|
Растворы фосфорной кислоты оказывали менее агрессивное действие как на титан, так и на его сплавы с хромом, чем растворы серной и соляной кислот. Зависимости скорости коррозии титана и его сплава с 9% хрома от потенциала в 72%-ном растворе фосфорной кислоты при 60° С почти одинаковы.
Максимальная скорость коррозии титана и сплава наблюдается при потенциале —0,4 в и составляет примерно одинаковую величину — 6 г/м2 • час. Однако у сплава потенциал активации расположен около тогда как титан имеет потенциал активации, равный 0,2 в.
Пассивная область сплава простирается до 1,7 е; при значениях, больших 1,7 в, скорость коррозии увеличивается. При повышении температуры до 100° С наблюдается значительное сокращение пассивной области для сплава со стороны положительных потенциалов, при этом скорость коррозии увеличивается, начиная с потенциала +1,2 в.
Таким образом, можно полагать, что сильно окислительные условия, особенно при повышенных температурах, будут вызывать ускоренное разрушение сплавов титана с хромом, как это и имело место в растворах серной и фосфорной кислот. В связи с этим было интересно проследить коррозионное и электрохимическое поведение сплавов на основе титана с добавками хрома в растворах сильных окислителей, в частности в растворах азотной кислоты (57%-ных) при 100° С.
Проведенные коррозионные испытания сплавов титана с хромом (до 10 вес. %) в 57%-ном растворе азотной кислоты при 100° С в течение 70 час. показали, что титан и его сплавы с хромом обладают высокой коррозионной стойкостью, имея скорость коррозии в пределах 0,007—0,01 г/м2 • час.
Данные электрохимических исследований хрома, титана и их сплавов в 57%-ной азотной кислоте представлены в виде потенциостатических кривых поляризации на рис. 8. Кривая 1 соответствует поляризации платины и показывает, что при катодных значениях плотности тока имеет место наименьшее перенапряжение восстановления азотной кислоты, а при анодных значениях по достижении предельного диффузионного тока окисления продуктов коррозии или продуктов восстановления азотной кислоты наблюдается увеличение плотности тока, зависящее от процесса выделения кислорода при потенциале +1,8 в (при 1 ма/см2), причем стационарный потенциал (потенциал в отсутствие внешнего тока) лежит при 1,25 в (кривая 7).
Хром (кривая 2) имеет более высокое перенапряжение восстановления азотной кислоты, тогда как в области анодных значений плотности тока наблюдается растворение хрома по механизму перепассивации.
Наибольшее перенапряжение восстановления азотной кислоты имеет титан (кривая 3), а в области анодных значений плотности
тока он находится в пассивном состоянии, при этом плотность тока меньше 0,01 ма/см2.
На сплавах титана с хромом перенапряжение восстановления азотной кислоты имеет промежуточные величины, между перенапряжением на хроме и титане, а повышение плотности тока по отношению к титану связано не с увеличением растворимости сплавов, а с увеличением проводимости пассивирующих окислов по сравнению с титаном. Последнее подтверждается исследованиями зависимости скорости коррозии от потенциала, которые показали отсутствие значительных коррозионных потерь при по-
тенциалах вплоть до 1,845 в, несмотря на то, что хром проявляет явление перепассивации. Кривая 6 на рис. 7 изображает зависимость стационарных потенциалов титана, хрома, платины и сплавов титана с хромом в 57%-ной азотной кислоте при 100° С. При увеличении содержания хрома в сплаве потенциал становится все более положительным, что, по-видимому, связано с изменениями в полупроводниковых свойствах окисных пленок, возникающих на поверхности титана и его сплавов.
Таким образом, состав среды имеет значительное влияние на коррозионное и электрохимическое поведение сплавов на основе титана с добавками хрома. Данные по зависимости скорости коррозии сплавов титана с добавками хрома при потенциале 1,845 в от содержания в них хрома в трех различных кислотах при 100° С показывают, что результаты хорошо укладываются в соотношения вида
40 %-ная серная кислота (кривая 3): К = 0,22 ехр 0,48сСГ) 87 %-ная фосфорная кислота (кривая 2): К = 0,4 ехр 0,25сCri
где К — скорость коррозии, а сСг — концентрация хрома в сплаве, вес. %. Скорость коррозии сплавов в 57%-ной азотной кислоте незначительна и практически не зависит от содержания хрома в сплавах вплоть до 10 вес. %.
Выводы
1. Добавление хрома к титану увеличивает скорость коррозии в растворах неокислительных кислот в согласии с соотношением К = K0 ехр 0,1сСг (К — скорость коррозии, г/м2 • час, сСr — концентрация хрома в сплаве, вес. %). Легирование хромом не ухудшало коррозионной стойкости титана в растворах азотной кислоты.
2. Хром во всех растворах серной кислоты пассивируется, при этом плотность тока пассивации с повышением концентрации кислоты увеличивается, но при концентрации кислоты более 70% уменьшается. При увеличении температуры плотность тока пассивации возрастает. Потенциал активации хрома на 0,1—0,2 в отрицательнее потенциала активации титана. Потенциал перепассивации хрома во всех исследованных растворах серной кислоты, так же как и в растворах фосфорной и азотной кислот, имеет одну и ту же величину, равную 1,2 в.
3. Легирование титана хромом увеличивает плотность тока пассивации. При повышенных температурах в растворах серной и фосфорной кислот в области потенциалов выше 1,2 в скорость коррозии сплавов титана с хромом увеличивается и тем в большей степени, чем выше содержание хрома в сплаве.
4. В растворах азотной кислоты сплавы титана с добавками хрома не показывают сильного увеличения скорости коррозии при высокой температуре и высоких положительных потенциалах, тогда как хром проявляет явление перепассивации.
| 
