JPH04308051A - 耐蝕性Ti基合金 - Google Patents
耐蝕性Ti基合金Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
、さらに詳しくは、耐蝕性に優れており、かつ、加工性
、耐隙間腐蝕性に優れている耐蝕性Ti基合金に関する
ものである。
として良く知られているものであり、化学プラント等の
工業用の構造材料として広く使用されているが、使用さ
れる環境によっては耐蝕性において疑問視される場合が
ある。
海水およびその他の塩化物を含有する腐蝕環境において
は優れた耐蝕性を示すものである。しかし、塩酸および
硫酸等の非酸化性の環境においては、上記に説明したよ
うな酸化性の環境ほど優れた耐蝕性を示さないのである
。
は、その環境におかれるものに隙間が存在すると、その
隙間にあるTiが局部的に腐蝕を受けることは良く知ら
れていることである。
い環境における問題を解決するために、Tiに種々の合
金元素を含有させて耐蝕性のTi基合金が既に提案され
、かつ、市販されている。
d合金、Ti−Ni−Mo合金等が挙げられるが、Ti
−Pd合金については、Pdが高価であり、経済的に問
題があり、また、Ti−Ni−Mo合金は加工性が悪い
という問題があり、耐蝕性が優れている割りには広く使
用されていない。
が良好であると言われているTi合金における問題点を
考慮し、加工性が良好であり、かつ、Ti−Pd合金と
同等またはそれ以上の、特に、非酸化性の環境において
優れた耐蝕性を示し、さらに、高温塩化物溶液等の環境
における耐隙間腐蝕性も実用上満足するTi合金として
、特願平02−069066号、特願平02−2837
55号が提案されており、Ni、Pd、Ruのグループ
にAg或いはAuを含有させたTi合金を開発した。
係る耐蝕性Ti基合金が目的とする耐蝕性には優れた性
能を発揮するけれども、Ti基合金の溶製装置で含有さ
せたAg等の蒸発によるロスを生じ、歩留りのよい合金
鋳造が困難な面があった。
た従来技術の問題点に鑑み、耐蝕性を満足すると共に、
製造がし易く、経済的にもTi合金の開発が要望されて
いることから、優れた耐蝕性を有するTi基合金を提案
するものである。
基合金は、Cr 0.005〜2.0wt%を含有し
、さらに、 Ni 0.005〜2.0wt%、Pd 0.00
5〜2.0wt%、Ru 0.005〜2.0wt%
、Pt 0.005〜2.0wt%、Os 0.0
05〜2.0wt%、Ir 0.005〜2.0wt
%、Rh 0.005〜2.0wt% の内から選んだ1種以上を含有し、残部がTiおよび不
可避不純物からなることを特徴とする耐蝕性Ti基合金
を第1の発明とし、 Cu 0.005〜1.5wt%、Si 0.00
5〜1.5wt% の内から選んだ1種以上を含有し、さらに、Ni 0
.005〜2.0wt%、Pd 0.005〜2.0
wt%、Ru 0.005〜2.0wt%、Pt
0.005〜2.0wt%、Os 0.005〜2.
0wt%、Ir 0.005〜2.0wt%、Rh
0.005〜2.0wt% の内から選んだ1種以上を含有し、残部がTiおよび不
可避不純物からなることを特徴とする耐蝕性Ti基合金
を第2の発明とし、 Al 0.005〜2.0wt% を含有し、さらに、 Ni 0.005〜2.0wt%、Pd 0.00
5〜2.0wt%、Ru 0.005〜2.0wt%
、Pt 0.005〜2.0wt%、Os 0.0
05〜2.0wt%、Ir 0.005〜2.0wt
%、Rh 0.005〜2.0wt% の内から選んだ1種以上を含有し、残部がTiおよび不
可避不純物からなることを特徴とする耐蝕性Ti基合金
を第3の発明とする3つの発明よりなるものである。
以下詳細に説明する。
有成分および成分割合について説明する。
加工性に悪影響を与えない元素を探すために、種々多数
の合金を製作して、耐蝕性および耐隙間腐蝕性について
研究を行って、このような特性、即ち、加工性を害する
ことなく、耐蝕性および耐隙間腐蝕性に優れた合金元素
を検討した結果、以下説明する元素を見出したのである
。
蝕性および耐隙間腐蝕性に寄与する元素であり、含有量
が0.005wt%未満ではこの効果は少なく、また、
2.0wt%を越える含有量では加工性が劣化する。よ
って、Cr含有量は0.005〜2.0wt%とする。 また、Crをこの範囲に含有させ、さらに、Ni、Pd
、Ru、Pt、Os、Ir、Rhの1種以上を0.00
5〜2.0wt%含有させると、相乗効果によって耐蝕
性は顕著に改善される。しかして、Ni、Pd、Ru、
Pt、Os、Ir、Rhのみを単独で0.005〜2.
0wt%含有させても非酸化性環境においては、Ti−
Pd合金と同等の耐蝕性は示さないのである。
なく、耐蝕性および耐隙間腐蝕性を向上させる元素であ
り、含有量が0.005wt%未満ではこのような効果
は期待できず、また、1.5wt%を越えて含有させる
と加工性が悪くなる。よって、Cu含有量は0.005
〜1.5wt%、Si含有量は0.005〜1.5wt
%とする。また、これらCuおよびSiを単独でTiに
含有させても、非酸化性環境においては、耐蝕性を向上
させる効果は少ない。そして、CuおよびSiの1種以
上を0.005〜1.5wt%の範囲に含有させ、さら
に、Ni、Pd、Ru、Pt、Os、Ir、Rhの1種
以上を0.005〜2.0wt%含有させると、相乗効
果によつて、耐蝕性は顕著に改善され、従来のTi−P
d合金と同等またはそれ以上となる。
性および耐隙間腐蝕性に寄与する元素であり、含有量が
0.005wt%未満ではこのような効果は少なく、ま
た、2.0wt%を越えると加工性が悪くなる。よって
、Al含有量は0.005〜2.0wt%とする。また
、AlはTiに単独に含有させても非酸化性環境におい
ては、Ti−Pd合金と同等の耐蝕性を示さないが、N
i、Pd、Ru、Pt、Os、Ir、Rhを含有量0.
005〜2.0wt%の範囲にTiに含有させると、相
乗効果によって非酸化性環境において耐蝕性は著しく改
善される。そして、上記に説明したCr、Cu、Si、
Alはそれぞれ単独で、或いは、複合して含有させるこ
とにより耐蝕性を向上させることができる。
hは単独でTiに0.005〜2.0wt%含有させて
も、非酸化性環境においては耐蝕性の改善は認められな
いが、しかし、上記に説明したように、Cr、Cuおよ
びSi、Alと共存状態においては、耐蝕性において著
しい改善が認められる。よって、Ni、Pd、Ru、P
t、Os、Ir、Rhを含有量0.005〜2.0wt
%の範囲に1種以上含有させることにより、優れた耐蝕
性が得られるのである。
施例を比較例と共に説明する。
ンジチタン(JIS1種)に含有成分の各金属粉末の成
分割合を変えて含有させ、真空アーク溶解炉において溶
解して鋳塊を製造した。また、比較例として、スポンジ
チタン(JIS1種)のみの純Ti鋳塊を溶製した。
行って、1.0mmtの板を製作した。この板を真空焼
鈍熱処理を行った後、20Dmm×1tmmの腐蝕試験
片を採取した。
(純Ti)、G7相当材(Ti−0.15Pd)、G1
2相当材(Ti−0.8Ni−0.3Mo)を併せて製
作した。
、図1に示すTiボルト1、T.P3、マルチクレビス
φ20mm(溝付き、テフロン)4、Tiナット2を組
み立てた治具を隙間腐蝕環境を模擬した42%MgCl
2溶液中に48時間浸漬して、隙間腐蝕発生により評価
した。 表3に耐隙間腐蝕性試験の結果を示す。
る耐蝕性Ti基合金(
中で24時間浸漬した場合の試験において、優れた耐隙
間腐蝕性を示していることが分かる。
請求項1】の発明。)の塩酸に対する全面腐蝕性評価試
験について、図2〜図5により説明する。
wt%、Ru0.026wt%と含有量を一定とし、C
r含有量を変化させた場合に、Ti基合金の2%HCl
沸騰溶液中における24時間の浸漬試験結果を示してあ
る。即ち、Cr含有量を0.1wt%とすることにより
、耐蝕性が明らかに改善されていることがわかる。また
、Cr含有量を0.2wt%とすると、G7相当材(T
i−0.15Pd)より優れた耐蝕性を示している。
u=1/2、Pd+Ru=0.04wt%と一定とし、
Ni含有量を変化させた場合に、本発明に係る耐蝕性T
i基合金(
る24時間の浸漬試験結果を示してある。即ち、Ni含
有量が増加するに従って、腐蝕速度が減少していること
がわかる。
し、Ni、Pd、Ruの含有量を変化させた場合の、本
発明に係る耐蝕性Ti基合金(
る2時間の浸漬試験結果を示してある。即ち、Ni、P
d、Ruの含有量の増加に従って腐蝕速度が減少してい
るが、NiよりPdおよびRu、さらに、RuよりPd
の方が腐蝕速度が小さくなっていることがわかる。
る耐蝕性Ti基合金(
よび比較例1の純Ti(G2相当材。)、比較例2のT
i−0.8Ni−0.3Mo(G12相当材。)、比較
例3のTi−0.2Ag(0.2Ag)、比較例4のT
i−0.5Ni(0.5Ni)を2%沸騰HCl溶液中
において、24時間浸漬した場合の浸漬試験結果を示し
てある。即ち、本発明に係る耐蝕性Ti基合金は、比較
例5〜7のTi−(Pd、Ru)材と同等かそれ以上に
腐蝕速度が小さく優れていることを示し、また、比較例
1〜4のTi基合金より著しく腐蝕速度が小さくなって
いることを示している。
た耐蝕性(腐蝕速度が極めて小さいこと。)を示してい
ることがわかる。
、表5に示す本発明に係る耐蝕性Ti基合金(
2】の発明。)および各比較例の試験片を製作した。こ
れらの試験片により、以下説明する試験により評価試験
を行った。
る均一腐蝕速度による評価を行った。 表6に試験結
果を示す。この表6から以下説明することが明らかであ
る。即ち、No.1〜No.7およびNo.13〜No
.19は、SiおよびCuの含有量を一定とし、他の1
種類の含有成分の含有量を変化させた場合、No.1〜
No.3およびNo.13〜No.15において、Ni
含有量を増加させると腐蝕速度は減少し、また、Mo.
4、No.5およびNo.16、No.17において、
Pd含有量を増加させると腐蝕速度が減少ししており、
そして、NO.6、No.7およびNo.18、No.
19においてRu含有量を増加させると腐蝕速度が減少
ししている。さらに、NO.8〜No.12およびNo
.20〜No.26は含有成分の各種の組み合わせの例
を示すものであり、これらの全部において比較例のNo
.1〜No.5およびNo.7、No.8に比較して腐
蝕速度が著しく小さいのである。
の試験は実施例1と同じ方法により、隙間腐蝕発生数に
より評価した。即ち、実施例1と同様に図1に示す治具
により、42%MgCl2沸騰状態におけるマルチクレ
ビス法による浸漬試験において、隙間腐蝕発生率を帖佐
して評価した。 表7に耐隙間腐蝕性試験結果を示し
てある。この表7から明らかなように、本発明に係る耐
蝕性Ti基合金(
ていることがわかる。
、表9に示す本発明に係る耐蝕性Ti基合金(
3】の発明。)および各比較例の試験片を製作した。こ
れらの試験片により、以下説明する試験により評価試験
を行った。
の試験は実施例1と同じ方法により、隙間腐蝕発生数に
より評価した。即ち、実施例1と同様に図1に示す治具
により、42%MgCl2沸騰状態におけるマルチクレ
ビス法による浸漬試験において、隙間腐蝕発生率を帖佐
して評価した。 表10に耐隙間腐蝕性試験結果を示
してある。この表10から明らかなように、本発明に係
る耐蝕性Ti基合金(
ていることがわかる。
係る耐蝕性Ti基合金(
中で24時間浸漬した場合、優れた耐隙間腐蝕性を示し
ていることがわかる。
請求項3】の発明。)の塩酸に対する全面腐蝕性評価試
験について、図6、図7、図8により説明する。
t%、Rh0.1wt%と一定とし、Alの含有量を変
化させた場合に、Ti基合金の2%HCl沸騰溶液中に
おける24時間浸漬した試験結果を示してある。即ち、
Al含有量を0.2wt%以上とすることにより、耐蝕
性が著しく改善されていることがわかる。また、Al含
有量を0.5wt%とすると、G7相当材(Ti−0.
15Pd)より優れた耐蝕性を示した。
とし、Ni、Pd、Rhの含有量を変化させた場合の、
本発明に係る耐蝕性Ti基合金(
て、24時間の浸漬結果を示してある。即ち、Ni、P
d、Rhの含有量が増加するに従って、腐蝕速度が減少
しており、かつ、NiよりもPd、Rh、さらに、Rh
よりもPdの方が腐蝕速度が小さくなって優れているこ
とがわかる。
性Ti基合金(
び比較例1の純Ti(G2相当材)、比較例2のTi−
0.15Pd(G7相当材)、比較例3のTi−0.8
Ni−0.3Mo(G12相当材)の、2%HCl沸騰
溶液中において24時間浸漬した場合の浸漬試験結果を
示してある。即ち、本発明に係る耐蝕性Ti基合金(
請求項3】の発明。)は、比較例2、比較例7、比較例
8のTi−(Pd、Rh、Pt)材と同等か、それ以上
に腐蝕速度が小さく優れていることを示しており、また
、比較例3、比較例4、比較例5のTi基合金より著し
く腐蝕速度が小さいことを示している。
性Ti基合金は上記の構成であるから、非酸化性の環境
における耐蝕性に優れており、さらに、優れた耐隙間腐
蝕性をも併せ保有しており、今までの耐蝕性Ti基合金
の問題点を著しく改善した極めて優れた高耐蝕性のTi
基合金である。
を一定とした場合の、HCl浸漬試験における腐蝕速度
を示す図である。
を一定とした場合の、HCl浸漬試験における腐蝕速度
を示す図である。
験における腐蝕速度を示す図である。
の発明。)の幾つかの例および比較例のHCl浸漬試験
の腐蝕速度を示した図である。
を一定とした場合の、HCl浸漬試験における腐蝕速度
を示した図である。
有量を一定とした場合のHCl浸漬試験における腐蝕速
度を示す図である。
の発明。)の幾つかの例および比較例の幾つかの例のH
Cl浸漬試験における腐蝕速度を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】Cr 0.005〜2.0wt%を含有
し、さらに、 Ni 0.005〜2.0wt%、Pd 0.00
5〜2.0wt%、Ru 0.005〜2.0wt%
、Pt 0.005〜2.0wt%、Os 0.0
05〜2.0wt%、Ir 0.005〜2.0wt
%、Rh 0.005〜2.0wt% の内から選んだ1種以上を含有し、残部がTiおよび不
可避不純物からなることを特徴とする耐蝕性Ti基合金
。 - 【請求項2】Cu 0.005〜1.5wt%、Si
0.005〜1.5wt% の内から選んだ1種以上を含有し、さらに、Ni 0
.005〜2.0wt%、Pd 0.005〜2.0
wt%、Ru 0.005〜2.0wt%、Pt
0.005〜2.0wt%、Os 0.005〜2.
0wt%、Ir 0.005〜2.0wt%、Rh
0.005〜2.0wt% の内から選んだ1種以上を含有し、残部がTiおよび不
可避不純物からなることを特徴とする耐蝕性Ti基合金
。 - 【請求項3】Al 0.005〜2.0wt%を含有
し、さらに、 Ni 0.005〜2.0wt%、Pd 0.00
5〜2.0wt%、Ru 0.005〜2.0wt%
、Pt 0.005〜2.0wt%、Os 0.0
05〜2.0wt%、Ir 0.005〜2.0wt
%、Rh 0.005〜2.0wt% の内から選んだ1種以上を含有し、残部がTiおよび不
可避不純物からなることを特徴とする耐蝕性Ti基合金
。
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JP3015771A JP2871867B2 (ja) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | 耐蝕性Ti基合金 |
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JPH04308051A true JPH04308051A (ja) | 1992-10-30 |
JP2871867B2 JP2871867B2 (ja) | 1999-03-17 |
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ID=11898071
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3015771A Expired - Lifetime JP2871867B2 (ja) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | 耐蝕性Ti基合金 |
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JP (1) | JP2871867B2 (ja) |
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