JPS634892B2

JPS634892B2 -

Info

Publication number: JPS634892B2
Application number: JP60031505A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Taki; Hideo Sakuyama
Original assignee: Nippon Mining Co
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1988-02-01
Also published as: JPS61194143A

Description

[Detailed description of the invention]

チタンは、その耐食性が優れているため、従来
の耐食性金属に替わつて広く工業用材料として使
われるようになつてきたが、特に硝酸、クロム
酸、塩素酸、二酸化塩素、又は塩素酸塩等のよう
な酸化性腐食環境、並びに海水その他塩化物を含
む腐食環境において優れている。一方、塩酸、硫酸などのような非酸化性酸にお
いては、上記のような環境ほど優れた威力を発揮
しない。そのため、この点を改良した既存の合金
としてTi−Pd合金、Ti−Ni合金、Ti−Ni−Mo
合金（特願昭50−37435）などが一部使用されて
いるが、Ti−Pd合金は、高価なパラジウムを使
用しているため値段が高いという欠点があり、
Ti−Ni合金、Ti−Ni−Mo合金は、加工性が悪
いという欠点があるため広く利用されるにはいた
つていないのが現状である。以上の点から、チタンは優れた耐食性を有して
いるとはいえ過酷な腐食環境下では、まだ多くの
問題をのこしており、又同時にこれらに対し一部
改善されたチタン合金も開発されてはいるが多く
の欠点を有しており十分でない。本発明は、これらの状況を踏まえ見いだされた
ものであり、特に非酸化性の酸などの厳しい腐食
環境で威力を発揮すると同時に、塩素イオンが存
在する溶液においてしばしば発生する隙間腐食に
もおおいに威力を発揮するチタン基合金に関する
ものである。その組成範囲は、以下のとおりである。元素組成範囲（wt％）ルテニウム 0.005〜2.0 ニツケル 0.01 〜2.0 タングステン 0.005〜0.5（１種又は２
種）モリブデン 0.01 〜1.0（１種又は２
種）チタン balance 本発明の上記チタン基合金において、ルテニウ
ムの下限を0.005wt％とするのは、この添加量未
満では耐食性の向上が小さく実用的でないためで
あり、0.005wt％以上このましくは0.01wt％以上
が必要とされる。又、ルテニウムの上限を2.0wt
％以下としたのは、それより多くの添加は、耐食
性の効果が飽和し、又ルテニウムに費用がかかり
すぎ経済的でないためである。ニツケルの下限を0.01wt％とするのは、この添
加量未満では耐食性の向上が小さく実用的でない
ためであり、好ましくは0.1wt％以上が必要とさ
れる。又ニツケルの上限を2.0wt％以下としたの
は、これより多く添加してもその効果があまりか
わらないことと、加工性の低下及び製造が難しく
なることにより、好ましくは1.0wt％以下である。又タングステンの下限を0.005wt％とするのは、
この添加量以上で腐食速度の減少の効果が明らか
となるためであり、上限を0.5wt％とするのは、
これより多く添加すると加工性が著しく悪くなる
ためである。モリブデンの下限を0.01wt％とするのは、この
添加量以上で腐食速度の減少の効果が現われ、上
限を1.0wt％としたのは、これより多く添加して
も腐食速度減少の効果がのびず、又加工性が著し
く悪化するためである。次に、本発明のチタン合金を従来の耐食性チタ
ン合金と比較しその有効性を説明することにす
る。比較試験試験した腐食環境は、全面腐食では１１％H₂SO₄、沸騰状態２５％HCl、沸騰状態であり、隙間腐食では３ 10％NaCl、PH＝6.1、沸騰状態で行なつた。第１表に１％H₂SO₄の結果を示す。純Ti及び既存の耐食性チタン合金をNo.１〜No.
６に示し、本発明合金をNo.７〜No.23に示す。 No.７〜No.９は、本発明合金においてMoの添加
量を変化させたものである。Mo添加量が0.01wt
％（No.７）において既にその効果はみられている
が、0.1wt％以上ではとくにはつきりと腐食速度
が減つており、No.６との比較においてMo添加の
効果がはつきりとうかがえる。次に、No.10〜No.13は本発明合金においてＷの添
加量を変化させたものである。0.005wt％（No.10）
ではつきりと腐食速度が減つており、No.６との比
較においてＷ添加の効果がはつきりとうかがえ
る。次に、No.14〜No.17は本発明合金においてRu
の添加量を変化させたものである。Ru添加量が
0.005wt％（No.14、No.16）と非常に低い場合でも
耐食性は良好であり、又Ru添加量が2.0wt％（No.
15、No.17）の場合は非常に低い腐食速度を示して
いる。次にNo.18〜No.21は本発明合金においてNi
の添加量を変化させたものである。どの合金とも
比較合金より低い腐食速度を示しており、良好な
耐食性を有していることがわかる。さらにNo.22、
No.23はNiの他にＷ、Moを添加しものであるが、
いずれも良好な耐食性を示している。第２表は、５％HClでの腐食試験結果が示され
ている。１％H₂SO₄と比較した場合、腐食環境
がきびしいため腐食速度は全体的に上昇している
が、本発明合金が従来よりある耐食性チタン合金
より優れていることにかわりはない。 Due to its excellent corrosion resistance, titanium has come to be widely used as an industrial material in place of conventional corrosion-resistant metals. Excellent in oxidizing corrosive environments such as seawater and other corrosive environments containing chlorides. On the other hand, non-oxidizing acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid do not exhibit as good an effect as in the above environment. Therefore, existing alloys that have been improved in this respect include Ti-Pd alloy, Ti-Ni alloy, Ti-Ni-Mo
Ti-Pd alloys (Japanese Patent Application No. 37435/1983) are used in some cases, but Ti-Pd alloys have the disadvantage of being expensive because they use expensive palladium.
Ti--Ni alloy and Ti--Ni--Mo alloy have the disadvantage of poor workability, so at present they have not been widely used. From the above points, although titanium has excellent corrosion resistance, it still has many problems in harsh corrosive environments, and at the same time, titanium alloys with some improvements in these problems have also been developed. However, it has many drawbacks and is not sufficient. The present invention was discovered based on these circumstances, and is particularly effective in severe corrosive environments such as non-oxidizing acids, and at the same time is highly effective against crevice corrosion that often occurs in solutions containing chlorine ions. This relates to a titanium-based alloy that exhibits the following properties. Its composition range is as follows. Element Composition range (wt%) Ruthenium 0.005-2.0 Nickel 0.01-2.0 Tungsten 0.005-0.5 (1 or 2
Species) Molybdenum 0.01 to 1.0 (Type 1 or 2)
Titanium balance In the titanium-based alloy of the present invention, the lower limit of ruthenium is set at 0.005wt% because if the addition amount is less than this, the improvement in corrosion resistance is small and it is not practical. 0.01wt% or more is required. Also, the upper limit of ruthenium is set at 2.0wt.
% or less because if more than that amount is added, the corrosion resistance effect will be saturated and ruthenium will be too expensive, making it uneconomical. The lower limit of nickel is set at 0.01 wt% because if the addition amount is less than this, the improvement in corrosion resistance is small and is not practical, and preferably 0.1 wt% or more is required. The upper limit of nickel is set to 2.0wt% or less because the effect does not change much even if more than this is added, and the processability decreases and manufacturing becomes difficult, so it is preferably 1.0wt% or less. . Also, the lower limit of tungsten is set at 0.005wt%.
The reason for setting the upper limit at 0.5wt% is that the effect of reducing the corrosion rate becomes obvious above this amount.
This is because if more than this is added, processability will be significantly impaired. The lower limit of molybdenum is set at 0.01wt% because the effect of reducing corrosion rate appears above this addition amount, and the upper limit of molybdenum is set at 1.0wt% because the effect of reducing corrosion rate does not appear even if it is added in a larger amount. This is because the processability is significantly deteriorated. Next, the effectiveness of the titanium alloy of the present invention will be explained by comparing it with conventional corrosion-resistant titanium alloys. Comparative Test The corrosion environments tested were: 11% H ₂ SO ₄ , boiling state, 25% HCl, boiling state for general corrosion, and 310% NaCl, PH = 6.1, boiling state, for crevice corrosion. Table 1 shows the results for 1% H ₂ SO ₄ . Pure Ti and existing corrosion-resistant titanium alloys No. 1 to No.
6, and the alloys of the present invention are shown in No. 7 to No. 23. No. 7 to No. 9 are alloys of the present invention in which the amount of Mo added is changed. Mo addition amount is 0.01wt
% (No. 7), but above 0.1wt%, the corrosion rate is particularly reduced, and the effect of Mo addition is clearly seen in comparison with No. 6. I can see it. Next, No. 10 to No. 13 are alloys of the present invention in which the amount of W added is changed. 0.005wt% (No.10)
The corrosion rate was significantly reduced in No. 6, and the effect of W addition was clearly seen in comparison with No. 6. Next, No. 14 to No. 17 are Ru in the alloy of the present invention.
The amount of addition was changed. Ru addition amount
Corrosion resistance is good even when the Ru content is as low as 0.005wt% (No. 14, No. 16), and Ru addition is 2.0wt% (No. 14, No. 16).
15, No. 17) shows a very low corrosion rate. Next, No. 18 to No. 21 are Ni alloys of the present invention.
The amount of addition was changed. All alloys show lower corrosion rates than the comparative alloys, indicating that they have good corrosion resistance. Furthermore, No. 22,
No. 23 has W and Mo added in addition to Ni,
All exhibit good corrosion resistance. Table 2 shows the corrosion test results with 5% HCl. When compared with 1% H ₂ SO ₄ , the overall corrosion rate is increased due to the harsher corrosive environment, but the alloy of the present invention is still superior to conventional corrosion-resistant titanium alloys.

【表】【table】

【表】次に、隙間腐食試験結果を第３表に示す。純チタン、Ti−0.15Pd合金は、１日を経ずし
て隙間腐食をおこしている。Ti−0.8Ni−0.3Mo
は、２日間を経たのち隙間腐食をおこしている。
これに比べ、本発明合金はどれもそれ以上の耐隙
間腐食性を有していることがわかる。[Table] Next, Table 3 shows the crevice corrosion test results. Pure titanium and Ti-0.15Pd alloys undergo crevice corrosion in less than a day. Ti−0.8Ni−0.3Mo
After 2 days, crevice corrosion occurred.
In comparison, it can be seen that all the alloys of the present invention have higher crevice corrosion resistance.

【表】【table】

【表】〓×………すきま腐食発生
又、本発明合金は以上の耐食性の他耐水素吸収
性にもすぐれている。第４表にその試験結果を示
す。本データは対極に白金をもちい、極間電圧を
6.0Vとして供試材の表面より水素の泡を出し水
素吸収を行なわせることにより得られたものであ
る。純チタンにくらべ明らかに本発明合金の方が水
素吸収量が少ないことがわかる。[Table] ×...Occurrence of crevice corrosion In addition to the above-mentioned corrosion resistance, the alloy of the present invention also has excellent hydrogen absorption resistance. Table 4 shows the test results. This data uses platinum as the counter electrode, and the voltage between electrodes is
It was obtained by emitting hydrogen bubbles from the surface of the test material and absorbing hydrogen at 6.0V. It can be seen that the amount of hydrogen absorbed by the alloy of the present invention is clearly lower than that of pure titanium.

【表】【table】

【表】以上、本発明合金は塩酸、硫酸等の非常に腐食
力が強い非酸化性酸に対しても強い耐食性を有す
ると共に隙間腐食においても優れた抵抗力をもつ
ており、又耐水素吸収性にも優れている。これよ
り、本発明合金は既存の耐食性チタン合金の欠点
をなくし、しかもよりすぐれた耐食性を有してい
る全く新しいチタン合金であることがわかる。[Table] As shown above, the alloy of the present invention has strong corrosion resistance against highly corrosive non-oxidizing acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, as well as excellent resistance to crevice corrosion. It is also excellent in sex. This shows that the alloy of the present invention is a completely new titanium alloy that eliminates the drawbacks of existing corrosion-resistant titanium alloys and has even better corrosion resistance.

Claims

[Claims]

1 Ruthenium 0.005% by weight or more and 2.0% by weight or less,
Nickel 0.01% to 2.0% by weight, tungsten 0.005% to 0.5% by weight, or molybdenum 0.01% to 1.0% by weight1
A titanium-based alloy with excellent corrosion resistance, containing one or two species and the remainder consisting of titanium and unavoidable impurities.