Panoramica della resistenza alla corrosione dei comuni materiali metallici speciali

I materiali metallici speciali, con una buona resistenza alla corrosione e prestazioni di lavorazione meccanica, possono soddisfare notevolmente i requisiti di resistenza alla corrosione delle apparecchiature di produzione della fabbrica e migliorare il grado di resistenza alla corrosione delle apparecchiature. Di seguito è riportata una panoramica della resistenza alla corrosione dei più comuni materiali metallici speciali.

Materiale in titanio

Iltitanio è un metallo con una forte tendenza passivante. All'aria e in soluzioni acquose ossidanti o neutre, si può formare rapidamente e automaticamente una pellicola di ossido protettivo stabile, anche se la pellicola viene danneggiata per qualche motivo. Pertanto, il titanio ha un'eccellente resistenza alla corrosione in ambiente ossidante e neutro. Grazie alle sue enormi proprietà passivanti, il titanio stesso non accelera la corrosione quando entra in contatto con metalli eterogenei in molti casi, ma può accelerare la corrosione di metalli eterogenei. Ad esempio, quando le leghe di Pb, Sn, Cu o monel entrano in contatto con il titanio per formare una coppia elettrica in una bassa concentrazione di acido non ossidante, la corrosione di questi materiali viene accelerata, mentre il titanio non ne risente.

Il contenuto di ferro nel titanio influisce sulla resistenza alla corrosione di alcuni materiali. Oltre alle materie prime, la ragione dell'aumento del ferro è spesso la contaminazione della saldatura da infiltrazione di ferro, per cui una parte della saldatura ha aumentato il contenuto di ferro; in questo momento la corrosione ha una natura non uniforme. È quasi inevitabile che la contaminazione da ferro sulla superficie di contatto del titanio acceleri nella zona di contaminazione da ferro, soprattutto in presenza di idrogeno. Quando la pellicola di ossido di titanio sulla superficie macchiata causa un danno meccanico, l'idrogeno si infiltra nel metallo. A seconda della temperatura, della pressione e di altre condizioni, l'idrogeno si diffonde di conseguenza, facendo sì che il titanio produca diversi gradi di infragilimento da idrogeno. Pertanto, il titanio deve evitare la contaminazione superficiale da ferro quando viene utilizzato a temperature e pressioni medie e in sistemi portanti idrogeno.

Nichel e leghe a base di nichel

Il nichel ha una grande tendenza a diventare smussato. A temperature ordinarie, la superficie del nichel è ricoperta da una pellicola di ossido, che lo rende resistente alla corrosione in acqua e in molte soluzioni saline.

Il nichel è abbastanza stabile a temperatura ambiente in acidi diluiti non ossidanti, come l'acido cloridrico <15%, l'acido solforico <17% e molti acidi organici. Tuttavia, la velocità di corrosione del nichel aumenta significativamente con l'aumento degli ossidanti (FeCl2, CuCl2, HgCl2, AgNO3 e ipoclorito) e della ventilazione.

Il nichel è completamente stabile in tutte le soluzioni alcaline, sia ad alta temperatura che di base fusa, il che rappresenta una caratteristica eccezionale del nichel.

La lega Monel è più resistente alla corrosione del nichel in ambiente riducente e del rame in ambiente ossidante, ed è molto resistente alla corrosione non appena entra l'ossigeno in qualsiasi concentrazione di acido fluoridrico. Tuttavia, la sua resistenza all'acido fluoridrico diminuisce in presenza di aerazione e ossidante nella soluzione, o in presenza di impurità dannose come sali di ferro o sali di rame nella soluzione. Oltre al platino e all'argento, la lega monel è uno dei migliori materiali per resistere alla corrosione dell'acido fluoridrico.

Cupronichel

La resistenza alla corrosione del cupronichel è simile a quella del rame puro e si verifica una grave corrosione negli acidi inorganici, soprattutto nell'acido nitrico. Ma per l'acido fluoridrico con una concentrazione inferiore al 70%, è resistente alla corrosione in assenza di ossigeno e al di sotto del punto di ebollizione. Inoltre, il cupronichel è meno corrosivo con gli acidi inorganici, le soluzioni alcaline e i composti organici.

Nella soda caustica o nella soda caustica elettrolitica a diaframma, il B30 (lega rame-nichel 70-30) può essere utilizzato al posto del nichel puro per produrre apparecchiature per l'evaporazione a film, in particolare le parti di ricaduta del film, che non solo migliorano la durata di servizio, ma consentono anche di risparmiare il 70% di nichel. Inoltre, il B10 (lega 91-9 Cu/Ni) può sostituire il nichel puro per produrre il tubo dell'evaporatore e le apparecchiature dell'evaporatore. Inoltre, il cupronichel è altamente resistente alla corrosione dell'acqua di mare, quindi lo scambiatore di calore raffreddato dall'acqua di mare utilizza solitamente cupronichel B10 e B30.

Zirconio

Lozirconio ha una migliore resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio inossidabile, alla lega di base di nichel e al titanio. Le sue proprietà meccaniche e tecnologiche sono adatte alla produzione di contenitori e scambiatori di calore.

Lo zirconio era raramente utilizzato nella produzione industriale a causa del suo prezzo elevato. Tuttavia, con lo sviluppo dell'industria chimica nazionale, i materiali in zirconio sono sempre più utilizzati in molte apparecchiature con forte corrosione, migliorando notevolmente la durata e l'affidabilità delle apparecchiature e ottenendo migliori vantaggi economici. Attualmente, la tecnologia è sempre più matura, dalla produzione di zirconio alla progettazione, alla produzione e all'ispezione delle apparecchiature, fornendo le basi per un'ampia applicazione dei contenitori in zirconio.

Il tantalio

Iltantalio ha un'elevata stabilità chimica, la resistenza chimica e alla corrosione atmosferica sotto i 150 ℃ è molto forte, è resistente alla corrosione anche in presenza di inquinamento dell'atmosfera industriale. Sotto i 200 ℃, i mezzi acidi e alcalini del tantalio hanno un'elevata stabilità, superiore a quella dell'oro o del platino.

Il tantalio non è resistente alla corrosione nella soda concentrata. Non è resistente allo ioduro di potassio e alle soluzioni contenenti ioni di fluoro. La corrosione del tantalio è uniforme e completa, non è sensibile all'incisione e non si verifica una corrosione locale come la fatica da corrosione e la cricca da corrosione. Questa caratteristica del tantalio può essere utilizzata come rivestimento e materiale di rivestimento.

Materiale metallico composito

Sebbene i materiali metallici speciali abbiano una migliore resistenza alla corrosione, sono anche relativamente costosi, e questo è uno dei motivi per cui non possono essere ampiamente utilizzati. Tuttavia, la tecnologia dei compositi metallici promuove l'applicazione di questi materiali metallici speciali sotto un altro aspetto.

Il materiale composito metallico è un nuovo materiale metallico composto da diversi metalli o elementi in lega come a, b, c, ecc. I legami metallici che si formano sulla superficie di tutti gli elementi si combinano per far sì che i compositi metallici abbiano proprietà uguali o migliori dei materiali metallici monomeri originali. Non è né a né b (o c). Combina i vantaggi dei componenti costitutivi e supera le carenze prestazionali di un singolo componente. Il materiale composito metallico non solo ottimizza la progettazione dei materiali, ma incarna anche il principio dell'uso ragionevole dei materiali.