JPS61227140A - 耐食性に優れたチタン合金 - Google Patents
耐食性に優れたチタン合金Info
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- JPS61227140A JPS61227140A JP6810485A JP6810485A JPS61227140A JP S61227140 A JPS61227140 A JP S61227140A JP 6810485 A JP6810485 A JP 6810485A JP 6810485 A JP6810485 A JP 6810485A JP S61227140 A JPS61227140 A JP S61227140A
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- corrosion resistance
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- titanium alloy
- titanium
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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。
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〕
この発明は、耐食性に優れたチタン合金に関し、特に酸
性環境下において卓越した耐食性を示すチタン合金Ｉ：
関するものである。
性環境下において卓越した耐食性を示すチタン合金Ｉ：
関するものである。
チタンはその表面に形成される強固な不動態酸化物被膜
により、塩化物溶液等に対して優れた耐食性を示すため
、化学工業用装置の構成材料として広く利用されている
が、その耐食性は、一般ニ中性塩化物（例えばＮａＣ６
）環境下および酸化性環境下において優れているものの
、塩酸または硫酸のような非酸化性の酸が存在する酸性
環境下では前記の酸化物被膜が破壊されて全面活性溶解
が起こるため、低下する。したがって、このようなチタ
ンの弱点をカバーする。酸性環境下においても優れた耐
食性を示すチタン合金として、少量、すなわち約０．２
４０）Ｐｄを添加したＴｉ −０，２４Ｐｄ合金が開発
され、またニッケル基合金に対してＭｅを多量に添加し
た。ハステロイＢ合金（２８４Ｍｏ −Ｎｉ合金）が耐
塩酸腐食性材料として知られている。
により、塩化物溶液等に対して優れた耐食性を示すため
、化学工業用装置の構成材料として広く利用されている
が、その耐食性は、一般ニ中性塩化物（例えばＮａＣ６
）環境下および酸化性環境下において優れているものの
、塩酸または硫酸のような非酸化性の酸が存在する酸性
環境下では前記の酸化物被膜が破壊されて全面活性溶解
が起こるため、低下する。したがって、このようなチタ
ンの弱点をカバーする。酸性環境下においても優れた耐
食性を示すチタン合金として、少量、すなわち約０．２
４０）Ｐｄを添加したＴｉ −０，２４Ｐｄ合金が開発
され、またニッケル基合金に対してＭｅを多量に添加し
た。ハステロイＢ合金（２８４Ｍｏ −Ｎｉ合金）が耐
塩酸腐食性材料として知られている。
チタンに代って登場した前記のＴｉ −０，２１Ｐｄ合
金および非チタン合金である前記のハステロイＢ合金は
酸性環境下においてチタンよりは優れた耐食性を示すも
のの、これらの材料の耐食性は、特に酸性環境下におい
て便用される化学工業用装置等において近年益々高まる
耐食性の要求からみて。
金および非チタン合金である前記のハステロイＢ合金は
酸性環境下においてチタンよりは優れた耐食性を示すも
のの、これらの材料の耐食性は、特に酸性環境下におい
て便用される化学工業用装置等において近年益々高まる
耐食性の要求からみて。
未だ十分でなく、またこれらの合金はいずれも比較的高
価であるために、用途が限られるという欠点があった。
価であるために、用途が限られるという欠点があった。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特；二
酸性環境下において前述のＴｉ −０，２１Ｐｄ合金お
よびハステロイＢ合金よりも優れた耐食性を有するチタ
ン合金な得べく種々研究を重ねた結果。
酸性環境下において前述のＴｉ −０，２１Ｐｄ合金お
よびハステロイＢ合金よりも優れた耐食性を有するチタ
ン合金な得べく種々研究を重ねた結果。
１）チタンと全率固溶するニオブをチタンに添加して合
金化すると、その表面では、酸性溶液に対して溶解しや
すいチタン酸化物が優先的に溶解する一方、酸性溶液中
で安定なニオブ酸化物が残る結果、ニオブ酸化物を主体
とする酸化物被膜が形成され、それによってニオブ含有
チタン合金の酸性環境下における耐食性が著しく向上す
ること２）このニオブ含有チタン合金にＯ（酸素）を含
有させると、前記ニオブ酸化物を主体とする被膜の形成
が促進され、したがって一段と確実な耐食性を確保でき
ること、 ３）ニオブと酸素を含有するチタン合金にＭＯを添加す
ると、そのＭｏによってニオブ酸化物被膜が補強される
とともに、そのＭＯの一部はモリブデン酸イオンとなっ
て溶液中に溶解し、インヒビターの作用を発揮すること
。
金化すると、その表面では、酸性溶液に対して溶解しや
すいチタン酸化物が優先的に溶解する一方、酸性溶液中
で安定なニオブ酸化物が残る結果、ニオブ酸化物を主体
とする酸化物被膜が形成され、それによってニオブ含有
チタン合金の酸性環境下における耐食性が著しく向上す
ること２）このニオブ含有チタン合金にＯ（酸素）を含
有させると、前記ニオブ酸化物を主体とする被膜の形成
が促進され、したがって一段と確実な耐食性を確保でき
ること、 ３）ニオブと酸素を含有するチタン合金にＭＯを添加す
ると、そのＭｏによってニオブ酸化物被膜が補強される
とともに、そのＭＯの一部はモリブデン酸イオンとなっ
て溶液中に溶解し、インヒビターの作用を発揮すること
。
４）ニオブと酸素を含有するチタン合金にＮｉを添加す
ると水素過電圧が低下し、水素イオンの還元反応それ自
体でこの合金が不動態化して、その耐食性が向上するこ
と、 ５）上記のＭＯとＮｉを複合添加すると、一層耐食性が
向上すること。
ると水素過電圧が低下し、水素イオンの還元反応それ自
体でこの合金が不動態化して、その耐食性が向上するこ
と、 ５）上記のＭＯとＮｉを複合添加すると、一層耐食性が
向上すること。
を見出した。
この発明は上記知見にもとづいて発明されたものであっ
て。
て。
Ｎｂ：１．０〜゛５０％、 Ｏ：０．０５〜０．６
％を含有し、さらに必要（一応じてＭＯ： ０．１〜５
．０係およびＮｉ ： ０．１〜１０４のうちの１種ま
たは２種を含有し、残りがＴｉおよび不可避不純物から
なる組成（以上重量係、別に断らないかぎり以下も同様
）を有することを特徴とする、耐食性に優れたチタン合
金を提供するものである。
％を含有し、さらに必要（一応じてＭＯ： ０．１〜５
．０係およびＮｉ ： ０．１〜１０４のうちの１種ま
たは２種を含有し、残りがＴｉおよび不可避不純物から
なる組成（以上重量係、別に断らないかぎり以下も同様
）を有することを特徴とする、耐食性に優れたチタン合
金を提供するものである。
ついで、この発明（二おいて、成分組成範囲を上記のと
おりに限定した理由を説明する。
おりに限定した理由を説明する。
（ａ） Ｎｂ
励成分には、前述のように、チタン合金表面の不動態被
膜を酸性溶液中で安定化させる作用があるが、その含有
量が１．０係未満ではその安定化作用に所望の効果が得
られず、一方５０％を越えて含有させても、前記作用が
飽和してしまうところから、その含有量を１．０〜５０
％と定めた。
膜を酸性溶液中で安定化させる作用があるが、その含有
量が１．０係未満ではその安定化作用に所望の効果が得
られず、一方５０％を越えて含有させても、前記作用が
飽和してしまうところから、その含有量を１．０〜５０
％と定めた。
（ｂ）０
０成分には、耐食性の改善に寄与するニオブ酸化物の形
成を助長する作用があるが、その含有量が０．０５％未
満ではその作用に所望の効果が現われず、一方０．６１
を越えて含有させると、得られたチタン合金の加工性が
著しく劣化するところから、その含有量を０．０５〜０
．６係と定めた。
成を助長する作用があるが、その含有量が０．０５％未
満ではその作用に所望の効果が現われず、一方０．６１
を越えて含有させると、得られたチタン合金の加工性が
著しく劣化するところから、その含有量を０．０５〜０
．６係と定めた。
（ｃ） Ｍ。
Ｍｏ成分は、ニオブ酸化物被膜を補強する作用を有し、
溶液中基；溶解してモリブデン酸イオンとなり、インヒ
ビター作用を発揮するが、その含有量が０．１１未満で
は上記作用に所望の効果が得られず、一方それが５．０
％を越えると酸化性酸環境下における合金の耐食性を劣
化させることから、その含有量を０．１〜５．０４と定
めた。
溶液中基；溶解してモリブデン酸イオンとなり、インヒ
ビター作用を発揮するが、その含有量が０．１１未満で
は上記作用に所望の効果が得られず、一方それが５．０
％を越えると酸化性酸環境下における合金の耐食性を劣
化させることから、その含有量を０．１〜５．０４と定
めた。
（ｄ） Ｎｉ
Ｎｉ成分は、合金の水素過電圧を低下させ、もってその
不動態化に寄与して耐食性を向上させる作用を有するが
、その含有量が０．１係未満では上記作用に十分な効果
が得られず、一方それが、１０係を越えると、合金の冷
間加工性が劣化するところから、その含有量を０．１〜
１０係と定めた。
不動態化に寄与して耐食性を向上させる作用を有するが
、その含有量が０．１係未満では上記作用に十分な効果
が得られず、一方それが、１０係を越えると、合金の冷
間加工性が劣化するところから、その含有量を０．１〜
１０係と定めた。
なお、上記所定量のＭＯおよびＮｉのうちの１種または
２種をＮｂ −０含有チタン合金Ｉ：添加することによ
り、非酸化性の酸溶液中だけでなく、硝酸のような酸化
性の酸溶液中４＝おいても優れた耐食性が得られる。
２種をＮｂ −０含有チタン合金Ｉ：添加することによ
り、非酸化性の酸溶液中だけでなく、硝酸のような酸化
性の酸溶液中４＝おいても優れた耐食性が得られる。
つぎに、この発明のチタン合金を実施例ζ：よＴ）具体
的に説明する。
的に説明する。
予め用意した市販のスポンジチタンと粉末状のＮｂとを
所定割合に配合して得た混合物をエレクトロビームによ
り溶解して、それぞれ第１表に示される成分組成を有す
る１３種のインゴットを溶製し、ついで市販純チタンの
加工処理と同様の処理１糧に従い、前記各インゴットに
鍛造、熱間圧延および冷間圧延を施した後、焼鈍して厚
さ］Ｏｗ＋の板材を製作し、ついでこれから長さ： ４
０ ｗｉ Ｘ幅：３１１１ＩＩ×厚さ：１０調の試験片
１〜７を切り出した。なお、前記インゴット中の０含有
量は、製造条件を変えること（二よって種々の値に調整
した。
所定割合に配合して得た混合物をエレクトロビームによ
り溶解して、それぞれ第１表に示される成分組成を有す
る１３種のインゴットを溶製し、ついで市販純チタンの
加工処理と同様の処理１糧に従い、前記各インゴットに
鍛造、熱間圧延および冷間圧延を施した後、焼鈍して厚
さ］Ｏｗ＋の板材を製作し、ついでこれから長さ： ４
０ ｗｉ Ｘ幅：３１１１ＩＩ×厚さ：１０調の試験片
１〜７を切り出した。なお、前記インゴット中の０含有
量は、製造条件を変えること（二よって種々の値に調整
した。
ついで、このようにして得られた本発明試験片１〜１３
を、沸騰しつつある条件■：５１ＧＨＣ６水溶液１条件
■：１０憾ＨＣ１水溶液、および条件■： ５０１ Ｈ
ＮＯｘ水溶液各５０Ｏｅｃ中に７２時間浸漬することに
よって耐食性試験を実施し、それによって生じた重量減
から腐食速度を求めて各試験片の耐食性を評価した。こ
の試験では各種の試験片に対して同じ試験を２回ずつ繰
返し、その結果得られた２つの重量減の値の平均値を採
用して腐食速度を求めた。
を、沸騰しつつある条件■：５１ＧＨＣ６水溶液１条件
■：１０憾ＨＣ１水溶液、および条件■： ５０１ Ｈ
ＮＯｘ水溶液各５０Ｏｅｃ中に７２時間浸漬することに
よって耐食性試験を実施し、それによって生じた重量減
から腐食速度を求めて各試験片の耐食性を評価した。こ
の試験では各種の試験片に対して同じ試験を２回ずつ繰
返し、その結果得られた２つの重量減の値の平均値を採
用して腐食速度を求めた。
さらに比較のため、上記のように製造した。成分組成範
囲がこの発明の範囲から外れた組成を有する比較合金か
ら得られた比較試験片１〜２（この発明の範囲から外れ
た成分には壷印な付けた）、および別途用意した。市販
の工業用純チタン（ＪＩＳ２種） 、Ｔｉ −０，２チ
Ｐｄ合金およびノ１ステロイＢ合金から切り出した同様
な試験片Ｃ二ついて〔発明の効果〕 第１表（二示される結果から、条件■および■のいずれ
の場合においても、市販の純チタン材は著しい腐食量を
示し、この純チタン材、および成分組成が本発明の範囲
から外れたチタン合金と比べると、従来のＴｉ ＝ ０
．２１Ｐｄ合金および）・ステロイＢ合金は腐食速度が
かなり小さいが、それでも条件■の場合で、精々０．１
０ｇ／ｆｒ？ｈｒ どまりであるのに対し、本発明の
Ｔｉ合金では同じ条件下で０、０１〜０．０３ ｇ ／
ｍ” ｈｒ という著しく低い腐食量を示し１本発
明Ｔｉ合金、が、特に酸性環境下（：おいて、前記の比
較合金および従来の耐食材と比べて格段に優れた耐食性
を示すことがわかる。
囲がこの発明の範囲から外れた組成を有する比較合金か
ら得られた比較試験片１〜２（この発明の範囲から外れ
た成分には壷印な付けた）、および別途用意した。市販
の工業用純チタン（ＪＩＳ２種） 、Ｔｉ −０，２チ
Ｐｄ合金およびノ１ステロイＢ合金から切り出した同様
な試験片Ｃ二ついて〔発明の効果〕 第１表（二示される結果から、条件■および■のいずれ
の場合においても、市販の純チタン材は著しい腐食量を
示し、この純チタン材、および成分組成が本発明の範囲
から外れたチタン合金と比べると、従来のＴｉ ＝ ０
．２１Ｐｄ合金および）・ステロイＢ合金は腐食速度が
かなり小さいが、それでも条件■の場合で、精々０．１
０ｇ／ｆｒ？ｈｒ どまりであるのに対し、本発明の
Ｔｉ合金では同じ条件下で０、０１〜０．０３ ｇ ／
ｍ” ｈｒ という著しく低い腐食量を示し１本発
明Ｔｉ合金、が、特に酸性環境下（：おいて、前記の比
較合金および従来の耐食材と比べて格段に優れた耐食性
を示すことがわかる。
またｓ ＭｏおよびＮｉのうちの１種または２種を添加
した本発明のＴｉ合金（本発明試験片８〜１３）は１条
件■の沸騰５０１ ＨＮＯ，水溶液中の耐食性試験にお
いて特響二優れた耐食性を示し、運とＯを含むＴｉ合金
ζ：ＭＯまたはＮｉあるいはその両方を添加した本発明
Ｔｉ合金が酸化性の酸水溶液に対しても優れた耐食性を
発揮することがわかる。
した本発明のＴｉ合金（本発明試験片８〜１３）は１条
件■の沸騰５０１ ＨＮＯ，水溶液中の耐食性試験にお
いて特響二優れた耐食性を示し、運とＯを含むＴｉ合金
ζ：ＭＯまたはＮｉあるいはその両方を添加した本発明
Ｔｉ合金が酸化性の酸水溶液に対しても優れた耐食性を
発揮することがわかる。
なお、上記の実施例においては、この発明のＴｉ合金が
ＨＣｌおよびＨＮＯ，の腐食に対して優れた耐食性を発
揮することを示したが、その他の酸１例えば硫酸に対し
ても同様な耐食性を示し、また中性塩化物溶液環境下に
おいても本発明Ｔｉ合金が従来のＴｉ −０，２１Ｐｄ
合金に匹敵する耐食性を示すことは言う迄もない。
ＨＣｌおよびＨＮＯ，の腐食に対して優れた耐食性を発
揮することを示したが、その他の酸１例えば硫酸に対し
ても同様な耐食性を示し、また中性塩化物溶液環境下に
おいても本発明Ｔｉ合金が従来のＴｉ −０，２１Ｐｄ
合金に匹敵する耐食性を示すことは言う迄もない。
上述のように、この発明のＮｂ含有Ｔｉ合金は、酸性環
境下において、従来のＴｉ −０，２％Ｐｄ合金やハス
テロイＢ合金よりも格段に優れた耐０食性を発揮するの
で、この発明によると１例えば、塩酸や硫酸等の露点腐
食または硝酸のような酸化性の酸による腐食が問題（−
なる装置や、種々の酸または酸性溶液を取り扱う装置の
構造材料として使用した場合、特に優れた耐食性を示す
Ｔｉ合金を提供することができる。
境下において、従来のＴｉ −０，２％Ｐｄ合金やハス
テロイＢ合金よりも格段に優れた耐０食性を発揮するの
で、この発明によると１例えば、塩酸や硫酸等の露点腐
食または硝酸のような酸化性の酸による腐食が問題（−
なる装置や、種々の酸または酸性溶液を取り扱う装置の
構造材料として使用した場合、特に優れた耐食性を示す
Ｔｉ合金を提供することができる。
Claims (4)
- （１）Ｎｂ：１．０〜５．０％、 Ｏ：０．０５〜０．６％、 を含有し、残りがＴｉおよび不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有することを特徴とする、耐食性に優
れたチタン合金。 - （２）Ｎｂ：１．０〜５０％、 Ｏ：０．０５〜０．６％、 Ｍｏ：０．１〜５．０％、 を含有し、残りがＴｉおよび不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有することを特徴とする、耐食性に優
れたチタン合金。 - （３）Ｎｂ：１．０〜５０％、 ０：０．０５〜０．６％、 Ｎｉ：０．１〜１０％ を含有し、残りがＴｉおよび不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有することを特徴とする、耐食性に優
れたチタン合金。 - （４）Ｎｂ：１．０〜５０％、 Ｏ：０．０５〜０．６％、 Ｍｏ：０．１〜５．０％、 Ｎｉ：０．１〜１０％、 を含有し、残りがＴｉおよび不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有することを特徴とする、耐食性に優
れたチタン合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6810485A JPS61227140A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 耐食性に優れたチタン合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6810485A JPS61227140A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 耐食性に優れたチタン合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61227140A true JPS61227140A (ja) | 1986-10-09 |
Family
ID=13364095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6810485A Pending JPS61227140A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 耐食性に優れたチタン合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61227140A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115233034A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-25 | 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 | 耐海洋环境腐蚀接地材料、耐氯离子腐蚀合金及制备方法 |
-
1985
- 1985-03-30 JP JP6810485A patent/JPS61227140A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115233034A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-25 | 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 | 耐海洋环境腐蚀接地材料、耐氯离子腐蚀合金及制备方法 |
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