一般的な特殊金属材料の耐食性の概要

良好な耐食性と機械加工性能を持つ特殊金属材料は、工場生産設備の耐食性要求を大幅に満たし、設備耐食グレードを向上させることができる。以下は一般的な特殊金属材料の耐食性の概要である。

チタン材料

チタンは強い不動態化傾向を持つ金属である。大気中や酸化性または中性の水溶液中では、何らかの原因で皮膜が損傷しても、安定した保護酸化皮膜を迅速かつ自動的に形成することができます。そのため、チタンは酸化性および中性媒体において優れた耐食性を示します。その巨大な不動態化特性により、チタン自体は多くの場合、異種金属と接触しても腐食を促進しないが、異種金属の腐食を促進する可能性がある。例えば、Pb、Sn、Cuまたはモネル合金が低濃度の非酸化性酸中でチタンと接触して電気的カップルを形成すると、これらの材料の腐食は加速されるが、チタンは影響を受けない。

チタン中の鉄含有量は、いくつかの媒体の耐食性に影響する。原材料に加えて、鉄の増加の理由は、多くの場合、鉄の浸透溶接の汚染であるため、溶接の一部が鉄含有量を増加させ、この時点で腐食が不均一な性質を持っています。特に水素の存在下で、チタン接触面の鉄汚染が鉄汚染領域で加速されることはほぼ避けられない。汚れた表面のチタン酸化皮膜が機械的損傷を引き起こすと、水素が金属に染み込む。温度、圧力、その他の条件により、水素は適宜拡散し、チタンに異なる程度の水素脆化を生じさせる。従って、チタンは、中温、高圧、水素ベアリングシステムで使用される場合、表面の鉄汚染を避けるべきである。

ニッケルおよびニッケル基合金

ニッケルは鈍化する傾向が大きい。常温では、ニッケルの表面は酸化皮膜で覆われているため、水や多くの食塩水での腐食に強い。

ニッケルは、15%未満の塩酸、17%未満の硫酸、多くの有機酸のような非酸化性の希酸に対しては、室温でかなり安定である。しかし、ニッケルの腐食速度は、酸化剤（FeCl2、CuCl2、HgCl2、AgNO3、次亜塩素酸塩）と換気の増加に伴って著しく増加する。

ニッケルは、高温でも溶融塩基でも、すべてのアルカリ溶液中で完全に安定であり、これがニッケルの優れた特徴である。

モネル合金は、還元性媒体中ではニッケルよりも、酸化性媒体中では銅よりも耐食性が高く、どのようなフッ酸濃度でも酸素が入るとすぐに腐食が始まります。しかし、溶液中に曝気や酸化剤が存在したり、鉄塩や銅塩のような有害な不純物が存在すると、耐フッ酸性は低下する。モネル合金は、白金、銀に加えて、フッ酸腐食に耐える最も優れた材料の一つである。

キュプロニッケル

キュプロニッケルの耐食性は純銅に似ており、無機酸、特に硝酸では深刻な腐食が起こります。しかし、濃度70%未満のフッ化水素酸に対しては、酸素がなく沸点以下であれば耐食性がある。その上、キュプロニッケルは無機酸、アルカリ溶液、有機化合物に対する腐食性が低い。

苛性ソーダ、または隔膜電解苛性ソーダでは、純ニッケルの代わりにB30（70-30銅ニッケル合金）を使用して、フィルム蒸発器装置、特にフィルム落下部品を製造することができ、耐用年数を向上させるだけでなく、ニッケルの70％を節約することができます。さらに、B10（91-9 Cu/Ni合金）も純ニッケルの代わりに蒸発器の蒸発管と蒸発器装置を製造することができる。さらに、キュプロニッケルは海水に対して高い耐食性を持つため、海水で冷却される熱交換器には通常B10とB30のキュプロニッケルが使用される。

ジルコニウム

ジルコニウムは ステンレス鋼、ニッケル基合金、チタンよりも耐食性に優れています。その機械的・技術的特性は、容器や熱交換器の製造にも適している。

ジルコニウムは価格が高いため、工業生産に使用されることはほとんどなかった。しかし、国内化学工業の発展に伴い、ジルコニウム材料は腐食の強い設備の多くでますます使用されるようになり、設備の耐用年数と信頼性が大幅に向上し、より良い経済的利益を達成している。現在、ジルコニウムの生産から設備の設計、製造、検査に至るまで、技術はますます成熟しており、ジルコニウム容器の幅広い応用の基盤を提供しています。

タンタル

タンタルは化学的安定性が高く、耐薬品性と150℃の大気腐食能力が非常に強く、工業雰囲気の汚染でも耐食性がある。200 ℃以下では、タンタルの酸とアルカリ媒体の安定性が高く、金や白金より高い。

濃灰汁には耐食性がない。ヨウ化カリウム、フッ素イオンを含む溶液には耐食性がない。タンタルの腐食は均一で包括的な腐食であり、切り込みに弱く、腐食疲労や腐食割れなどの局部腐食は起こらない。タンタルのこの特性は、コーティングやライニング材料として使用することができます。

金属複合材料

特殊な金属材料は耐食性に優れる反面、比較的高価であることが普及できない理由の一つである。しかし、金属複合材料技術は、別の側面からこれらの特殊金属材料の応用を促進する。

金属複合材料は、a、b、cなどの複数の金属または合金元素で構成される新しい金属材料である。あらゆる分野の表面に形成された金属結合が組み合わさって、金属複合材料は元のモノマー金属材料と同じかそれ以上の特性を持つようになる。それはaでもb（またはc）でもない。構成成分の長所を組み合わせ、単一成分の性能不足を克服するものである。金属複合材料は、材料設計を最適化するだけでなく、材料の合理的使用の原則を体現している。