-Gehalt hoch waren, und Nummern 12-14, bei denen der Ir-Gehalt und/oder der Pt-Gehalt hoch waren, waren gegenüber Nummern 1-8 in der Preßformbarkeit nachteilig, waren allerdings in der Korrosionsbeständigkeit und in der Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption ausgezeichnet. Nummer 15, welches Ru enthielt, war in der Korrosionsbeständigkeit und in der Preßformbarkeit schlechter als Nummern 1 -8. Nummern 16 und 17, bei denen der Ir-Gehalt oder der Pd-Gehalt gering waren, waren gegenüber Nummern 1-8 in der Korrosionsbeständigkeit nachteilig. Nummer 18, worin der Pd-Gehalt groß war, war gegenüber Nummern 1 -8 in der Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption nachteilig. Nummern 19- 21, nämlich handelsübliches reines Ti, hatte unzureichende Korrosionsbeständigkeit.

Tabelle 2

Da die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Merkmale aufweist, ist es möglich, eine Ti-Legierung, die kostengünstiger ist und bessere Korrosionsbeständigkeit als die derzeit in breitem Umfang verwendete Ti-0,15Pd- Legierung aufweist, eine Ti-Legierung mit Kaltverarbeitbarkeit (Preßformbarkeit), die nicht geringer ist als jene von Ti-0,15Pd, und eine korrosionsbeständige Ti- Legierung mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption, bereitzustellen.

Claims

1. Korrosionsbeständige Titanlegierung, umfassend Pd in einer Menge von 0,020-0,050 Masse% und umfassend ein oder mehrere von Pd verschiedenes Elemente der Platingruppe in einer Menge von einem Drittel oder mehr der Masse von Pd, wobei der Rest aus zulässigen Komponenten und Ti besteht.

2. Legierung nach Anspruch 1, wobei die von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe Ir und/oder Pt sind.

3. Legierung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Anteil der von Pd verschiedenen Elemente der Platingruppe 0,01-0,03 Masse% beträgt.

4. Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Pd-Gehalt 0,030 Masse% oder weniger beträgt.

5. Korrosionsbeständige Titanlegierung, umfassend Pd in einer Menge von 0,020-0,050 Masse%, Ir und/oder Pt in einer Menge von 0,01-0,03 Masse%, Fe in einer Menge von 0,05 Masse% oder weniger und O in einer Menge von 0,05 Masse% oder weniger, wobei der Rest aus zulässigen Komponenten und Ti besteht.

6. Wärmetauscher vom Plattentyp, umfassend die korrosionsbeständige Titanlegierung nach Anspruch 5.

7. Komponente für ein Elektrolysebad, umfassend die korrosionsbeständige Titanlegierung nach Anspruch 5.

8. Korrosionsbeständige Titanlegierung mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen Wasserstoffabsorption, umfassend Pd in einer Menge von 0,020- 0,030 Masse%, ein von Pd verschiedenes Element der Platingruppe in einer Menge von 0,01-0,03 Masse%, Fe in einer Menge von 0,4 Masse% oder weniger und O in einer Menge von 0,4 Masse% oder weniger, wobei der Rest aus zulässigen Komponenten und Ti besteht.

9. Röhre für einen Wärmetauscher, umfassend die korrosionsbeständige Titanlegierung nach Anspruch 8.

10. Röhre für eine Legeleitung (laying pipe), umfassend die korrosionsbeständige Titanlegierung nach Anspruch 8.