泵阀常用耐腐蚀材料介绍

点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小，一般情况下，点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经唱法生在表面有钝化膜或保护膜的金属上. 由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一性，当介质中含有某些活性阴离子（如Cl－）时，这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上，从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时，金属表面就发生腐蚀。这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属，使其呈活化状态，而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了活性—钝性腐蚀电池，由于阳极面积比阴极面积小得多，阳极电流密度很大，所以腐蚀往深处发展，金属表面很快就被腐蚀成小孔，这种现象被称为点蚀.

在石油、化工的腐蚀失效类型统计中，点蚀约占20%～25%。流动不畅的含活性阴离子的介质中容易形成活性阴离子的积聚和浓缩的条件，促使点蚀的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易发生点蚀.

PH值降低、温度升高都会增加点蚀的倾向。氧化性金属离子（如Fe3+、Cu2+、Hg2+等）能促进点蚀的产生。但某些含氧阴离子（如氢氧化物、铬酸盐、盐和硫酸盐等）能防止点蚀. 点蚀虽然失重不大，但由于阳极面积很小，所以腐蚀速率很快，严重时可造成设备穿孔，使大量的油、水、气泄漏，有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故，危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧，在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源. 1.2 缝隙腐蚀

在电解液中，金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙，缝隙内有关物质的移动受到了阻滞，形成浓差电池，从而产生局部腐蚀，这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在设备中法兰的连接处，垫圈、衬板、缠绕与金属重叠处，它可以在不同的金属和不同的腐蚀介质中出现，从而给生产设备的正常运行造成严重障碍，甚至发生破坏事故。对钛及钛合金来说，缝隙腐蚀是最应关注的腐蚀现象。介质中，氧气浓度增加，缝隙腐蚀量增加；PH值减小，阳极溶解速度增加，缝隙腐蚀量也增加；活性阴离子的浓度增加，缝隙腐蚀敏感性升高。但是，某些含氧阴离子的增加会减小缝隙腐蚀量. 1.3 应力腐蚀

材料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力（包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残余应力，以及裂缝锈蚀产物的楔入应力等）下，所出现的低于强度极限的脆性开裂现象，称为应力腐蚀开裂.

应力腐蚀开裂是先在金属的腐蚀敏感部位形成微小凹坑，产生细长的裂缝，且裂缝扩展很快，能在短时间内发生严重的破坏。应力腐蚀开裂在石油、化工腐蚀失效类型中所占比例最高，可达50%.

应力腐蚀的产生有两个基本条件：一是材料对介质具有一定的应力腐蚀开裂敏感性；二是存在足够高的拉应力。导致应力腐蚀开裂的应力可以来自工作应力，也可以来自制造过程中产生的残余应力。据统计，在应力腐蚀开裂事故中，由残余应力所引起的占80%以上，而由工作应力引起的则不足20%.

应力腐蚀过程一般可分为三个阶段。第一阶段为孕育期，在这一阶段内，因腐蚀过程局部化和拉应力作用的结果，使裂纹生核；第二阶段为腐蚀裂纹发展时期，当裂纹生核后，在腐蚀介质和金属中拉应力的共同作用下，裂纹扩展；第三阶段中，由于拉应力的局部集中，裂纹急剧生长导致零件的破坏.

在发生应力腐蚀破裂时，并不发生明显的均匀腐蚀，甚至腐蚀产物极少，有时肉眼也难以发现，因此，应力腐蚀是一种非常危险的破坏.

一般来说，介质中氯化物浓度的增加，会缩短应力腐蚀开裂所需的时间。不同氯化物的腐蚀作用是按Mg2+、Fe3+、Ca2+、Na1+、Li1+等离子的顺序递减的。发生应力腐蚀的温度一般在50℃～

300℃之间.

防止应力腐蚀应从减少腐蚀和消除拉应力两方面来采取措施。主要是：一要尽量避免使用对应力腐蚀敏感的材料；二在设计设备结构时要力求合理，尽量减少应力集中和积存腐蚀介质；三在加工制造设备时，要注意消除残余应力.

1.4 腐蚀疲劳

腐蚀疲劳是在腐蚀介质与循环应力的联合作用下产生的。这种由于腐蚀介质而引起的抗腐蚀疲劳性能的降低，称为腐蚀疲劳。疲劳破坏的应力值低于屈服点，在一定的临界循环应力值（疲劳极限或称疲劳寿命）以上时，才会发生疲劳破坏。而腐蚀疲劳却可能在很低的应力条件下就发生破断，因而它是很危险的.

影响材料腐蚀疲劳的因素主要有应力交变速度、介质温度、介质成分、材料尺寸、加工和热处理等。增加载荷循环速度、降低介质的PH值或升高介质的温度，都会使腐蚀疲劳强度下降。材料表面的损伤或较低的粗糙度所产生的应力集中，会使疲劳极限下降，从而也会降低疲劳强度.

1.5 晶间腐蚀

晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中，沿着材料的晶粒间界受到腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。受这种腐蚀的设备或零件，有时从外表看仍是完好光亮，但由于晶粒之间的结合力被破坏，材料几乎丧失了强度，严重者会失去金属声音，轻轻敲击便成为粉末.

据统计，在石油、化工设备腐蚀失效事故中，晶间腐蚀约占4%～9%，主要发生在用轧材焊接的容器及热交换器上.

一般认为，晶界合金元素的贫化是产生晶间腐蚀的主要原因。通过提高材料的纯度，去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量稳定化元素（钛、铌），以控制晶界上析出的碳化物及采用适当的热处理制度和适当的加工工艺，可防止晶间腐蚀的产生. 1.6 均匀腐蚀

均匀腐蚀是指在与环境接触的整个金属表面上几乎以相同速度进行的腐蚀。在应用耐蚀材料时，应以抗均匀腐蚀作为主要的耐蚀性能依据，在特殊情况下才考虑某些抗局部腐蚀的性能. 1.7 磨损腐蚀（冲蚀）

由磨损和腐蚀联合作用而产生的材料破坏过程叫磨损腐蚀。磨损腐蚀可发生在高速流动的流体管道及载有悬浮摩擦颗粒流体的泵、管道等处。有的过流部件，如高压减压阀中的阀瓣（头）和阀座、离心泵的叶轮、风机中的叶片等，在这些部位腐蚀介质的相对流动速度很高，使钝化型耐蚀金属材料表面的钝化膜，因受到过分的机械冲刷作用而不易恢复，腐蚀率会明显加剧，如果腐蚀介质中存在着固相颗粒，会大大加剧磨损腐蚀. 1.8 氢脆

金属材料特别是钛材一旦吸氢，就会析出脆性氢化物，使机械强度劣化。在腐蚀介质中，金属因腐蚀反应析出的氢及制造过程中吸收的氢，是金属中氢的主要来源。金属的表面状态对吸氢有明显的影响，研究表明，钛材的研磨表面吸氢量最多，其次为原始表面，而真空退火和酸洗表面最难吸氢。钛材在大气中氧化处理能有效防止吸氢. 2 泵阀常用耐蚀材料 序号 1 2 3 牌 号 1Cr18Ni9（Ti） 00Cr18Ni9 0Cr18Ni12Mo2（Ti） 代 号 304、18-8、B 304L 316、M 适 用 介 质 有机酸、低温低浓度各种酸碱盐 有机酸、低温低浓度各种酸碱盐，抗晶间腐蚀 稀硫酸、磷酸、有机酸，耐蚀性比304好 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 00Cr18Ni12Mo2Ti 0Cr20Ni25Mo5Cu2 00Cr20Ni25Mo5Cu2 0Cr30Ni42Mo3Cu2 0Cr20Ni42Mo3Cu2 0Cr24Ni20Mo2Cu3 0Cr26Ni5Mo2Cu3 00Cr25Ni6Mo2 0Cr18Ni5Mo5 0Cr21Ni32Mo2Cu3 00Cr10Ni20Mo1.5Si6Cu 0Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Ni 0Cr30Ni6Mo2Mn1.5 0Cr27Ni31Mo4.5Cu2 0Cr13Ni7Si4 0Cr17Ni17Si5 00Cr14Ni14Si4 00Ni65Cu28Fe2.5Mn1.5 0Ni60Mo22Fe20 0Ni65Mo28Fe5V STNiCr202 STSi15 ZGCr28 TA2 TiAl6V4l TiMo32 TiPd0.2 TiMo0.3Ni0.8 TiTa5 316L 904 904L 804（因可合金） 824（因可合金 K合金 CD-4MCu MM-4 NH55 20号合金 SS920 941 PD合金 S-05钢 S-05钢（日本） C4 蒙耐尔合金 哈氏合金A 哈氏合金B 镍铸铁 高铬铸铁（E）l 工业纯钛 TC4 钛32钼合金 钛钯合金 钛钼镍合金 钛钽合金 稀硫酸、磷酸、有机酸，耐蚀性比304好，抗晶间腐蚀 有机酸（醋酸、甲酸等）、磷酸、低温稀硫酸和盐酸 有机酸（醋酸、甲酸等）、磷酸、低温稀硫酸和盐酸，抗晶间腐蚀 高温高浓度烧碱和盐及高温40%～50%硫酸 高温高浓度烧碱和盐及高温40%～50%硫酸 ≤60℃各种浓度的硫酸 稀硫酸、磷酸（可时效硬化耐磨） 磷肥专用钢 海水 稀硫酸（t≤130℃，浓度40%左右） 浓硫酸（t≤130℃，浓度93%～98%） 全浓度常温硫酸，特别适用100℃以下中等浓度（50%左右）硫酸 稀硫酸（浓度1%～1.5%，温度＜80℃） 中浓中温硫酸 高浓高温硫酸 全浓度，特别适用浓，是目前浓用钢综合性能最好的铸材 非氧化性介质，氢氟酸、氢氧化钠溶液，高温烧碱等 硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、蚁酸等 硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、蚁酸等 冷、次氯酸、氢氟酸等 高温高浓度烧碱 浓 氧化性腐蚀介质 氧化性腐蚀介质 氧化性及还原性腐蚀介质等 氧化性腐蚀介质，抗缝隙腐蚀能力强，对还原性酸有一定的耐蚀能力 与TiPd0.2相近，价格较TiPd0.2低 热浓及合成树脂等强腐蚀介质 28号合金（ZS28） 盐酸料浆 0Ni60Mo18Fe8Cr17Cu2.5Mn 哈氏合金C 高硅耐蚀铸铁（G） 、铬酸、硫酸等（不含HCl）

3 常见世界各国标准代号或牌号表 标准代号或牌号 国家（地区）或标准化机构 GB JB H/HG/HGJ 中国国家标准 中国机械工业部标准 中国化工部标准 标准代号或牌号 国家（地区）或标准化机构 AWS BS COPANT 美国焊接学会 英国 泛美技术标准委员会 YB ZB TQ ACI AECMA AFNOR AIR AISI AMS ANSI API ASME ASTM 中国冶金工业部标准 中国专业标准 机械电子工业部通用机械行业内部标准 美国合金铸造学会 欧洲航天设备制造商协会 法国标准化协会 法国航空部标准化局 美国钢铁学会 美国航天航空材料技术规范 美国国家标准学会 美国石油学会 美国机械工程师学会 美国材料与试验协会 CSA DIN ECISS FED GOST IS ISO JIS MIL NBS NF SAE UNI 加拿大标准协会 德国标准化学会 欧洲钢铁标准化委员会 美国 （前）苏联 印度 国际标准化组织 日本 美用规范与标准 美国国家标准局 法国 美国汽车工程师协会 意大利全国标准协会

4 常见金属材料的力学性能名称、代号、单位和涵义 指 标 弹性指标 弹性模量 切变 模量 E G 单位 N/mm2 N/mm2 涵义说明 金属在弹性范围内，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比例关系时（符合虎克定理），这个比例系数就称为弹性模量，根据应力，应变的性质通常又分为：弹性模量和切变模量，弹性模量的大小，相当于引起物体单位变形时所需应力之大小，是衡量材料刚度的指标，弹性模量愈大，刚度也愈大。 是表示金属最大弹性的指标，即在弹性变形阶段，试样不产生塑性变形时所能承受的最大应力 指外力是拉力时的强度极限，它是衡量金属材料强度的主要性能指标 指外力是弯曲力时的强度极限 指外力是压力时的强度极限，压缩试验主要适用于低塑性材料，如铸铁、塑料等 指外力是剪切力时的强度极限 指外力是扭转力时的强度极限 金属承受载荷时，当载荷不再增加，但金属本身的变形却继续增加的现象称为屈服，产生屈服现象时的应力叫屈服点 金属发生屈服现象时，为便于测量，通常按其产生永久残余变形量等于试样原长0.2%时的应力，作为屈服强度 指金属在一定的高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力，一般所指的持久强度，是指在一定温度下，试样经十万小时后的破断强度 弹性 极限 强度性能指标 抗拉 强度 抗弯 强度 抗压 强度 抗剪 强度 抗扭 强度 屈服点 屈服 强度 持久 强度 σe σb N/mm2 N/mm2 σbb或σw N/mm2l σbc或σy N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 T Tb σs σ0.2 σb /h 蠕变 极限 σ% /h N/mm2 金属在高温环境下，即使所受应力小于屈服点，也会随着时间的增长而缓慢地产生永久变形，这种现象叫做蠕变，在一定的温度下经一定的时间，金属的蠕变速度仍不超过规定的数值，此时所能承受的最大应力，称为蠕变极限 用淬硬小钢球或硬质合金球压入金属表面，以其压痕面积除加压在钢球上的载荷，所得之商，即为金属的布氏硬度数值。使用钢球测定硬度≤450HBS；使用硬质合金球测定硬度＞450HBW 用1471N载荷，将顶角为120°的圆锥形金刚石的压头，压入金属表面，取其压痕的深度来计算硬度的大小，即为金属的HRC硬度，HRC用来测量HB=230~700的金属材料，主要用于测定淬火钢及较硬的金属材料 指用588.4N载荷和顶角为120°的圆锥形金刚石的压头所测定出来的硬度，一般用来测定硬度很高或硬而薄的金属材料，如碳化物、硬质合金或表面处理过的零件 指用980.7N载荷和直径为1.59mm（即1/16in）的淬硬钢球所测得的硬度。主要用于测定HB=60~230这一类较软的金属材料，如退火钢、铜、铝等 用49.03~980.7N以内的载荷，将顶角为136°的金刚石四方角锥体压头压入金属的表面，以其压痕面积除载荷所得之商，即为维氏硬度值，HV只适用于测定很薄（0.3~0.5mm）的金属材料，或厚度为0.03~0.05mm的零件表面硬化层的硬度，测定的数值比较准确 利用一定重量（2.5g）的钢球或金刚石球，自一定的高度（一般为254mm）落下撞击金属后，球又回跳到某一高度h，此高度为肖氏硬度值，其优点是在金属表面上不留下伤痕，缺点是测定值不够准确 金属受外力作用被拉断以后，在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数，称为伸长率。根据试样长度的不同，通常用符号δ5或δ10来表示；δ5是试样标距长度为其直径5倍时的伸长率，δ10是试样标距长度为其直径10倍时的伸长率 金属受外力作用被拉断以后，其横截面的缩小量与原来横截面积相比的百分数，称为断面收缩率。δ、ψ的数值愈高，表明这种材料的塑性愈好，易于进行压力加工 冲击韧度是评定金属材料于动载荷下承受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值作为标准的。试验结果，以冲断试样上所消耗的功与断口处横截面积之比值大小来衡量。由于aK值的大小不仅取决于材料本身，还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而aK值只是一个相对指标 金属材料在交变负荷的作用下，经过无限次应力循环而不致引起断裂的最大循环应力，称为疲劳极限。σ-1—表示光滑试样的对称弯曲疲劳极限，σ-1n—表示缺口试样的对称弯曲疲劳极限 按我国国家标准，一般钢铁材料采用107循环次数而不断裂 硬 度 性 能 指 标 布氏 硬度 HBS HBW N/mm2 C级 洛 氏 硬 度 A级 HRC HRA B级 HRB 维氏 硬度 HV N/mm2 肖氏 硬度 HSC HSD H （回跳高度） 塑性指标 长率 L0=5d L0=10d l δ δ5 δ10 % 断面 收缩率 冲击 韧度 冲击 吸收功 ψ % 韧性指标 aKU aKV J/m2 kJ/m2 AKU AKV Jl 疲劳性能指标 疲劳 极限 σ-1 σ-1n N/mm2 的最大应力来确定其疲劳极限，对于有色金属材料，则规定应力循环次数在108或更多周次，才能确定其疲劳极限 断裂韧度性能指标 平面应变断裂韧度 K1c N/mm1.5 断裂韧度是衡量金属材料在裂纹存在的情况下抵抗脆性开裂l 能力的指标，它是现代断裂力学在分析高强度材料使用过程中，发生一系列技术事故的基础上而提出的一个新的重要的力学性能指标。根据材料的断裂韧度和用无损探伤方法确定的内部缺陷存在的情况，可以预知零件在工作过程中有无脆性断裂的危险，从而采取合金化与热处理等措施，以满足使用性能的要求。 断裂韧度是强度和塑性的综合指标，它是在裂纹试样上测得的，主要适用于高强度材料或服役条件有可能促使零件脆断的场合的普通强度材料。对一般机械零件，当断面尺寸不是太大，破坏形式主要是韧性断裂时，仍可沿用传统的五大力学性能指标，无须提出断裂韧度的指标

钛及钛合金的应用情况

钛别 牌号 主要特性

这是以碘化物法所获得的高纯度钛，故称碘法钛，或称化学纯钛。但是，其中仍然还有氧.氮.碳.这类间

用途举例

由于高纯度的钛强度较低，它作为结构材料应用意义不大，故在工业中很少用。目前在工业中广泛使用的是工业纯钛和钛合金。

碘法钛 TAD 隙杂质元素，它们对纯钛的力学性能影响很大。随着

钛的纯度提高，钛的强度、硬度明显下降。故起特点是：化学性稳定性很好，但强度很底。

工业纯钛与化学纯钛不同之处是：它含有较多的

（1）主要用作工作温度360度以

氧.氮.碳及多种其它杂志元素（如铁.硅等），它实质下，受力不大但要求高塑性的冲压件和上是一种低合金含量的钛合金 。与化学纯钛相比，由耐蚀结构零件，例如：飞机的骨架 个于含有较多的杂志元素使其强度大大提高，它的力学性能与化学性与不锈钢相似（但和钛合金相比，强度TA1

工业纯钛

TA2 TA3

仍然较低）

加工成行，冲压、焊接、可切割加工性能良好；在大气，海水.湿氯气 及氧化性、中性、弱还原性介质中具有良好的耐蚀性，抗氧化性优于大多数臭固体不锈钢但耐热性较差，使用温度不太高。

工业纯钛按其杂质含量的不同，分为TA1.TA2和TA3三个牌号。这三种工业纯钛的间隙杂质元素是逐渐增

皮，发动机附件，船舶用耐海水腐蚀管道、阀门、泵及水带.海水淡化系统零部件，化工上的热交换器.泵体、蒸馏固件、离子泵、压缩机气阀以及柴油发动机活塞、连杆、叶簧等。

（2）TA1.TA2在铁含量为0.095%.氧含量为0.08%.氢含量为0.0009%.氮含量为0.0062%时，具有很好的低温韧性和高的低温强度，可用作-259℃以下

工业纯钛的特点是：强度不高，但塑性好，易于塔、冷却器、搅拌器、三通、叶轮、坚

加的，故其机械强度和硬度也随之逐级增加，但塑性.的低温结构材料。

韧性相应下降。

工业上常用的纯钛是TA2，因其耐蚀性能和综合力学性能适中。对耐腐和强度要求较高时可采用TA3。对要求较好的成型性能时可采用TA1。

这类合金在室温和使用温度下有α型单相态，不 抗拉强度比工业纯钛稍高,可做中TA4 能热处理强化(追灭是唯一的处理方式)，,主要依靠固等强度范围的结构材料，国内主要用作

溶强化。室温强度一般低于β型和α+β型钛合金(但焊丝。 高于工业纯钛)，而在高温(500℃600℃)下的强度和蜕TA5 变，强度却是三类钛合金中最高的，且组织稳定，抗TA6 氧化性和焊接性能好，耐蚀性和可切削加工性能也较

好，但塑性低(热塑性仍然良好)室温冲压性能差。其

α型钛合金

TA7

中使用最广的是TA7，它在退火状态下具有中等强度其间隙杂质元素(氧、氢、氮等)含量极低时，再超低温时还具有良好的韧性和综合力学性能，是优良的超低温合金之一。

500℃长期工作的零件，可用于制

TA8

造发动机压气机盘和叶片。但合金的组织稳定性较差。在使用上受到一定。

在350℃以下工作的零件，主要用于制造各种整体热处理(固容.时效)的板材冲压件和焊接件；如压气机叶片、轮盘、轴类等重载荷旋转件，以及飞机的构件等。TB2的合金一般在固溶处理状态下交货,再固容，时效后使用。 用于400℃以下在腐蚀介质中工作的零件及焊接件，如飞机才皮,骨架零件,压气机壳体、叶片、船舶零件等。 500℃以下长期工作的结构零件和可用作超低温(-233℃)部件(如超低温用的容器)。

和足够的塑性,焊接性能良好,可在500℃以下使用,当各种模锻件，短时使用可到900℃。亦

这类合金的的主要合金元素是钼、铬、钒等β稳定性化元素.在正火或级火时很容易将高温β相保留

β型钛合金

TB2

到室温，获得介稳定的β单相组织，故称β型钛合金。β型钛合金可热处理强化，有较高的强度，焊接性能和压力加工性能良好；但性能不够稳定，熔炼工艺复杂，故应用不如α型、α+β型钛合金广泛。

这类合金在高温是α+β型两相组织,因而得名为α+β型钛合金。它具有良好的综合力学性能，大

α+β型钛合

金

TC1 TC2

多可热处理强化(但TC1、TC2、TC7不能热处理强化)，锻造、冲压及焊接性能较好，可切削加工，室温强度高。150500度以下且有较好的耐热性,有的(如TC1、TC2、TC3、TC4)并有良好的低温韧性和良好的抗海水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀能力。缺点

钛金属的主要物理性能

名 称 单 位 数 据 名 称 单 位 数 据

原子序数 原子量 克原子体积 米杜 20 熔点 沸点 溶化潜热 气化潜热

厘米/克原子 克/厘米 ℃ ℃ 千卡/克分子 千卡/克分子

3

3

22 47.9 10.7

比 热 热膨胀系数

卡/克度 ×10-6/℃(0-100℃)

公斤/毫米

2

0.138 8.2 10850 10340 10550 4500 0.036 47.8

弹性模量

4.505 1668±4 3535 5 1125±0.3%

导热系数 电阻系数 转变时体积 的变化 磁化率 泊桑比

-6

拉伸 压缩 剪切

公斤/毫米 公斤/毫米 公斤/毫米 卡/厘米秒.℃ ×10欧母.厘米

-6

22

2

同素异晶转变温度 ℃ 882 % 5.5

转变时熵的变化

转变潜热

℃ 千卡/克分子

0.587 678±10%

×10欧母.厘米

3.2 0.41

工业纯钛在各种介质中的耐蚀性

介质 浓度（质量分数）（%）

1 5

盐酸

10 20 35 5 10

硫酸

60 80 95 37

95

温度/℃ 腐蚀速度/mm/a(年) 耐蚀等级 优良/良好 优良/差 良好/差 差/— 差/— 优良/差 良好/— 良好/差 差/— 差/— 优良/优良 优良/优良 优良/—

室温/沸腾 0.000/0.345 室温/沸腾 0.000/6.530 室温/沸腾 0.175/40.87 室温/— 室温/—

1.340/— 6.660/—

无机酸

室温/沸腾 0.000/13.01 室温/— 室温/— 室温/— 室温/—

0.230/— 0.277/— 32.660/— 1.400/—

室温/沸腾 0.000/<0.127 室温/沸腾 0.000/<0.127 室温/—

0.0025/—

10

磷酸

30 50

铬酸

20 1:3

+盐酸

3:1 7:3

室温/沸腾 0.000/6.400 室温/沸腾 0.000/17.600 室温/—

0.097/—

优良/差 优良/差 优良/— 优良/优良 优良/优良 优良/— 优良/— 室温/沸腾 <0.127/<0.127 室温/沸腾 0.0040/0.127 室温/— 室温/— <0.127/— <0.127/— +硫酸

醋酸 蚁酸

草酸

有乳酸

机酸

甲酸

丹柠酸 柠檬酸 硬脂酸

氢氧化钠

碱溶液

氢氧化钾

氢氧化铵 碳酸钠 阿摩尼亚

4:6

室温/—

100 室温/沸腾 50 室温/—

5

室温/沸腾 10 室温/—

10

室温/沸腾 25

—/沸腾 10 —/沸腾 25 —/100 50

—/100

25 室温/沸腾 50 室温/沸腾 100 室温/沸腾 10 —/沸腾

20

室温/沸腾 50 室温/沸腾 73

—/沸腾 10

—/沸腾 25 —/沸腾 50

30/沸腾 28 室温/—

20 室温/沸腾 20 室温/—

<0.127/—

0.000/0.000 0.000/—

0.127/29.390 0.008/—

0.000/0.033 —/0.028 —/1.270 —/2.440 —/7.620

<0.127/<0.127 <0.127/<0.127 <0.127/<0.127 —/0.020

<0.127/<0.127 <0.0025/0.0508 —/0.127 —/<0.127 —/0.305 0.000/2.743 0.0025/—

<0.127/<0.127 0.0708/—

优良/— 优良/优良 优良/— 良好/差 优良/— 优良/优良 —/优良 —/良好 —/差 —/差 优良/优良 优良/优良 优良/优良 —/优良 优良/优良 优良/优良 —/良好 —/优良 —/良好 优良/差 优良/— 优良/优良 优良/—

氯化铁 氯化亚铁 氯化亚铅 氯化亚铜 氯化铵 氯化钙 氯化铝

无机氯化镁 盐 氯化镍 溶液

氯化钡 硫酸铜 硫酸铵 硫酸钠 硫酸亚铅

硫酸亚铜

银

苯（含微量HCl、NaCl）四氯化碳 四氯乙烯（稳定） 有四氯乙烯（H2O）

机三氯甲烷

化合三氯甲烷（H2O）

物

三氯乙烯 三氯乙烯（稳定）

甲醛

甲醛（含2.5%H2SO4）

40 30 10 50 10 10 25 10 5-10 20 20 20℃饱和 50 20℃饱和 10

30

11 蒸气与液体 同上

100%蒸气和液体 99%蒸气和液体

99 37 50

室温/95 室温/沸腾 室温/— 80

沸腾

0.000/0.002 0.000/<0.127 <0.127/<0.127 <0.127/<0.127 <0.127/<0.000 <0.127/<0.000 <0.127/<0.127 <0.127/<0.127

<0.127/<0.127

<0.127/<0.127 <0.127/<0.127 <0.127/<0.127 <0.127/<0.127 <0.127/<0.127 <0.127/<0.127 <0.127/<0.127

<0.127/— 0.005 0.005 0.0005

0.0005 0.003

0.127 0.00254

0.00254 0.127 0.305

优良/优良

优良/优良

优良/—

优良

良好

优良

良好 良好

生产设备执行标准

生产设备执行标准

标准号 GB150-1998 JB/T4745-2002 JB/T4756-2004 GB150-1998 GB151-1999 JB/T4745-2002 JB/T4756-2004

中文标题

《钢制压力容器》 《钛制焊接容器》 《镍及镍合金制压力容器》

《钢制压力容器》规格：50-10000升 直径：Φ500-Φ2600mm 《管壳式换热器》 《钛制焊接容器》 《镍及镍合金制压力容器》

钛在高温下易于与空气中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素发生反应，在铸件表面形成表面污染层，使其优良的理化性能变差，硬度增加、塑性、弹性降低，脆性增加。

钛的密度小，故钛液流动时惯性小，熔钛流动性差致使铸流率低。铸造温度与铸型温差(300℃)较大，冷却快，铸造在保护性气氛中进行，钛铸件表面和内部难免有气孔等缺陷出现，对铸件的质量影响很大。

因此，钛铸件的表面处理与其它牙用合金相比显得更为重要，由于钛的独特的理化性能，如导热系数小、表面硬度、及弹性模量低，粘性大，电导率低、易氧化等，这对钛的表面处理带来了很大的难度，采用常规的表面处理方法很难达到理想的效果。必须采用特殊的加工方法和操作手段。

铸件的后期表面处理不仅是为了得到平滑光亮的表面，减少食物及菌斑等的积聚和粘附，维持患者的正常的口腔微生态的平衡，同时也增加了义齿的美感；更重要的是通过这些表面处理和改性过程，改善铸件的表面性状和适合性，提高义齿的耐磨、耐蚀和抗应力疲劳等理化特性。 一、 表面反应层的去除

表面反应层是影响钛铸件理化性能的主要因素，在钛铸件研磨抛光前，必须达到完全去除表面污染层，才能达到满意的抛光效果。通过喷砂后酸洗的方法可完全去除钛的表面反应层。

1. 喷砂： 钛铸件的喷砂处理一般选用白刚玉粗喷较好，喷砂的压力要比非贵金属者较小，一般控制在0.45Mpa以下。因为，喷射压力过大时,砂粒冲击钛表面产生激烈火花，温度升高可与钛表面发生反应,形成二次污染，影响表面质量。时间为15~30秒，仅去除铸件表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。其余的表面反应层结构宜采用化学酸洗的方法快速去除。 2. 酸洗： 酸洗能够快速完全去除表面反应层，而表面不会产生其他元素的污染。HF—HCl系和HF—HNO3系酸洗液都可用于钛的酸洗，但HF—HCl系酸洗液吸氢量较大，而HF—HNO3系酸洗液吸氢量小，可控制HNO3的浓度减少吸氢，并可对表面进行光亮处理，一般HF的浓度在3%~5%左右，HNO3的浓度在15%~30%左右为宜。 二、铸造缺陷的处理

内部气孔和缩孔内部缺陷：可等热静压技术(hot isostatic pressing)去除, 但对义齿的精度会产生影响，最好用X线探伤后，表面磨除暴露气孔，用激光补焊。表面气孔缺陷可直接用激光局部焊接修补。 三、研磨与抛光

1． 机械研磨： 钛的化学反应性高，导热系数低，粘性大，机械研磨研削比低，且易于磨料磨具发生反应，普通磨料不宜用于钛的研磨与抛光，最好采用导热性好的超硬磨料，如金刚石、立方氮化硼等，抛光线速度一般为900~1800m/min.为宜，

否则，钛表面易发生研削烧伤和微裂纹。

2． 超声波研磨： 通过超声振动作用，使磨头和被研磨面间的磨粒与被研磨面产生相对运动而达到研磨、抛光的目的。其优点在于常规旋转工具研磨不到的沟、窝和狭窄部位变得容易了，但较大的铸件研磨效果还不能令人满意。

3． 电解机械复合研磨： 采用导电磨具，在磨具与研磨面之间施加电解液和电压，通过机械和电化学抛光的共同作用下，降低表面粗糙度提高表面光泽度。电解液为0.9NaCl，电压为5v，转速为3000rpm/min.，此方法只能研磨平面，对复杂的义齿支架的研磨还处于研究阶段。

4． 桶研磨：利用研磨桶的公转与自转所产生的离心力，使桶内的义齿与磨料相对摩擦运动而起到降低表面粗糙度的研磨目的。研磨自动化、效率高，但只能降低表面粗糙度而不能提高表面光泽度，研磨的精度较差，可用与义齿精抛光前的去毛刺和粗研磨。

5． 化学抛光：化学抛光是通过金属在化学介质中的氧化还原反应而达到整平抛光的目的。其优点是化学抛光与金属的硬度、抛光面积与结构形状无关，凡与抛光液接触的部位均被抛光，不须特殊复杂设备，操作简便，较适合于复杂结构钛义齿支架的抛光。但化学抛光的工艺参数较难控制，要求在不影响义齿精度的情况下能够对义齿有良好的抛光效果。较好的钛化学抛光液是HF和HNO3 按一定比例配制，HF是还原剂，能溶解钛金属，起到整平作用，浓度<10%, HNO3起氧化作用，防止钛的溶解过度和吸氢，同时可产生光亮作用。钛抛光液要求浓度高，温度低，抛光时间短(1~2min.)。

6． 电解抛光：又称为电化学抛光或者阳极溶解抛光，由于钛的电导率较低，氧化性能极强，采用有水酸性电解液如HF—H3PO4、HF—H2SO系电解液对钛几乎不能抛光，施加外电压后，钛阳极立刻发生氧化，而使阳极溶解不能进行。但采用无水氯化物电解液在低电压下，对钛有良好的抛光效果，小型试件可得到镜面抛光，但对于复杂修复体仍不能达到完全抛光的目的，也许采用改变阴极形状和附加阴极的方法能解决这一难题，还有待于进一步研究。 四、钛的表面改性

1． 氮化：采用等离子体渗氮、多弧离子镀、离子注入和激光氮化的等化学热处理技术， 在钛义齿表面形成金黄色TiN渗镀层，从而提高钛的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性。但技术复杂，设备昂贵，用于钛义齿的表面改性很难达到临床实用化。

2． 阳极氧化：钛的阳极氧化技术较为容易，在一些氧化性介质中，外加电压的作用下，钛阳极可形成较厚的氧化膜，从而提高其耐腐蚀性和耐磨性和耐候性。阳极氧化的电解液一般采用H2SO4、H3PO4和有机酸水溶液。

3． 大气氧化：钛在高温大气中可形成较厚坚固的无水氧化膜，对钛的全面腐蚀、间隙腐蚀都有效，方法比较简便。 五、 着色

为了增加钛义齿的美感、防止钛义齿在自然条件下的继续氧化的变色，可采用表面氮化处理、大气氧化和阳极氧化法表面着色处理，使表面形成淡黄色或金黄色，提高钛义齿的美感。阳极氧化法利用钛的氧化膜对光的干涉作用，自然发色，可通过改变槽电压在钛表面形成多彩的颜色。 六、 其他表面处理

1: 表面粗化：为了提高钛与饰面树脂的粘结性能，必须对钛表面进行粗化处理，提高其粘结面积。临床上常采用喷砂粗化处理，但喷砂会造成钛表面的氧化铝的污染，我们采用草酸刻蚀的方法，得到良好的粗化效果，刻蚀1h表面粗糙度（Ra）可达到1.50±0.30μm，刻蚀2h Ra为2.99±0.57μm，比单独喷砂的Ra（1.42±0.14μm）提高一倍多，其粘结强度提高了30%。

2: 抗高温氧化的表面处理：为了防止钛在高温下的急剧氧化，在钛表面形成钛硅化合物及钛铝化合物，可防止钛在700℃以上温度下的氧化。这种表面处理对钛的高温氧化非常有效，也许钛表面涂覆这类化合物，对钛瓷结合有利，仍须进一步研究。

钛的十大特性

钛在高温下易于与空气中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素发生反应，在铸件表面形成表面污染层，使其优良的理化性能变差，硬度增加、塑性、弹性降低，脆性增加。

钛的密度小，故钛液流动时惯性小，熔钛流动性差致使铸流率低。铸造温度与铸型温差(300℃)较大，冷却快，铸造在保护性气氛中进行，钛铸件表面和内部难免有气孔等缺陷出现，对铸件的质量影响很大。

因此，钛铸件的表面处理与其它牙用合金相比显得更为重要，由于钛的独特的理化性能，如导热系数小、表面硬度、及弹性模量低，粘性大，电导率低、易氧化等，这对钛的表面处理带来了很大的难度，采用常规的表面处理方法很难达到理想的效果。必须采用特殊的加工方法和操作手段。

铸件的后期表面处理不仅是为了得到平滑光亮的表面，减少食物及菌斑等的积聚和粘附，维持患者的正常的口腔微生态的平衡，同时也增加了义齿的美感；更重要的是通过这些表面处理和改性过程，改善铸件的表面性状和适合性，提高义齿的耐磨、耐蚀和抗应力疲劳等理化特性。 一、 表面反应层的去除

表面反应层是影响钛铸件理化性能的主要因素，在钛铸件研磨抛光前，必须达到完全去除表面污染层，才能达到满意的抛光效果。通过喷砂后酸洗的方法可完全去除钛的表面反应层。

1. 喷砂： 钛铸件的喷砂处理一般选用白刚玉粗喷较好，喷砂的压力要比非贵金属者较小，一般控制在0.45Mpa以下。因为，喷射压力过大时,砂粒冲击钛表面产生激烈火花，温度升高可与钛表面发生反应,形成二次污染，影响表面质量。时间为15~30秒，仅去除铸件表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。其余的表面反应层结构宜采用化学酸洗的方法快速去除。 2. 酸洗： 酸洗能够快速完全去除表面反应层，而表面不会产生其他元素的污染。HF—HCl系和HF—HNO3系酸洗液都可用于钛的酸洗，但HF—HCl系酸洗液吸氢量较大，而HF—HNO3系酸洗液吸氢量小，可控制HNO3的浓度减少吸氢，并可对表面进行光亮处理，一般HF的浓度在3%~5%左右，HNO3的浓度在15%~30%左右为宜。 二、铸造缺陷的处理

内部气孔和缩孔内部缺陷：可等热静压技术(hot isostatic pressing)去除, 但对义齿的精度会产生影响，最好用X线探伤后，表面磨除暴露气孔，用激光补焊。表面气孔缺陷可直接用激光局部焊接修补。 三、研磨与抛光

1． 机械研磨： 钛的化学反应性高，导热系数低，粘性大，机械研磨研削比低，且易于磨料磨具发生反应，普通磨料不宜用于钛的研磨与抛光，最好采用导热性好的超硬磨料，如金刚石、立方氮化硼等，抛光线速度一般为900~1800m/min.为宜，否则，钛表面易发生研削烧伤和微裂纹。

2． 超声波研磨： 通过超声振动作用，使磨头和被研磨面间的磨粒与被研磨面产生相对运动而达到研磨、抛光的目的。其优点在于常规旋转工具研磨不到的沟、窝和狭窄部位变得容易了，但较大的铸件研磨效果还不能令人满意。

3． 电解机械复合研磨： 采用导电磨具，在磨具与研磨面之间施加电解液和电压，通过机械和电化学抛光的共同作用下，降低表面粗糙度提高表面光泽度。电解液为0.9NaCl，电压为5v，转速为3000rpm/min.，此方法只能研磨平面，对复杂的义齿支架的研磨还处于研究阶段。

4． 桶研磨：利用研磨桶的公转与自转所产生的离心力，使桶内的义齿与磨料相对摩擦运动而起到降低表面粗糙度的研磨目的。研磨自动化、效率高，但只能降低表面粗糙度而不能提高表面光泽度，研磨的精度较差，可用与义齿精抛光前的去毛刺和粗研磨。

5． 化学抛光：化学抛光是通过金属在化学介质中的氧化还原反应而达到整平抛光的目的。其优点是化学抛光与金属的硬度、抛光面积与结构形状无关，凡与抛光液接触的部位均被抛光，不须特殊复杂设备，操作简便，较适合于复杂结构钛义齿支架的抛光。但化学抛光的工艺参数较难控制，要求在不影响义齿精度的情况下能够对义齿有良好的抛光效果。较好的钛化学抛光液是HF和HNO3 按一定比例配制，HF是还原剂，能溶解钛金属，起到整平作用，浓度<10%, HNO3起氧化作用，防止钛的溶解过度和吸氢，同时可产生光亮作用。钛抛光液要求浓度高，温度低，抛光时间短(1~2min.)。

6． 电解抛光：又称为电化学抛光或者阳极溶解抛光，由于钛的电导率较低，氧化性能极强，采用有水酸性电解液如HF—H3PO4、HF—H2SO系电解液对钛几乎不能抛光，施加外电压后，钛阳极立刻发生氧化，而使阳极溶解不能进行。但采用无水氯化物电解液在低电压下，对钛有良好的抛光效果，小型试件可得到镜面抛光，但对于复杂修复体仍不能达到完全抛光的目的，也

许采用改变阴极形状和附加阴极的方法能解决这一难题，还有待于进一步研究。 四、钛的表面改性

1． 氮化：采用等离子体渗氮、多弧离子镀、离子注入和激光氮化的等化学热处理技术， 在钛义齿表面形成金黄色TiN渗镀层，从而提高钛的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性。但技术复杂，设备昂贵，用于钛义齿的表面改性很难达到临床实用化。

2． 阳极氧化：钛的阳极氧化技术较为容易，在一些氧化性介质中，外加电压的作用下，钛阳极可形成较厚的氧化膜，从而提高其耐腐蚀性和耐磨性和耐候性。阳极氧化的电解液一般采用H2SO4、H3PO4和有机酸水溶液。

3． 大气氧化：钛在高温大气中可形成较厚坚固的无水氧化膜，对钛的全面腐蚀、间隙腐蚀都有效，方法比较简便。 五、 着色

为了增加钛义齿的美感、防止钛义齿在自然条件下的继续氧化的变色，可采用表面氮化处理、大气氧化和阳极氧化法表面着色处理，使表面形成淡黄色或金黄色，提高钛义齿的美感。阳极氧化法利用钛的氧化膜对光的干涉作用，自然发色，可通过改变槽电压在钛表面形成多彩的颜色。 六、 其他表面处理

1: 表面粗化：为了提高钛与饰面树脂的粘结性能，必须对钛表面进行粗化处理，提高其粘结面积。临床上常采用喷砂粗化处理，但喷砂会造成钛表面的氧化铝的污染，我们采用草酸刻蚀的方法，得到良好的粗化效果，刻蚀1h表面粗糙度（Ra）可达到1.50±0.30μm，刻蚀2h Ra为2.99±0.57μm，比单独喷砂的Ra（1.42±0.14μm）提高一倍多，其粘结强度提高了30%。

2: 抗高温氧化的表面处理：为了防止钛在高温下的急剧氧化，在钛表面形成钛硅化合物及钛铝化合物，可防止钛在700℃以上温度下的氧化。这种表面处理对钛的高温氧化非常有效，也许钛表面涂覆这类化合物，对钛瓷结合有利，仍须进一步研究。