（1）縫隙腐蝕

　　縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕是在緊密的(de)隙(xi)間位置發生的(de)局部腐(fu)(fu)蝕現(xian)象(xiang)，隙(xi)間可以是結構(gou)產生的(de)（如法蘭連(lian)接面或(huo)墊片(pian)面、管與管板脹接處以及螺栓或(huo)鉚釘的(de)連(lian)接面等(deng))，也可以是結垢(gou)或(huo)沉積物與其下的(de)覆蓋面引起的(de)。早(zao)期認為鈦在海水、鹽霧中(zhong)根本(ben)不發生縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕，后來在高溫氯化物介(jie)質(zhi)中(zhong)（如海水熱交換(huan)器)，濕氯氣中(zhong)（如濕氯氣列管式冷凝器)，氧化劑緩(huan)蝕的(de)鹽酸溶液，甲酸和草酸溶液等(deng)介(jie)質(zhi)中(zhong)，都(dou)相繼發.生設(she)備的(de)縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕破(po)壞(huai)。

　　鈦的(de)縫隙腐蝕與(yu)(yu)(yu)環境溫(wen)度、氯化物種類和(he)濃度、pH 值(zhi)以及縫隙的(de)大(da)小和(he)幾(ji)何形狀(zhuang)等許多因素有(you)關。此(ci)外，鈦與(yu)(yu)(yu)聚四氟乙(yi)烯、鈦與(yu)(yu)(yu)石(shi)棉(mian)等非(fei)金屬(shu)組成(cheng)(cheng)的(de)縫隙，比(bi)鈦與(yu)(yu)(yu)鈦組成(cheng)(cheng)的(de)縫隙更(geng)加具有(you)縫隙腐蝕的(de)敏感性。

　　綜合(he)國內外(wai)的研究(jiu)和工業(ye)實踐(jian)，。

　　①縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)發生(sheng)都有(you)一個孕(yun)育期，孕(yun)育期長短(duan)與(yu)許多因素有(you)關，如環(huan)境(jing)溫度(du)、氯化(hua)物種類和濃(nong)度(du)、氧化(hua)劑濃(nong)度(du)、與(yu)鈦(tai)接觸的(de)(de)材料、溶液的(de)(de)pH值以及(ji)縫(feng)隙(xi)的(de)(de)大小和幾何形狀等(deng)。鈦(tai)在氯化(hua)鈉溶液中，氯離(li)子濃(nong)度(du)愈高、溫度(du)愈高、pH值愈低，那么縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)孕(yun)育期越短(duan)，也就是縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感(gan)性(xing)越強(qiang)。

　　②縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)中的(de)(de)(de)(de)(de)溶液成分和pH值，是與本體溶液完全不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)。一(yi)般說來，縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)中的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)濃度較低、氯(lv)離子和氫(qing)離子濃度較高（pH值低于本體溶液)，縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內的(de)(de)(de)(de)(de)pH值可下降到＜1，縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)中的(de)(de)(de)(de)(de)電極電位變得更負，從而使(shi)得縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)中的(de)(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)處于活性狀態。實(shi)驗(yan)室電化學測定表明，各(ge)種鹵化物(wu)離子的(de)(de)(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕電位順序為：CI- ＜ Br- ＜ I-，即鈦(tai)(tai)在氯(lv)化物(wu)中的(de)(de)(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕敏感性最大，這與鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)點腐蝕敏感性正好(hao)相反。

　　③鈦(tai)的(de)縫隙腐(fu)蝕(shi)通常是在(zai)縫隙面的(de)局(ju)部位置，而(er)一般(ban)不會在(zai)整個(ge)縫隙面上全面發生腐(fu)蝕(shi)。縫隙腐(fu)蝕(shi)的(de)孕育期結束(shu)之后，也(ye)就是一旦“成核”則由于自(zi)催(cui)化機理使得腐(fu)蝕(shi)迅速發展，最終導(dao)致局(ju)部穿(chuan)孔(kong)而(er)破壞。

　　④鈦縫隙腐蝕的發生(sheng)過程中常常伴隨吸(xi)氫(qing)，甚至使用金(jin)相顯(xian)微鏡可以觀察到(dao)鈦材(cai)中針狀(zhuang)氫(qing)化物(wu)的存在。隨著吸(xi)氫(qing)量的增加(jia)，表面的氫(qing)化物(wu)不斷增加(jia)，使得腐蝕全(quan)面加(jia)快(kuai)。與(yu)此同時(shi)，氫(qing)不斷地滲透到(dao)金(jin)屬內部(bu)(bu)，內部(bu)(bu)的氫(qing)化物(wu)沉淀(dian)可能(neng)成為應力(li)(li)腐蝕開裂(lie)(lie)的裂(lie)(lie)紋源(yuan)，導致外(wai)應力(li)(li)作用下的開裂(lie)(lie)。

　　⑤經(jing)過多年的(de)研究，鈦的(de)縫隙(xi)腐蝕過程(cheng)的(de)物(wu)理圖像已經(jing)比較清楚(chu)。簡(jian)單地說，它分為兩個階段(duan)：孕育期和活(huo)性溶解期。

　　在(zai)孕育(yu)期的(de)(de)(de)開始(shi)階段，縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內外進(jin)(jin)行(xing)著(zhu)同樣的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)。其陰極反(fan)應(ying)(ying)(ying)消耗了(le)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)溶液中(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)，當(dang)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)中(zhong)氧(yang)貧乏(fa)之后，陰極反(fan)應(ying)(ying)(ying)只在(zai)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)外進(jin)(jin)行(xing)，縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內主要(yao)進(jin)(jin)行(xing)陽極反(fan)應(ying)(ying)(ying)——鈦的(de)(de)(de)陽極溶解(jie)。隨著(zhu)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內鈦離(li)子(zi)的(de)(de)(de)不(bu)斷增(zeng)加，為了(le)維持縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)中(zhong)正負離(li)子(zi)的(de)(de)(de)電荷平(ping)衡，氯離(li)子(zi)不(bu)斷遷(qian)移(yi)進(jin)(jin)入縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)中(zhong)。同時鈦離(li)子(zi)在(zai)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)中(zhong)積聚發生水(shui)(shui)解(jie)反(fan)應(ying)(ying)(ying)，生成白色的(de)(de)(de)腐蝕產物，即氫氧(yang)化鈦，氫氧(yang)化鈦脫(tuo)水(shui)(shui)之后的(de)(de)(de)白色腐蝕產物經鑒定為TiO2 。水(shui)(shui)解(jie)反(fan)應(ying)(ying)(ying)使得縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內的(de)(de)(de)pH值下降(jiang)，進(jin)(jin)一步(bu)破壞了(le)鈦的(de)(de)(de)鈍化。所以(yi)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕的(de)(de)(de)孕育(yu)期一旦結(jie)束(shu)，其發展是(shi)非常迅速的(de)(de)(de)，這(zhe)就是(shi)所謂的(de)(de)(de)“自(zi)催化作用”。

　　⑥在鈦的(de)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕的(de)“幾何(he)因(yin)數(shu)(shu)”中，包括縫(feng)(feng)隙(xi)長度、縫(feng)(feng)隙(xi)寬(kuan)度和縫(feng)(feng)隙(xi)內外的(de)面積之比(bi)等因(yin)數(shu)(shu)。這(zhe)些數(shu)(shu)值一(yi)般需要對于具體體系試驗(yan)(yan)確(que)定，并(bing)不(bu)是(shi)理論預測可(ke)以得(de)到的(de)。試驗(yan)(yan)告訴我(wo)們，窄縫(feng)(feng)的(de)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕傾向比(bi)寬(kuan)縫(feng)(feng)大得(de)多，一(yi)般縫(feng)(feng)隙(xi)的(de)寬(kuan)度在 0.5mm以下(xia)。

　　⑦為了改(gai)善鈦在還原性無機酸中的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性，降(jiang)低縫隙(xi)腐蝕(shi)的(de)敏(min)感性，一般(ban)采用(yong)，如(ru) Ti-Pd 合金，Ti-Ni-Mo 合金都比(bi)工(gong)業純鈦性能(neng)優越，尤其是 Ti-Pd 合金。鈦表面縫隙(xi)位置鍍鈀、熱氧(yang)化或(huo)陽極氧(yang)化等表面處理技術均可以(yi)改(gai)善鈦耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)的(de)性能(neng)。

　　(2)點蝕

　　點蝕是(shi)(shi)鈍化型金屬所特有的(de)(de)一(yi)種腐蝕形式。鈦的(de)(de)抗(kang)點蝕性(xing)能與不(bu)銹(xiu)鋼或鋁合金相(xiang)比較(jiao)，是(shi)(shi)十分優秀的(de)(de)。由(you)于鈦在高溫濃(nong)氯化物溶液(ye)中(zhong)(zhong)應(ying)用(yong)日益增加(jia)，鈦制設備的(de)(de)點蝕事例(li)(li)逐漸增多。電解鋅中(zhong)(zhong)的(de)(de)鈦制陽極籃，氯化鋅溶液(ye)中(zhong)(zhong)加(jia)熱(re)的(de)(de)鈦制盤(pan)管，175℃、72％氯化鈣溶液(ye)的(de)(de)鈦制球(qiu)閥(fa)都發生過點蝕破壞的(de)(de)事例(li)(li)。一(yi)般而論，鈦的(de)(de)點蝕比縫(feng)隙腐蝕更(geng)加(jia)困難，縫(feng)隙腐蝕通(tong)常是(shi)(shi)以縫(feng)隙面上的(de)(de)點蝕形式出現的(de)(de)。

　　電化(hua)學(xue)技術可以測定金屬的(de)點蝕電位(wei)，從而比(bi)較金屬的(de)點蝕的(de)傾(qing)向。如果點蝕電位(wei)超過表(biao)面氧(yang)化(hua)膜的(de)破裂電位(wei)，則氧(yang)化(hua)膜發生點蝕，這(zhe)應該是(shi)一種(zhong)簡單(dan)的(de)實驗方(fang)法，但(dan)是(shi)不見得是(shi)萬能的(de)判別試驗，只是(shi)一個比(bi)較試驗方(fang)法。

　　綜合國內外的研究和工業實踐，鈦的點蝕(shi)具有以下的特(te)征和規律。

　　①在氯(lv)化(hua)物(wu)或溴化(hua)物(wu)溶液(ye)中(zhong)，溫度升高提高鈦(tai)的(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)敏(min)(min)感(gan)性(xing)。pH 值對于鈦(tai)抗點(dian)(dian)蝕(shi)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力實(shi)際(ji)上影響不大，然而電(dian)化(hua)學測(ce)量(liang)表(biao)明 pH 值對于點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位的(de)(de)(de)影響比較(jiao)敏(min)(min)感(gan)。實(shi)驗數據表(biao)明，鈦(tai)在硫酸鹽(yan)或磷酸鹽(yan)溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)破(po)裂電(dian)位非常高，大約(yue)在 100V 左右，不至(zhi)于擔心(xin)點(dian)(dian)蝕(shi)的(de)(de)(de)問題。而鈦(tai)在氯(lv)化(hua)物(wu)溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)破(po)裂點(dian)(dian)為 8～10V，溴化(hua)物(wu)或碘化(hua)物(wu)溶液(ye)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)只有 1V 左右，因此有理(li)由擔心(xin)鈦(tai)在鹵化(hua)物(wu)溶液(ye)中(zhong)點(dian)(dian)蝕(shi)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)性(xing)。但是具體(ti)判斷點(dian)(dian)蝕(shi)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)性(xing)時，還(huan)必須依(yi)靠點(dian)(dian)蝕(shi)的(de)(de)(de)實(shi)際(ji)試驗，而不是僅(jin)僅(jin)依(yi)靠點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位的(de)(de)(de)比較(jiao)。

　　②鈦(tai)中(zhong)鐵含量高的(de)時候，其(qi)耐(nai)點(dian)蝕能力下(xia)降，金(jin)屬(shu)鈦(tai)中(zhong)的(de)鈦(tai)鐵（Ti-Fe）相，通常是(shi)點(dian)蝕的(de)成核位置(zhi)。氯堿工業中(zhong)使(shi)用的(de)氧化(hua)釕，當雜質鐵的(de)含量較高時，由于鈦(tai)自身的(de)點(dian)蝕而使(shi)得氧化(hua)釕涂層遭到破壞。

　　③表面(mian)預(yu)(yu)處(chu)理狀(zhuang)態對(dui)于點(dian)蝕(shi)有(you)明顯影(ying)(ying)響(xiang)。表2-17列出四種(zhong)表面(mian)預(yu)(yu)處(chu)理方法對(dui)于點(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)，熱氧(yang)(yang)化和陽(yang)極氧(yang)(yang)化的(de)(de)(de)(de)表面(mian)，其(qi)點(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)最(zui)高(gao)，即點(dian)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)(xing)最(zui)小(xiao)(xiao)；濕砂紙(zhi)拋光的(de)(de)(de)(de)表面(mian)，點(dian)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)敏感(gan)性(xing)(xing)(xing)最(zui)大(da)。在同一(yi)種(zhong)表面(mian)預(yu)(yu)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)條件下(xia)，3級(ji)工業純鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)最(zui)高(gao)，表明點(dian)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)敏感(gan)性(xing)(xing)(xing)最(zui)小(xiao)(xiao)。表2-17中(zhong)三種(zhong)級(ji)別(bie)的(de)(de)(de)(de)工業純鈦(tai)，其(qi)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)含量分別(bie)為：1級(ji)是0.0655％，2級(ji)是0.0955％，3級(ji)是0.2145％。因此(ci)鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)含量提(ti)高(gao)可以提(ti)高(gao)點(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)，表示鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能得(de)到改善。

　　表(biao)2-17表(biao)面預處(chu)理狀態對于工業(ye)純鈦點蝕電位的影響（沸(fei)騰1% NaBr、pH=6)

　　④表面(mian)(mian)粗糙，或者用(yong)鋅、鐵(tie)、鋁、錳或銅(tong)摩擦的(de)鈦(tai)表面(mian)(mian)，均促進點蝕的(de)發生(sheng)。某些陰離(li)子（如(ru)硫酸(suan)根，硝酸(suan)根，酸(suan)根，磷酸(suan)根和碳酸(suan)根）可以提高鈦(tai)的(de)抗點蝕性(xing)能。

　　⑤點蝕(shi)的(de)(de)(de)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)和發(fa)展一(yi)(yi)般(ban)有三個階(jie)段：即成核、生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)和再鈍化(hua)(hua)(hua)。點蝕(shi)的(de)(de)(de)成核條件是(shi)鈦(tai)所處(chu)的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)高(gao)于膜的(de)(de)(de)破裂電(dian)位(wei)，點蝕(shi)電(dian)流隨(sui)時間的(de)(de)(de)增長(chang)(chang)表明(ming)成核之后腐蝕(shi)點（孔(kong)(kong)）的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)情況(kuang)。但是(shi)由于腐蝕(shi)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)總(zong)面積(ji)并不(bu)是(shi)固定(ding)(ding)不(bu)變的(de)(de)(de)，所以(yi)(yi)電(dian)流大小不(bu)可能(neng)作為腐蝕(shi)孔(kong)(kong)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)定(ding)(ding)量尺度。再鈍化(hua)(hua)(hua)抑(yi)制點蝕(shi)的(de)(de)(de)發(fa)展，在(zai)某(mou)些情形下點蝕(shi)可能(neng)停留(liu)在(zai)第2階(jie)段，第3階(jie)段不(bu)一(yi)(yi)定(ding)(ding)出現，此(ci)時原來(lai)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)孔(kong)(kong)停止發(fa)展，這大致可以(yi)(yi)由以(yi)(yi)下情形引(yin)起，表面氧化(hua)(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)不(bu)均勻性(xing)消(xiao)除或改善，腐蝕(shi)孔(kong)(kong)內的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)變動（如孔(kong)(kong)中(zhong)電(dian)阻增加）而(er)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)鈍化(hua)(hua)(hua)，金屬表面電(dian)位(wei)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)變化(hua)(hua)(hua)(如電(dian)化(hua)(hua)(hua)學保(bao)護)等。

　　（3)電偶腐蝕

　　電(dian)偶(ou)(ou)腐(fu)蝕是(shi)異(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)在電(dian)解質溶(rong)液中(zhong)接觸(chu)（包括電(dian)接觸(chu))，由于金(jin)屬(shu)的(de)(de)穩態電(dian)位(wei)的(de)(de)差異(yi)，引起一(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)加快另一(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕（即陽(yang)極溶(rong)解）的(de)(de)現(xian)象。鈦(tai)的(de)(de)氧化膜非常穩定(ding)，一(yi)般總是(shi)處于陰極狀(zhuang)(zhuang)態，電(dian)偶(ou)(ou)腐(fu)蝕不(bu)會加快鈦(tai)的(de)(de)陽(yang)極溶(rong)解。但是(shi)必(bi)須注意鈦(tai)在陰極狀(zhuang)(zhuang)態下的(de)(de)吸(xi)氫而最(zui)終導(dao)致氫脆，同時需要(yao)防止偶(ou)(ou)接金(jin)屬(shu)（如鋁，銅(tong)，鋅等）的(de)(de)加快腐(fu)蝕。金(jin)屬(shu)的(de)(de)電(dian)偶(ou)(ou)腐(fu)蝕大小取決于偶(ou)(ou)接金(jin)屬(shu)在介(jie)質中(zhong)的(de)(de)電(dian)偶(ou)(ou)序的(de)(de)差別(bie)，讀者可查詢本章的(de)(de)參(can)考文獻[1]、[6]、[7]。

　　(4）焊區腐蝕

　　鈦制設備不可避免焊(han)(han)(han)接操(cao)作(zuo)(zuo)，因(yin)此鈦的焊(han)(han)(han)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)腐(fu)蝕(shi)時(shi)有報(bao)道。焊(han)(han)(han)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)包括焊(han)(han)(han)縫(feng)（熔化區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)），熱影(ying)響區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)（常分(fen)為(wei)高溫(wen)熱影(ying)響區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)和低溫(wen)熱影(ying)響區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)）及(ji)基體母(mu)材。焊(han)(han)(han)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)腐(fu)蝕(shi)不論發生在焊(han)(han)(han)縫(feng)，熱影(ying)響區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)或熱影(ying)響區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)與母(mu)材的交界(jie)位置，都是(shi)(shi)與金屬(shu)的組織結構變(bian)化及(ji)第二相(xiang)的析出相(xiang)關聯的。現實操(cao)作(zuo)(zuo)中需要特(te)別(bie)注意(yi)的是(shi)(shi)，有些所謂(wei)的“焊(han)(han)(han)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)腐(fu)蝕(shi)”實際并非焊(han)(han)(han)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)的組織變(bian)化引起的，應該注意(yi)鑒別(bie)切勿誤判。筆者(zhe)曾經發現焊(han)(han)(han)接操(cao)作(zuo)(zuo)失誤造成(cheng)鐵污染(ran)，由此加(jia)快焊(han)(han)(han)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)的吸氫而加(jia)快腐(fu)蝕(shi)。也有焊(han)(han)(han)接法蘭的焊(han)(han)(han)接面處于縫(feng)隙面上，疑為(wei)焊(han)(han)(han)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)腐(fu)蝕(shi)實為(wei)縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)。

　　國(guo)內(nei)發(fa)現(xian)的(de)(de)焊(han)(han)區(qu)腐(fu)蝕的(de)(de)鈦制(zhi)設備有，濃縮檸檬酸(suan)(suan)的(de)(de)列(lie)管式熱交(jiao)換器，回收電鍍(du)鉻(ge)溶液(含(han)氟(fu)硼(peng)酸(suan)(suan)根)的(de)(de)薄膜(mo)蒸(zheng)發(fa)器，輸送(song)氯(lv)化氫氣體的(de)(de)焊(han)(han)接等，它們都發(fa)生在焊(han)(han)區(qu)的(de)(de)熱影響區(qu)與母材的(de)(de)交(jiao)界處，形成明(ming)顯的(de)(de)腐(fu)蝕溝槽。國(guo)外也報道過硝酸(suan)(suan)，二氧(yang)化氯(lv)，含(han)氧(yang)化劑的(de)(de)乙酸(suan)(suan)，含(han)二氧(yang)化鈦的(de)(de)硫酸(suan)(suan)，含(han)氟(fu)硼(peng)酸(suan)(suan)鹽或氟(fu)硅酸(suan)(suan)鹽的(de)(de)電鍍(du)液等，發(fa)生焊(han)(han)區(qu)優先(xian)腐(fu)蝕的(de)(de)事例。

　　鈦(tai)(tai)的(de)(de)焊(han)區(qu)腐(fu)(fu)蝕與鈦(tai)(tai)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵含(han)(han)量(liang)和(he)其他β-穩定(ding)元(yuan)素的(de)(de)含(han)(han)量(liang)有(you)關，我國對于各級別(bie)工業(ye)純(chun)鈦(tai)(tai)中(zhong)(zhong)鐵含(han)(han)量(liang)的(de)(de)規(gui)定(ding)，分(fen)別(bie)為(wei)(wei)0.15％（TA1)，0.30％（TA2）和(he) 0.40％（TA3)。這些數據(ju)均(jun)超過(guo)鐵在(zai)鈦(tai)(tai)中(zhong)(zhong)的(de)(de)固溶(rong)度(du)極(ji)限，因(yin)此必然存在(zai) Ti-Fe第二相(xiang)(xiang)的(de)(de)析出。鐵在(zai) a-鈦(tai)(tai)中(zhong)(zhong)固溶(rong)度(du)為(wei)(wei)0.05％～0.10％，為(wei)(wei)了防止(zhi)焊(han)區(qu)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)發生，英國的(de)(de)規(gui)范規(gui)定(ding)在(zai)硝酸(suan)體系中(zhong)(zhong)，鈦(tai)(tai)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵總(zong)含(han)(han)量(liang)應低于0.05％。焊(han)區(qu)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)原因(yin)常常與焊(han)區(qu)中(zhong)(zhong)晶間(jian)的(de)(de)第二相(xiang)(xiang)金屬間(jian)化合物的(de)(de)擇(ze)優(you)陽(yang)極(ji)溶(rong)解有(you)關系，其腐(fu)(fu)蝕形(xing)態(tai)、特征和(he)機制(zhi)與不銹鋼(gang)或的(de)(de)焊(han)區(qu)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)本(ben)質相(xiang)(xiang)仿(fang)。

　　（5）吸氫與氫脆

　　鈦(tai)的吸氫(qing)(qing)(qing)(qing)和氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆是(shi)鈦(tai)制(zhi)設備腐蝕(shi)破(po)(po)壞的重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin)，即(ji)使上(shang)述的腐蝕(shi)形態(tai)中也難以完全排除氫(qing)(qing)(qing)(qing)的影響。鈦(tai)是(shi)一個活性(xing)很強的金屬，非常容易(yi)吸氫(qing)(qing)(qing)(qing)，當氫(qing)(qing)(qing)(qing)含(han)量(liang)(liang)達(da)到 80～150mg/kg 時，利用金相(xiang)顯微(wei)鏡就(jiu)可以觀察到針狀氫(qing)(qing)(qing)(qing)化物(wu)相(xiang)析出(chu)。隨著氫(qing)(qing)(qing)(qing)含(han)量(liang)(liang)進一步提高，氫(qing)(qing)(qing)(qing)化物(wu)的數量(liang)(liang)增(zeng)加，體積增(zeng)大。鈦(tai)的吸氫(qing)(qing)(qing)(qing)形成(cheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)化物(wu)導致(zhi)腐蝕(shi)破(po)(po)壞的情(qing)況大致(zhi)有如下幾種情(qing)況。

　　①如果(guo)氫的擴(kuo)散速度較慢，氫化物(wu)(wu)主要集中在鈦表面(mian)，則表面(mian)氫化物(wu)(wu)發生脆性剝落從而(er)引起腐蝕(shi)加快。

　　②氫(qing)(qing)在應力作(zuo)用(yong)下(xia)擴散到(dao)應力場集(ji)中的位置形成氫(qing)(qing)化物，由于內(nei)部微裂紋在應力作(zuo)用(yong)下(xia)的擴散貫通，形成氫(qing)(qing)致(zhi)開裂。

　　③鈦(tai)(tai)基(ji)體全面大量吸氫，導致鈦(tai)(tai)材的(de)氫脆破壞。上述三種(zhong)情形，尤其是(shi)后(hou)兩種(zhong)情形，并不是(shi)腐蝕加快(kuai)的(de)問題，因此對于(yu)鈦(tai)(tai)制設備(bei)的(de)破壞常(chang)常(chang)是(shi)致命的(de)。

　　國內工(gong)業(ye)實(shi)踐(jian)中有許多鈦制設備氫脆(cui)破壞的(de)事(shi)例(li)，氯乙烯(xi)生產裝置、尿素合成塔和真空制鹽(yan)一(yi)效罐等(deng)都有氫脆(cui)破壞的(de)典(dian)型事(shi)例(li)，還有更(geng)多的(de)氫脆(cui)事(shi)故伴生在(zai)其他的(de)腐(fu)蝕形態中。

　　綜合國內外研究和工業實踐，鈦的氫脆(cui)具(ju)有如(ru)下(xia)特點和規律。

　　①鈦(tai)的(de)氫(qing)(qing)脆破壞屬(shu)于氯化物型氫(qing)(qing)脆破壞，氫(qing)(qing)化物型氫(qing)(qing)脆的(de)特點是在高速(su)變形下才出現脆性斷(duan)(duan)裂，而在低速(su)變形時，一般可能(neng)不(bu)出現氫(qing)(qing)脆敏感性。當鈦(tai)中氫(qing)(qing)含量高于0.03%時才會(hui)影(ying)響斷(duan)(duan)面收縮(suo)率，而氫(qing)(qing)含量低于0.05％時，拉伸強度(du)、屈服強度(du)和延伸率基(ji)本(ben)不(bu)變，這表(biao)明常(chang)規力學性能(neng)對(dui)于判(pan)斷(duan)(duan)鈦(tai)的(de)氫(qing)(qing)脆是不(bu)敏感的(de)。

　　② 鈦被鐵(tie)器擦傷和(he)污染的(de)(de)(de)位置(zhi)，由于鈦的(de)(de)(de)表面(mian)鑲嵌(qian)了鐵(tie)的(de)(de)(de)微(wei)粒，常常是點蝕的(de)(de)(de)引發點，又(you)是氯進入的(de)(de)(de)突破口。而固溶在鈦中的(de)(de)(de)雜質鐵(tie)，甚至作為第(di)二相存在的(de)(de)(de)富(fu)鐵(tie)相，對于點蝕或吸氫和(he)氫脆都并不敏感(gan)。

　　③鈦(tai)的(de)(de)氫(qing)脆(cui)敏感性與點(dian)蝕一樣，表(biao)(biao)面(mian)(mian)預處(chu)理狀態的(de)(de)影響很(hen)大。陽極氧(yang)化或熱(re)氧(yang)化的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)抗吸(xi)氫(qing)和氫(qing)脆(cui)的(de)(de)能力最強，酸(suan)洗(xi)（硝酸(suan)加(jia)氫(qing)氟(fu)酸(suan)）或退火的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)次之，機械(xie)磨光(guang)或機械(xie)噴砂的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)抗吸(xi)氫(qing)和氫(qing)脆(cui)的(de)(de)能力最差。這表(biao)(biao)明處(chu)于活性狀態的(de)(de)鈦(tai)總是容易吸(xi)氫(qing)的(de)(de)，鈦(tai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)完整的(de)(de)氧(yang)化膜是阻止吸(xi)氫(qing)從而防止氫(qing)脆(cui)的(de)(de)有效屏障。

　　④鈦吸氫達到固(gu)溶(rong)(rong)度(du)以(yi)后，可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)氫化物相(xiang)（即 TiHx）析(xi)出(chu)。而鈦的(de)α和β兩種形(xing)態的(de)氫的(de)固(gu)溶(rong)(rong)度(du)是不同的(de)，請見表2-18。

　　表2-18 氫在不(bu)同溫度(du)下兩(liang)種鈦結構下的固溶度(du)

　　⑤鈦的(de)吸(xi)氫通常通過下列途徑發生(sheng)：高(gao)溫（＞300℃）的(de)氫氣(qi)氛或含氫氣(qi)氛；縫隙腐蝕或還原性(xing)無機酸腐蝕時(shi)產生(sheng)的(de)初生(sheng)態(tai)氫；電(dian)偶(ou)腐蝕或陰極(ji)(ji)保(bao)護時(shi)產生(sheng)的(de)氫；海(hai)水(shui)電(dian)解中(zhong)鈦處于(yu)陰極(ji)(ji)狀態(tai)（電(dian)位＜0.70V)。為(wei)此，為(wei)了確保(bao)鈦不致吸(xi)氫，至少(shao)應該將鈦在海(hai)水(shui)中(zhong)的(de)電(dian)位控制在-0.70V以上。

　　⑥鈦的(de)氫(qing)脆環境可以是氫(qing)氣(qi)氛(fen)或(huo)者(zhe)電解過程中(zhong)初生態(tai)氫(qing)，前者(zhe)為(wei)分子氫(qing)（即氫(qing)氣(qi))，后者(zhe)是初生態(tai)的(de)原子氫(qing)，因此具有(you)更(geng)強的(de)化(hua)學活性(xing)，更(geng)容易被鈦吸收(shou)。在鈦腐蝕過程中(zhong)產(chan)生的(de)氫(qing)，或(huo)者(zhe)電解時處于陰極狀態(tai)產(chan)生的(de)氫(qing)就是初生的(de)原子態(tai)的(de)氫(qing)。

　　⑦氫氣氛(fen)(fen)中(zhong)的(de)水(shui)含(han)量(liang)(liang)對(dui)(dui)于(yu)鈦的(de)吸氫量(liang)(liang)影(ying)響很(hen)大。表(biao)2-19 是在316℃，5.5MPa的(de)氫氣氛(fen)(fen)中(zhong)，水(shui)含(han)量(liang)(liang)對(dui)(dui)于(yu)鈦吸氫的(de)影(ying)響。鈦在干的(de)氫氣氛(fen)(fen)中(zhong)吸氫最強(qiang)，添(tian)加一定量(liang)(liang)的(de)水(shui)顯著降(jiang)低吸氫量(liang)(liang)。一般說來，氫氣氛(fen)(fen)中(zhong)含(han)水(shui)量(liang)(liang)達到 2％（質量(liang)(liang)分數）阻抑吸氫效果已經相當明顯，這個規(gui)律(lv)與干氯(lv)氣中(zhong)水(shui)含(han)量(liang)(liang)對(dui)(dui)于(yu)著火(huo)的(de)影(ying)響是可以對(dui)(dui)應的(de)。

　　表2-19 氫氣氛(fen)中水含量對于(yu)鈦吸氫的影(ying)響(xiang)

　　⑧在(zai)pH值(zhi)位(wei)于(yu)(yu)3～12范圍(wei)中(zhong)，鈦(tai)的(de)氧(yang)化膜是穩(wen)定(ding)的(de)，它是氫(qing)(qing)滲透的(de)有效(xiao)屏障。在(zai)上述pH范圍(wei)內，短(duan)期(qi)陰極充氫(qing)(qing)試驗(yan)沒有發現(xian)吸氫(qing)(qing)現(xian)象。如果(guo)pH值(zhi)在(zai)上述范圍(wei)之(zhi)外，預計氧(yang)化膜是不穩(wen)定(ding)的(de)，因此保護(hu)作用很低(di)，氧(yang)化膜保護(hu)性的(de)缺損有利于(yu)(yu)氫(qing)(qing)進入(ru)鈦(tai)基(ji)體。長期(qi)試驗(yan)表明在(zai)中(zhong)性鹽(yan)水中(zhong)，陰極電位(wei)低(di)于(yu)(yu)-0.7V時能夠引起氫(qing)(qing)吸收。在(zai)非常大的(de)陰極電流密度下（電極電位(wei)比-1.0V SCE 更低(di)），可以加(jia)速氫(qing)(qing)吸收并最終導致室(shi)溫(wen)下的(de)氫(qing)(qing)脆現(xian)象。

　　（6）應力腐蝕開裂

　　鈦合金的(de)(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂（SCC），曾(ceng)經(jing)是國內外(wai)非常活躍的(de)(de)(de)研究(jiu)課(ke)題之一，尤其(qi)是航空航天領域關注更多(duo)，工(gong)業(ye)實踐表明(ming)在化(hua)(hua)學(xue)工(gong)業(ye)中(zhong)使用的(de)(de)(de)鈦合金，大多(duo)數是非常耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)，只有在一些特(te)殊(shu)的(de)(de)(de)介質下，如純甲醇(chun)、發煙硝酸(suan)、四氧化(hua)(hua)氮的(de)(de)(de)鹵化(hua)(hua)物(wu)水(shui)溶液，以(yi)及液態(tai)金屬鈣、汞中(zhong)可(ke)能發生(sheng)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂。工(gong)業(ye)實踐證明(ming)，實際發生(sheng)的(de)(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)事故，遠比實驗(yan)室發現的(de)(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性少得多(duo)。

　　應力(li)腐蝕敏(min)感(gan)性(xing)與介(jie)質成(cheng)分、pH值、電位、溫(wen)度(du)(du)，甚至(zhi)介(jie)質的黏(nian)度(du)(du)等因(yin)素有(you)關(guan)，添加(jia)鹵素離子提(ti)高應力(li)腐蝕的敏(min)感(gan)性(xing)，并隨離子濃(nong)度(du)(du)的提(ti)高而加(jia)大。溫(wen)度(du)(du)升(sheng)高和黏(nian)度(du)(du)下降可以(yi)加(jia)快開裂的速度(du)(du)。

　　應力腐蝕開裂(lie)(lie)機理至今仍然(ran)沒有完(wan)全統一，目前主要有應力加速陽極(ji)溶(rong)解和氫在裂(lie)(lie)紋頂端富集兩大(da)類觀點(dian)，實際上這(zhe)也許(xu)并(bing)不(bu)一定是針鋒相(xiang)對不(bu)可(ke)調和的(de)(de)觀點(dian)，它(ta)們可(ke)能(neng)分別適合于(yu)不(bu)同的(de)(de)情況。然(ran)而大(da)量實踐表明(ming)，氫致開裂(lie)(lie)是應力腐蝕開裂(lie)(lie)的(de)(de)很重(zhong)要的(de)(de)原因(yin)，尤(you)其在通用工(gong)業（如化學工(gong)業）中發現的(de)(de) SCC 開裂(lie)(lie)現象。