宝鸡环亚新威公司致力于钛镍锆铌钽材料的加工销售.TA2,TC4,TA9,TA10牌号的钛板,钛棒,钛管,钛法兰,钛环钛锻件等钛制品,N4,N6,镍板,镍管,镍棒,镍合金. R60702/R60705锆棒,锆板系列,钽棒钽板等稀有金属的材料销售及加工。

数据来源于网络仅供参考学习（钛、锆、铌、钽材料硫酸耐腐应用）

钛在硫酸中
  在钛及钛合金中，用于化学工业中的主要钛合金列于表3。

表3
常用于化学工业中的钛合金

  钛在还原性介质中不能形成和再生氧化膜，在还原性酸中，例如硫酸中必须有氧化物存在以生成保护性氧化膜。例如，二级钛在100℃，无空气的3%硫酸中的腐蚀率为21.1mm/年（充氮），但充空气时，腐蚀率降为0.013mm/年。在硫酸中应用钛时，氧的存在是非常重要的。图1显示了钛在充气硫酸中的等腐蚀图。

图1 

钛在自然充气的硫酸溶液中的腐蚀，等腐蚀线0.13mm/年。

氧化性离子例如Fe+3 可以显著降低钛的腐蚀率。例如，二级钛在100℃，20%硫酸溶液中的腐蚀率超过61mm/年，但添加16g/l Fe+3 后，腐蚀率降至0.13mm/年。如图2所示，氧化性离子的存在将使钛可用于更高浓度的硫酸中。

图2

氧化性离子对钛腐蚀率的影响。

由于钛的腐蚀率强烈地依赖于温度和氧化物的存在，因此用腐蚀试验证实其腐蚀率是非常重要的。这可以在实验室进行模拟试验，如果可能，应用试件在实际工艺环境中进行证实。采用钛时，需要工艺操作者保持工艺条件如温度、浓度在规定范围内，同时维持所需的氧化性环境。
铌材料在硫酸中
如图3所示，铌在沸点以下几乎所有浓度的硫酸中均可使用。在室温的98%硫酸中，由于氢的侵入，铌将脆化，因而图3没有显示铌在高浓度硫酸中的数据。
图3

铌和钽40铌在硫酸中的腐蚀，等腐蚀线0.13mm/年。

铌与钛相似，其氧化膜具有条件性，且需要氧化物的存在。但与钛相比，铌对氧化物量的需求大大低于钛。表4中的数据表明，铌需要小量的氧化物，而更多的氧化物并不能进一步降低腐蚀率。

表4
氧化性离子对铌耐蚀性的影响

很多其他的结构材料也可用于与铌相同的硫酸环境中，因而铌不是一种有效的选择。图3也显示了60%钽、40%铌合金的数据，该合金较钽便宜得多，但具有优异的耐蚀性能，可用于大部分结构材料不能应用的环境中。Ta40Nb在硫酸中没有更多的数据，因而在具体应用中应进行腐蚀试验以确定腐蚀率。
钽材料
  钽可以生成非常稳定的氧化膜，即使在还原性硫酸中也不需要氧化物的存在。硫酸根离子的存在似乎可以缓蚀钽的腐蚀，如图4所示，260℃以下，在0－70%硫酸中，钽的腐蚀率﹤0.13mm/年。高于260℃时，由于氢的吸收造成了氢脆。当硫酸浓度接近70%时，腐蚀率与温度密切相关，浓度高于70%时，温度在190℃以下时，腐蚀率是稳定的。当浓度非常接近100%时，温度必须降低以维持腐蚀率的稳定，硫酸浓度高于98%时，可用其他较便宜的材料，通常不会选择钽作为结构材料。
图4

钽在硫酸中的腐蚀率，等腐蚀线0.13mm/年。

锆材料
   锆能够生成很稳定的氧化膜，同时很难与硫形成化合物。在700℃以下，锆不与硫和硫化氢反应，在浓度低于65%的还原性硫酸中，锆的腐蚀率均很低，在浓度达70%的氧化性硫酸中，锆仍能保持低的腐蚀率，当硫酸浓度超过70%时，锆的腐蚀率与温度密切相关。当硫酸浓度高于80%时，锆表面生成的是没有保护能力的硫化锆，此时锆将具有高腐蚀率。图5显示了锆在硫酸中的等腐蚀线

图5

锆702在硫酸中的腐蚀率，等腐蚀线0.13mm/年。

化学工业中常用的锆有两种：锆702和锆705。锆702是一种纯锆，锆705中添加了2.5%的铌，故其强度较高。这两种锆在硫酸中的腐蚀率非常接近，只有当硫酸浓度超过60%，温度接近沸点时，锆705的腐蚀率略高于锆702。
图6

锆705在硫酸中的腐蚀率，等腐蚀线0.13mm/年。

两种锆的焊接接头显示出较母材的腐蚀率高，尤其是当硫酸浓度高于50%时（见图5）。这与焊缝金属和热影响区晶界的冶金沉淀有关。在770℃±10℃退火（厚度25mm保温60分钟）将能使焊缝金属和热影响区的耐蚀性与母材相当。曾经出现过锆成型件如弯头等在65-69%硫酸中发生开裂的情况，在530-593℃退火（厚度25mm保温30分钟）将能减轻这种情况。
与钛、铌不同，锆不需要氧化性离子维持其耐蚀性。如图7所示，200PPm的氧化性离子NO3-，Cu+2，Fe+3对锆的腐蚀率影响很小。在其他介质中，这些氧化性离子将明显增加锆的腐蚀率，但由于硫酸根离子对锆的缓蚀作用，因此在硫酸中实际上已消除了这种关系。
图7

氧化剂对锆702在硫酸中的腐蚀的影响，等腐蚀线0.13mm/年。
在某些介质中，氯离子将可能造成锆的点腐蚀。在硫酸中，再次显示了硫酸根离子的缓蚀效果。锆在硫酸中，可以容忍一定量的氯离子而不产生点腐蚀。图8显示了在0—40%硫酸中400—4000PPm氯离子可被容忍不产生点腐蚀的曲线。在其他介质中，当氯离子和氧化性离子浓度足够高时，将导致锆产生点腐蚀后发生最终的腐蚀破坏。
图8

氯离子对锆702在硫酸中的影响

当锆暴露在所推荐使用的硫酸浓度与温度之上的环境中时，锆表面可能会生成一种自燃膜。在80℃，含有200PPm Fe+3 的7**%硫酸中，锆的自燃膜中含有锆的氧化物，硫酸锆，同时还有细微的锆颗粒。当刮擦这种锆表面或用焊枪在这个表面点火时，整个表面将会出现闪光。这个环境与锆从0.13mm/年的腐蚀率转变为发生剥离腐蚀的5mm/年的环境条件非常接近。当锆暴露在腐蚀率为5mm/年的环境中时，锆表面上不会生成自燃膜。这表明，在处于0.13mm/年—5mm/年之间的腐蚀率时，可能存在这样一种腐蚀过程，即在与表层所有的晶粒反应完之前，腐蚀已侵蚀到下一层晶粒中，在被腐蚀的上层晶粒中留下了一些锆金属微粒。如果腐蚀率更高，则腐蚀介质将腐蚀所有的表层晶粒而不会留下这些细微的金属粒。腐蚀产物保护这种金属微粒，但不能阻止下层晶粒被腐蚀。
在250℃水蒸汽中保持30分钟，可消除锆表面的自燃膜。如果某工艺过程可能使锆生成自燃膜，水蒸气处理将使自燃膜氧化。在用水蒸气进行消除自燃膜处理后，在操作工进入容器之前，应小心地在容器壁上用刮擦或点火的方法证实自燃膜已被消除。
除上述某些限制外，在很多硫酸的工业应用中，锆是钛的较低成本的替代材料。
结论
钛、锆、铌、钽在纯硫酸中的等腐蚀线示于图9，钛的数据是在充气条件下获得的，等腐蚀线以0.13mm/年或低于0.13mm/年的腐蚀率为基准，图中未包含杂质的影响，因而仅能作为这四种金属在具体应用中的评估起点。因此，在针对某一特殊介质的具体应用中，推荐进行腐蚀试验以确定可能的腐蚀率。

图9

钛、锆、铌、钽在纯硫酸中的腐蚀，等腐蚀线0.13mm/年。
注意：钛是在充气条件下获得的数据
钛、锆、铌、钽四种金属在硫酸中均有其各自最适用的浓度、温度范围，和最有效的费用周期寿命。化工设备的设计者和管理者应了解每种金属的性能，没有一种金属能以恰当的费用周期寿命适用于所有浓度和温度范围的硫酸中。在高温、高浓度硫酸的应用中，要求将因腐蚀破坏而造成的泄漏降低，这需要采用更贵、性能更好的金属材料。当操作者将操作工艺提高到更高的温度和浓度时，需要选用不同的金属材料以减少腐蚀，在这种种情况下，钛、锆、铌、钽的选材及工况要求必然起重要作用。

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