钛在371℃以下可以抵抗空气的热氧化,表面生成浅黄色氧化膜。当温度升到426℃,随着热氧化膜厚度的增加,表面变成蓝色。温度继续上升到426℃以上,随着时间的延长生成很厚的氧化膜。当温度达到649℃以上之后,钛不再具有抗氧化能力,由于吸收大量的氧引起钛材的发脆。 钛可以耐受各种大气的腐蚀,在海洋大气中暴露24年,其平均腐蚀速度可以忽略不计。但是在高氧含量的气氛中,应该密切注意着火和燃烧的可能。
钛在含氢气的环境中是很容易吸收氢,氢脆是钛的极其危险的破坏现象。当温度低于即80℃时,只要没有大的拉应力,钛的吸氢速度极慢,基本上没有氢脆的危险。在无水含量的高温高压纯氢环境中,钛具有严重的吸氢倾向并导致氫脆。氢中的水含量可以显著阻止钛的吸氢作用,表 2-15是在316℃、5.5MPa的氢气氛中暴露96h,测定不同水含量对干钛的吸氢量影响。数据表明,当氢气氛中水含量大于2%时,吸氢量已经很小,
如表2-10所示,钛在碱和碱性介质中具有很强的耐腐蚀性。不论是氢氧化钠、氢氧化钾,还是氯氧化铵、氢氧化钙、氢氧化镁,钛都是很耐腐蚀的。钛在沸腾的饱和氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铵中,腐蚀速度几乎为0。在高温高浓度的氢氧化钠溶液中,如188℃的59%-73%溶液,腐蚀速度才可能超过1.09mm/a。尽管如此,钛在高温碱溶液中的氯脆敏感性不能忽视。当温度超过 77℃,碱溶液的pH 值大于12时,钛在
在有机化合物中(表2-9),通常钛都是相当耐腐蚀的,但是它的实际耐腐蚀性还是与有机酸溶液的还原性与氧化性的大小有关系。现在知道的有机酸中,只有为数不多的几个会腐蚀钛材,例如不通空气的热甲酸、热草酸、浓三氯乙酸等。而一旦通入空气之后,钛的腐蚀速度又明显下降了,有机化合物介质的含水量和空气都有利于钛维持其钝性,高温和无水的环境应该性意到有机化合物分解放氢的可能,这有可能导致钛的吸氢和发生氢脆的危险
表2-8 列出钛在一系列无机酸中的腐蚀速度,硫酸、盐酸、硝酸和磷酸是工业上最常见的无机酸介质。一般说来,钛在氧化性介质中(如硝酸,铬酸,次氯酸和高氯酸等)的耐腐蚀性较好,而在还原性酸中(如稀硫酸溶液,盐酸溶液等),由于氧化膜的钝性遭到破坏,腐蚀速度比较大,并且随温度和浓度的升高而增加。在还原性酸中,重金属盐的添加可以起到明显的缓蚀作用,钛钯合金和钛镍钼合金也比工业纯钛的耐腐蚀性强得多。 事实
钛在河水和海水中都具有非常优异的耐腐蚀性,尤其在海水中的耐腐蚀性更加可贵,可以毫不夸张地说,钛是所有天然水中最耐腐蚀的金属材料。钛在高温水及水蒸气(如>300℃)中可能有些变色或失光,甚至可能有少许增重,但是不会引起腐蚀。 钛在温度高达260℃的海水中很耐腐蚀,钛管凝汽器在污染海水中已经使用20多年,只发现稍微变色而没有腐蚀迹象。由于钛在海水中既不腐蚀又无毒性,海生物附着是一个相当头疼的实际