무기산에서 티타늄의 내식성

일반적으로 티타늄은 산화 매체(예: 질산, 크롬산, 차아염소산염 및 과염소산 등)에서 내식성이 우수하고 환원성 산(예: 묽은 황산 용액, 염산 용액 등)에서는 내식성이 더 좋습니다. 산화막의 부동태가 파괴되기 때문에 부식 속도는 상대적으로 빠르며 온도와 농도가 증가합니다. 산을 환원할 때 중금속 염의 첨가는 부식 억제, 티타늄-팔라듐 합금 TA9(Ti-0.2Pd) 및 티타늄-니켈-몰리브덴 합금 TA10(Ti-0)에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 3Mo-0.8Ni)는 공업용 티타늄의 내식성보다 훨씬 높습니다.

티타늄은 질산 용액 가열 장비에 가장 적합한 금속 재료입니다. 티타늄 열교환기는 193도에서 약 60%의 질산을 견디며 수년 동안 부식 없이 사용할 수 있습니다. 40%와 68% 질산의 끓는점에서 일부 부식이 시작되고 티타늄 부동태 회복 후 짧은 시간이 지나면 부식 속도가 크게 감소하며 이는 티타늄 이온의 부식 억제와 관련이 있을 수 있습니다.

고온 질산에서 티타늄 내식성은 질산의 순도에 따라 달라집니다. 고온의 순수 질산 용액이나 질산 증기에서 질산 농도가 20%~60%일 때 부식이 더욱 뚜렷해집니다. Si, Cr, Fe, Ti 등과 같이 함량이 매우 낮더라도 다양한 금속 이온은 고온의 질산 용액에서 티타늄의 부식을 느리게 해야 합니다. 고온의 질산용액에서는 스테인레스강보다 티타늄이 더 강한 내식성을 나타냅니다. 티타늄 부식 제품(Tif+)은 질산 부식에 대한 매우 우수한 부식 억제제입니다.

실온의 공기 중 황산에서 산업적으로 순수한 티타늄은 5% 미만의 황산 용액에만 내성을 갖습니다. 온도가 약 0도까지 떨어지면 황산 농도를 20%까지 높일 수 있습니다. 온도를 끓는점까지 올리면 황산 농도를 0.5%로 줄여도 황산 농도는 여전히 부식됩니다. 동일한 온도에서 황산 용액을 질소에 넣으면 티타늄 부식 속도가 공기의 경우보다 훨씬 더 큽니다. 기타 환원무기산의 부식법칙은 기본적으로 동일하다.

상온에서 공업용 순수 티타늄은 다음 염산 용액의 7%를 견딜 수 있으며, 온도가 증가하면 내식성이 크게 감소합니다. 티타늄-니켈-몰리브덴 합금은 염산 용액의 9%를 견딜 수 있고 티타늄-팔라듐 합금은 27%에 도달할 수 있습니다. 철, 니켈, 구리, 몰리브덴 등과 같은 고가 중금속 이온은 티타늄의 내식성을 크게 향상시킬 수 있으며, 이는 티타늄이 습식 제련 산업의 염산 시스템에 성공적으로 사용된 이유입니다.

실온에서 산업적으로 순수한 티타늄은 최대 30%의 인산 용액에 대한 내성을 갖습니다. 온도가 60도까지 올라가면 농도는 약 10%로 떨어집니다. 100도의 온도에서 인산의 농도는 약 2% 정도만 유지할 수 있으며, 온도가 끓는점에 도달하면 티타늄의 부식이 가속화되지 않습니다.