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石龍腐蝕加工 鈦在腐蝕過程中吸收氫，并由此而引起氫脆的危險(xiǎn)，和鋼比較起來要嚴(yán)重得多。一方面是由腐蝕液本身的組成上，它能影響鈦究竟會(huì)不會(huì)吸收在化學(xué)腐蝕過程中所產(chǎn)生的氫。另一方而是鈦對(duì)氫的親合性強(qiáng)，極易形成氫化物。
對(duì)鈦合金的酸洗或腐蝕，如果要把吸氫作用減少到最小值，就要在能溶解鈦合金的酸中添加氧化劑。而對(duì)鈦在化學(xué)加工上唯一具有溶解作用的酸是氫氟酸，常用的添加氧化劑足HNO3、。美國(guó)和荷蘭存這方面的研究工作表明(Biil…，1970)，在氫氟酸溶液中HNO3，含量的百分比和吸氫作用之間一般是指數(shù)關(guān)系，如圖1-22中所示。眾所周知，只要酸洗槽中HN03，含量保持存大約20％以上時(shí)，則所產(chǎn)生的吸氫作用可忽略不計(jì)。從酸洗的化學(xué)反應(yīng)式中，可以找到吸氫的生的原因。如果腐蝕液中沒有HNO3，或HNO3，含很低的話，則占優(yōu)勢(shì)的反應(yīng)將是：
硝酸/％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))
圖1-22硝酸百分濃度和吸氫的關(guān)系曲線
2Ti+6HF一2TiFj+3H2 T (1 5)
由上式可看出，氫的生成足很多的，每腐蝕2mol n勺鈦就有3mol的氫氣產(chǎn)生。如果所使用的是一種含有2％的氫氟酸和20％的HNO，溶液，則酸洗的化學(xué)反應(yīng)將是：
3Ti+4tlN03+12HF一3TiF4+8H20+4NOt (1—6)
從反應(yīng)式(1 6)看，沒有氖的析出，但這足理論狀態(tài)下的結(jié)果，在實(shí)際反應(yīng)中，還是有氧的析出，只是氫的析出大大減少。在這里氫吸出的多少與初牛的原子氫和HNO、反應(yīng)的速度有關(guān)。但不管怎么說，氧的生成足顯而易見地減少了，其吸氫作用也將大大降低。當(dāng)使用氧化性腐蝕液進(jìn)行化學(xué)腐蝕時(shí)，也會(huì)『可樣獲得有益的效果。建立在氫氟酸和HNO3，基礎(chǔ)上的腐蝕液和還原性腐蝕液(只有純的氫氟酸腐蝕液)相比，吸氫作月j前者總是低于后者。鈦合金經(jīng)化學(xué)府蝕后的吸氧作用主要取決于以下四個(gè)因素：使用的材料(包括所用材料的熱處理狀態(tài))；使用的腐蝕液類型；是一面進(jìn)行化學(xué)腐蝕還是兩面同時(shí)進(jìn)行化學(xué)腐蝕；化學(xué)腐蝕后余留下來的金屬厚度。
材料的影響就是材料組織中相的影響。在室溫下，純鈦其有六角形組織，即a帽，當(dāng)在885~C左右時(shí)轉(zhuǎn)化為體心直方形組織，即盧相。這種轉(zhuǎn)化，如在鈦合金中引入適當(dāng)?shù)暮辖鹪?，則鈦的盧相組織也能在室溫中保持下來，這對(duì)材料的性能是租有利的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所有的過渡元素都能作為穩(wěn)定劑，鉬、釩、鈮和鉭可以完全溶于體心立方的鈦中，鉻、銅和錳能同鈦生成盧共析合金，它們都對(duì)鈦的盧相的穩(wěn)定起著重要作用。
現(xiàn)代使用的大部分鈦合金都是『}I n相和盧相混合而成，可咀把它們?cè)O(shè)計(jì)成既能滿足強(qiáng)度又有利于加工性能的最佳平衡狀態(tài)。臺(tái)金組織越是接近盧相組織，則吸氫作用的影響越嚴(yán)重。氧、氮也和氫一樣容易滲入并溶解在合金巾，很少量氧和氯的溶解，能明顯提高合金的硬度和強(qiáng)度。但是，在氧滲入宅隙而溶解在鈦合金中的情況下，對(duì)鈦合金材料的硬度和強(qiáng)度沒有明顯增加，但鈦合金的脆性卻明顯增加。使鈦合金材料在沒有加載的情況下都會(huì)發(fā)生翹曲，甚至于整個(gè)斷裂。 各種腐蝕液對(duì)吸氫作用的影響，不同的合金材料所引起的差別并不大。對(duì)于多種牌號(hào)的徊合金來講，在主要使用的各種腐蝕液之間(氧氟酸、氯氟酸硝酸、氧氟酸鉻酸等)的差別是比較小的。對(duì)于多數(shù)合金，在氧化性的氧氟酸一硝酸組成的腐蝕液中進(jìn)行化學(xué)腐蝕，吸氫作用最小。如果是采用純的口相臺(tái)金，用現(xiàn)有的化學(xué)腐蝕方法是不可能的，因?yàn)闅涞奈樟繒?huì)非常大，對(duì)于這些材料要尋求特殊的腐蝕液。