JPH03197636A

JPH03197636A - 耐食性に優れたチタン合金

Info

Publication number: JPH03197636A
Application number: JP33738989A
Authority: JP
Inventors: Sukehiro Mitsuyoshi; 裕広光吉; Chihiro Taki; 千博滝
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は非酸化性環境、特に高温高濃度の塩酸や硫酸中
において優れた耐食性を示すチタン合金に関する。

〔従来の技術〕

チタンは従来の材料よりも優れた耐食性を示すため、最
近では化学工業やエネルギー分野等の種々の分野で広く
使用されるようになってきた。

しかし、チタンの優れた耐食性は表面に生成する不働態
被膜に起因するため硝酸等の酸化性環境では高耐食性を
保持するが、塩酸や硫酸等の非酸化性環境中では、その
耐食性は十分とはいい難い。

そのため、このような非酸化性環境での使用を目的に、
Ｔｉ−Ｐｄ合金、Ｐｄ処理チタン等の耐食性チタン合金
及び表面処理方法が開発されている。

これらは貴金属元素であるＰｄの添加によって腐食環境
下の自然電位がチタンの不働態化電位までシフトする現
象を利用したもので、現在純チタンが著しい腐食をうけ
る環境下で広く使用されている。

〔発明が解決しようとする課運〕

しかしながら、上記材料も高温高濃度の塩酸や硫酸のよ
うな非常に厳しい非酸化性環境においては、その耐食性
は十分とはいえず、工業用材料としての実用性は乏しい
。

このような腐食環境下では通常繊維強化プラスチックス
（ＦＲＰ）やゴムライニング材が用いられるが、それら
も経年劣化は避けられず多額のメンテナンスコストを余
儀なくされていた。また。

金属材料として、各種ハステロイが使用される場合もあ
るが、Ｃｊ２−や酸化剤と成るＦｅ”やＣｕ”のような
溶液不純物イオンによる著しい耐食性劣化という問題を
抱えているため、その使用が制限されたり、使用環境の
整備によるメンテナンスコストの増大が避けられないと
いう問題があった。

しかも、ハステロイは熱間及び冷間加工性が悪いため展
伸材を製造するまでに多大な加工費を要していた。

以上のように、従来用いられてきた材料は耐食性が不十
分で経済的にも問題があるという欠点を有していた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高温高
濃度の非酸化性酸等の非常に厳しい腐食環境で優れた耐
食性を示し、かつメンテナンスフリーで比較的安価なチ
タン合金を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、本発明者等が高
温高濃度の非酸化性酸等の非常に厳しい腐食環境で優れ
た耐食性を示し、かつメンテナンスフリーで比較的安価
な金属材料について、種々検討した結果、見出したもの
である。

すなわち、本発明はＭ　ｏ　１５〜４５ｗｔ％、Ｒ１１
０，０５〜２．０ｗｔ％を有し、残部がＴｉと不可避的
不純物からなる耐食性に優れたチタン合金である。

本発明において、ＭＯを添加するのは、ＭＯを含有する
ことで腐食環境下でＭｏが濃縮した表面保護被膜が形成
され、耐食性を向上させるからである。さらに、Ｒ１」
を添加するのは、腐食環境下でチタンの不働態電位まで
アノード分極させるためであり、貴金属元素としては、
最も安価なＲｕを使用することで経済的な効果を狙った
ためである。

これら両者の相乗効果によってはじめて、本発明合金は
高温高濃度の非酸化性酸中で高耐食性を示す。

ここで、Ｍｏの含有量の下限を１５ｗｔ％としたのは、
これより少ない量では表面保護被膜の形成が不十分で耐
食性の向上が期待できないためであり、上限を４５ｗｔ
％としたのはこれより多（Ｍ　。

を添加しても耐食性の向上はほとんど期待できないから
であり、またＭｏは高融点であり、かつ偏析しやすいた
め多量に含有すると均質なインゴットが得られず、熱間
及び冷間加工性も悪化するからである。

次に、Ｒｕの含有量の下限を０．０５ｗｔ％としたのは
、これより少ない量ではアノード分極の効果が小さく、
完全な不働態域に達せず、十分な耐食性が確保できない
からであり、上限を２．０ｗｔ％としたのは、特性上の
効果が飽和することから経済的な不利を避けるためであ
る。

以上の本発明合金は、高温高濃度の非酸化性酸中で優れ
た耐食性を有している。しかも生成する不働態被膜はＣ
ρ−に強くまたＦｅ”やＣｕ”＋の酸化性イオンは不働
態被膜の生成を促進することから、溶液不純物による耐
食性の劣化はない。

そのため実質的にメンテナンスコストを要しない、また
本発明合金はβ安定化元素であるＭｏを含有するため、
上記本発明の範囲で金属組織が加工性の良い単一β相と
なり、熱間加工性はいうに及ばず、冷間加工性もきわめ
て優れており、たやすく種々の形状に加工できる。その
ため加工費はわずかですみ経済的な効果が大きい。

以上のように本発明合金は、優れた耐食性を有するとと
もに経済的にも有利である。

〔実施例〕

次に本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。

試験材料としては、本発明合金及び比較材としてのＴｉ
−０，１５％Ｐｄ合金及びハステロイＣ−２７６を用い
た。これらの試験材を冷間圧延後２０　ｍ　Ｘ　２０　
ｍｍの板に切断し、溶体化処理後表面を６００番研磨紙
で仕上げ、表面を清浄化して、各種濃度の沸騰ＨＣｌ２
中で全面腐食試験に供し腐食速度を算出した。その結果
を第１表に示す。

第１表においてＮα１〜Ｎα６はＲｕを添加せず、ＭＯ
を５ｗｔ％〜５５ｔｇｔ％まで変化させたものである。

Ｍｏ添加量の増加に従い、試験材の耐食性は向上するが
、５５すｔ％まで添加しても、２０％以上のＨＣＪ２濃
度環境では、著しい腐食速度を示す。

一方、Ｎｃ　７〜ＮＱ　１２はＲｕを０．１ｗｔ％添加
し、ＭＯを５ｗｔ％〜５５ｗｔ％まで変化させたもので
あるが、Ｒｕの添加によって前記比較合金Ｎα１〜黙６
に比べて耐食性が著しく改善され、２５％Ｈｃｕ濃度で
もほとんど腐食は起こっていない。

また、Ｔｉ−０，１ｗｔ％Ｒｕ（Ｎｃｉ１９）及びハス
テロイＣ−２７６（Ｎα２１）と比較しても著しく耐食
性が向上していることがわかる。

このように、ＴｉにＭＯもしくはＲｕを単独に添加した
場合に比べ、Ｍｏ及びＲｕを同時に添加すると、その相
乗効果により著しく耐食性が向上することがわかり、本
発明の有効性が理解できる。

ただし、Ｎａ　７の試験結果かられかるように、ＭＯ添
加量が１５ｔｓｔ％より少ない場合、耐食性はあまり改
善されない、そのためＭＯ添加量を１５ｖｔ％以上とす
る必要がある。

また、上限を４５ｗｔ％とじたのはＮ（１１１と丸１２
の比較でわかるように、それ以上ＭＯを添加しても耐食
性の向上は期待できないからであり、ＭＯをこれより多
く添加すると、インゴットの均質性及び加工性を著しく
悪化させ製造上好ましくないからである。

次に、Ｎａ　１３〜Ｎａ　１８はＭＯ量を２５ｗｔ％と
し、Ｒｕ量を０．０１ｗｔ％〜４．Ｏｕｔ％まで変化さ
せたものであるが、黙１３と魔１４及び勲１７と丸１８
との比較から同様な耐食性にかかわる理由で、下限を０
．０１ｗｔ％、上限を２．０ｗｔ％とする必要がある。

以上、本発明の合金では、ＴｉにＭＯとＲｕを添加する
ことにより高温高濃度のＨＣｆｌ、Ｈ２Ｓ　０４等の非
酸化性水溶液中で著しく耐食性が改善され、化学装置材
料として工業的に著しい効果を発揮するものである。

なお、本発明に係る材料は、腐食環境と接するところに
存在すれば、十分その機能を発揮するので、例えばクラ
ッドのように内部に異種の材料を用い、表面のみ本発明
材料から構成される装置置材料も当然本発明に含まれる
。

〔発明の効果〕

上記のように、Ｍｏが１５ｗｔ％以上、４５ｗｔ％以下
で、Ｒｕが０．０５ｖｔ％以上、２．Ｏｖｔ％以下で残
部がチタン及び不可避的不純物からなる本発明合金は、
高温高濃度の非酸化性酸等の厳しい腐食環境において優
れた耐食性を示す。

さらに、また本発明合金は、メンテナンスコストが不要
であり、加工性もよいため経済的にも有利である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）組成比がＭｏ１５〜４５ｗｔ％、Ｒｕ０．０５〜
２．０ｗｔ％で、残部がＴｉと不可避的不純物からなる
耐食性に優れたチタン合金。