DE1284811B - Verfahren zur Verminderung oder Verhinderung der Wasserstoffbruechigkeit von Gegenstaenden aus Nichteisenmetallen - Google Patents
Verfahren zur Verminderung oder Verhinderung der Wasserstoffbruechigkeit von Gegenstaenden aus NichteisenmetallenInfo
- Publication number
- DE1284811B DE1284811B DE1960U0006916 DEU0006916A DE1284811B DE 1284811 B DE1284811 B DE 1284811B DE 1960U0006916 DE1960U0006916 DE 1960U0006916 DE U0006916 A DEU0006916 A DE U0006916A DE 1284811 B DE1284811 B DE 1284811B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- platinum
- tantalum
- hydrogen
- metal
- metals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 45
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 42
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 42
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 42
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 70
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 34
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 13
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 9
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 6
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- IGSZZIUPCQHSQB-UHFFFAOYSA-N manganese tantalum Chemical compound [Mn][Ta] IGSZZIUPCQHSQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 2
- VSSLEOGOUUKTNN-UHFFFAOYSA-N tantalum titanium Chemical compound [Ti].[Ta] VSSLEOGOUUKTNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 27
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 1
- VOZXDCJKJUVJDB-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Os] Chemical group [Fe].[Os] VOZXDCJKJUVJDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-YPZZEJLDSA-N chromium-50 Chemical compound [50Cr] VYZAMTAEIAYCRO-YPZZEJLDSA-N 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- C23F11/04—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in markedly acid liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermin- Es ist bekannt, Metalle gegen den oxydierenden Änderung
oder Verhinderung der in wäßrigen Medien griff der elektrochemischen Korrosion dadurch zu
elektrochemisch induzierten Wasserstoffbrüchigkeit. schützen, daß man ihre Oberfläche vollständig mit einer
Es ist bekannt, daß Metalle durch chemische und Schicht eines edleren Metalls überzieht. Diese Maßelektrochemische Einflüsse der Korrosion unterliegen, 5 nähme schützt aber nicht unbedingt das Metall gegen
wobei eine Oxydation des freien Metalls und damit die die Wasserstoffversprödung, sondern kann in gewissen
Zerstörung des Metalls eintritt. Im Gegensatz zu Fällen sogar den Angriff beschleunigen,
diesen Formen des Korrosionsangriffs auf ein Metall Aus »The Industrial Chemist«, 1958, S. 285, ist es
führt die Wasserstoffversprödung nicht zur Zerstörung bekannt, zur anodischen Auflösung des Metalls Titan
des Metalls durch chemische Reaktion, sondern das io Anoden aus Titan mit geringen Mengen Platin oder
Metall erleidet eine Abnahme seiner Geschmeidigkeit, eines Metalls der Platingruppe zu bedecken. Weiterhin
d. h. eine Versprödung, die häufig zum Versagen führt. bekannt ist aus der österreichischen Patentschrift
Die Arten des Versagens durch Wasserstoffbrüchigkeit 187 896 und der deutschen Patentschrift 386 514 die
reichen von äußerster Sprödigkeit und Rißbildung bis Verwendung von mit oxydierenden Anolytflüssigkeiten
zur Blasenbildung an der Oberfläche. Es wird ange- 15 in Berührung stehenden Tantalanoden, die eine als
nommen, daß diese Versprödung durch Diffusion von wirksame Anodenfläche dienende Platinauflage bzw.
atomarem Wasserstoff in das Metall hervorgerufen einen die Oberfläche zum Teil bedeckenden Platinwird.
Die Einflüsse, die eine Versprödung bewirken, Überzug tragen.
hängen vom Metall und von der Bildung von atomarem Die schweizerische Patentschrift 101 816 beschreibt
Wasserstoff in der Umgebung des Metalls ab. Die an 20 eine Elektrode, die aus einem Platinüberzug auf einem
der Oberfläche eines Metalls sich abspielenden elektro- chemisch inerten Trägermaterial, wie Glas, Magnesia,
chemischen Vorgänge können die Bildung von ato- Porzellan, Quarz, Karborundum, Ton, besteht,
marem Wasserstoff hervorrufen. Dies ist besonders Nach dem bisherigen Stand der Technik war es zwar
in saueren Elektrolyten der Fall. bekannt, Formkörper aus Tantal bzw. Titan, die als
Auch Metalle, die während der Elektrolyse katho- 25 Anode in eine oxydierende Anolytflüssigkeiteintauchen,
disch belastet sind und daher keinem oxydativen An- mit Platin zu überziehen, um deren oxydative Aufgriff
ausgesetzt sind, können der Einwirkung von lösung zu verhindern.
atomarem Wasserstoff ausgesetzt sein. Der Erfindung liegt die völlig unterschiedliche
Die Geschwindigkeit des Eindringens von Wasser- Aufgabe zugrunde, die Wasserstoffbrüchigkeit, die
stoff hängt allgemein von der Konzentration des 30 durch Absorption von atomarem Wasserstoff in
Wasserstoffs an der Metalloberfläche ab. Die An- reduzierenden Medien ohne Auflösen des betreffenden
Wesenheit von Restspannungen im Metall, die bei- Metalls bewirkt wird, zu verhindern. Auf Grund
spielsweise bei der Kaltverformung entstehen, scheint der andersartigen Aufgabenstellung konnten die
die Absorptionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Schwefel- bekannten Maßnahmen zum Schutz von Anoden
Wasserstofflösungen erhöhen ebenfalls die Eindring- 35 keinen Hinweis auf das erfindungsgemäße Verfahren
geschwindigkeit von Wasserstoff in Stahl. geben.
Der Wasserstoffversprödung unterliegen viele Me- Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur
talle. Diese Erscheinung wurde bei Tantal, Niob, Verminderung oder Verhinderung der in wäßrigen
gewissen Titanlegierungen, Vanadium und einigen Medien elektrochemisch induzierten Wasserstoff-Legierungen
dieser Metalle sowie bei den korrosions- 40 brüchigkeit von Gegenständen aus Nichteisenmetallen,
beständigen reinen Chromstählen und bei einigen wie Tantal, Niob, Vanadium, Tantal-Titan-Legierungen
Typen von Kohlenstoffstählen, besonders Randstahl, oder Tantal-Mangan-Legierungen, welches dadurch
beobachtet. gekennzeichnet ist, daß lediglich ein kleiner Teil
Viele Versuche wurden gemacht, um diesen stören- der Oberfläche dieser Gegenstände in bekannter Weise
den Einfluß zu überwinden, beispielsweise durch Über- 45 mit Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium,
wachung der Reinheit des Metalls und Anwendung Iridium, Platin, Gold, Rhenium oder deren Legierungen
spezieller Wärmebehandlungen. Es wurde jedoch bedeckt wird.
keine einwandfreie Lösung des Problems gefunden. Dieses teilweise Bedecken der Oberfläche kann in
Es ist zwar weiterhin bekannt, die Korrosion von bekannter Weise durch Plattierung mit dem edlen
nichtoxydierbaren Stählen, wie beispielsweise Chrom- 50 Metall, durch Anschweißen, durch Einreiben der Metalloder
Chromnickelstählen, durch den Einbau von oberfläche, beispielsweise mit einem Pulver oder dem
Elektroden aus Edelmetallen verhindern zu können. Ende eines Stabes aus dem edlen Metall, durch bloße
Bekanntlich bestehen diese Stähle im wesentlichen aus mechanische Berührung oder durch Zusatz eines
Eisen und sind somit den Eisenmetallen zuzurechnen. löslichen Salzes zu der wäßrigen Lösung, die das zu
Daraus, daß die Korrosion, die bei Eisen und über- 55 schützende Metall benetzt, erfolgen,
wiegend aus Eisen bestehenden Legierungen meist Die Edelmetalle Ruthenium, Rhodium, Palladium,
durch chemische Umsetzung des Eisens in Eisenver- Osmium, Iridium, Platin, Gold und Rhenium können
bindungen bewirkt wird, durch die galvanische Ab- als Metalle mit niedriger Wasserstoffüberspannung
Scheidung von geringen Mengen an Palladium, Platin angesehen werden. Es wird angenommen, daß dem
oder Kupfer oder durch den Einbau von Elektroden 60 Mechanismus, nach dem die Metalle mit niedriger
aus Edelmetallen bzw. aus Kohle verhindert werden Wasserstoffüberspannung eine Versprödung verhinkann,
war aber nicht zu schließen, daß die völlig dem, diese Eigenschaft zugrunde liegt. Der atomare
andersartige, durch absorbierten Wasserstoff an Nicht- Wasserstoff reichert sich auf dem Metall mit niedriger
eisenmetallen hervorgerufene Korrosion — bei der Wasserstoffüberspannung und nicht auf der Oberdas
Metall in seinem elementaren Zustand erhalten 65 fläche des Grundmetalls bzw. der Grundlegierung
bleibt — insbesondere bei Tantel, Niob, Vanadium, an. Während die Anwesenheit von atomarem Wasser-Tantal-Titan-Legierungen
und Tantal-Mangan-Legie- stoff auf der Oberfläche des Grundmetalls zur Diffusion
rangen vermindert werden kann. des Wasserstoffs in das Grundmetall führen würde,
hat die Anreicherung von atomarem Wasserstoff auf dem Metall mit niedriger Wasserstoffüberspannung
lediglich die Bindung des atomaren Wasserstoffs zur Folge, wobei molekularer Wasserstoff frei wird. Wasserstoff
im molekularen Zustand dringt nicht leicht in das Grundmetall oder die Grundlegierung ein, so daß die
Versprödung durch Wasserstoffabsorption verhindert wird.
Die zum wirksamen Schutz erforderliche Menge des Metalls mit niedriger Wasserstoffüberspannung ist
verschieden. Sie ist abhängig von dem zu schützenden Metall, den Einflüssen auf dieses Metall und den
vorliegenden elektrochemischen Bedingungen, d. h., ob es sich um Korrosionsangriff oder kathodische
Belastung handelt, sowie von dem verwendeten Edelmetall. In vielen Fällen wird ein wirksamer Schutz
bereits durch winzige Mengen der genannten Edelmetalle erzielt.
Beispielsweise wurde die Wasserstoffbrüchigkeit von Tantal verhindert, indem ein Stück einer Platinfolie
durch Punktschweißen an der Tantaloberfläche befestigt wurde. Es wurde festgestellt, daß bei einem
Verhältnis der wirksamen Platinfläche zur Tantalfläche von nur 1: 5000 das Tantal immer noch wirksam
geschützt war.
In einem anderen Versuch wurde Schutz von Tantal gegen Versprödung durch Wasserstoffionen in Salzsäure
erzielt, indem Platinpulver auf die Oberfläche der Tantalprobe gerieben oder mit dem Ende eines
Platindrahts über die Tantaloberfläche gestrichen wurde.
Eine geglühte Probe eines Tantalblechs wurde in elektrischem Kontakt mit einem Platindraht in konzentrierter
Salzsäure bei 190° C gehalten. Nach 90 Stunden war die Probe noch geschmeidig und zeigte keine
Risse, wenn sie um 180° C so gebogen wurde, daß ihre Enden flach übereinanderlagen. Eine nicht mit Platin
geschützte Vergleichsprobe war spröde und brach beim
ίο Biegen. Es wurde eine Reihe weiterer Versuche durchgeführt,
in denen die Verbindung zwischen den zu schützenden Metallen und Platin sowie anderen Edelmetallen
auf verschiedene Weise hergestellt war. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 1
aufgeführt. Verwendet wurden 3,67 cm2 große Streifen von handelsüblichem, geglühtem Tantalblech. In
einigen Fällen wurde das Edelmetall durch Punktschweißen am Tantalblech befestigt. In anderen Fällen
wurden Stücke einer Edelmetallfolie an den Tantal-
ao proben angebracht. Ferner wurden Adern einer Litze des Edelmetalls um die Tantalprobe gewickelt. In den
Fällen, in denen das Tantalblech mit einem Edelmetall plattiert wurde, war der Überzug überaus dünn und
unterbrochen. Seine Dicke betrug nur 1,02 μπι. Der
Überzug war nicht immer durchgehend, vielmehr genügte es in den meisten Fällen, wenn nur ein Teil
der Oberfläche der Proben überzogen wurde. In einigen Versuchen wurden Salze der Edelmetalle den einwirkenden
Medien zugesetzt.
Einfluß von Edelmetallen auf die Wasserstoffbrüchigkeit von Tantal in konzentrierter Salzsäure
bei 19O0C
| Punkt- schweißungen von 0,25 mm |
0 | je Probe | 2 | 3 | 6 | Art der Verbindung | 0 | Stücke | 4 | V | Litzen adern, |
G | 6 | V<b) | des | Edelmetalls mit der Tantalprobe | Anteil | 1/ | 1/ | ganz ver | Pulver | Edelmetallsalz | |
| Durchmesser; | V | 1 | G | G | G | Folien stücke von 2,54 cm |
V | 1 | G | 0,635 mm | G | Probenoberfläche plattiert; | der plattierten Fläche | /2 | /1 | schrammt | in Oberfläche | der Säure | |||||
| Edelmetall | Zahl der Punkt- | V | G | G | G | Kanten- | V | G | G | dick, | G | G | G | G | eingerieben | zugesetzt; | |||||||
| schweißungen | V | V | G | G | 15,875 mm | G») | 1/ | G | G | 0,005 g Chlorid | |||||||||||||
| V | G | G | G | länae. | V | G | G GW | lang | G G<°) | /4 | G | in Lösung | |||||||||||
| V | G | Zahfder | V | G G | 0 j 1 | G | G | ||||||||||||||||
| V | G | V | V | j | U | G | G | ||||||||||||||||
| Platin | V | V | T V |
V | G | G | G | ||||||||||||||||
| Palladium ... | V | V | V | V | G | G | |||||||||||||||||
| Gold | V | V | V | V | G | G | |||||||||||||||||
| Iridium | V | G | G | G | |||||||||||||||||||
| Rhodium .... | G | ||||||||||||||||||||||
| Osmium | G | G | |||||||||||||||||||||
| Ruthenium .. | G | ||||||||||||||||||||||
| Rhenium .... | V | ||||||||||||||||||||||
| Silber | V | ||||||||||||||||||||||
V = Versprödet, beim Biegen gerissen.
G = Geschmeidig, keine Anzeichen von Brüchigkeit, kein Reißen beim Biegen um 1800C.
(a) = Nur zwei Folienstücke wurden in diesem Fall verwendet.
(b) = Ein Drittel der Probenoberfläche mit der Folie bedeckt.
(c) = Drei Stücke Iridiumdraht wurden an jede Seite der Probe punktgeschweißt.
Die Ergebnisse in Tabelle 1 lassen erkennen, daß die Anwesenheit der Edelmetalle in Form eines Überzuges,
Drahts, Pulvers, einer Folie, von Punktschweißungen und als Chlorid in dem sauren Medium die Versprödung
verhindert. Interessant sind die überaus geringen Platinmengen, die wirksam sind. Ferner ist ersichtlich,
daß Silber nicht zu dieser Gruppe von Metallen mit niedriger Wasserstoffüberspannung gehört.
Es wurde festgestellt, daß Tantal, insbesondere das Metall in kaltgewalzter Form, sehr brüchig wird, wenn
es als Kathode in der Elektrolyse verwendet wird. Es wurden daher Versuche durchgeführt, um zu ermitteln,
ob durch die Anwesenheit von Platin oder Gold ebenfalls die Wasserstoffbrüchigkeit unter diesen Bedingungen
verhindert würde. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 2 genannt. :
Einfluß von Edelmetallen auf die Wasserstoffbrüchigkeit von Tantal unter kathodischer Belastung in 1 n-Schwefel-
säure bei Raumtemperatur
Form des Edelmetalls
Zustand der Probe
| Stromdichte | Stunden |
| mA/cm2 | |
| 30 | 16,5 |
| 30 | 16,5 |
| 10 | 20 |
| 10 | 20 |
| 20 | 1,25 |
| 20 | 1,25 |
| 10 | 1,5 |
| 10 | 1,5 |
Ergebnis von Biegeprüfungen
Ohne Edelmetall
Vollständig platinplattiert
Ohne Edelmetall
Vollständig platinplattiert
Ohne Edelmetall
Platinplattiert und verschrammt
Ohne Edelmetall
Vollständig goldplattiert
kaltgewalzt
kaltgewalzt
kaltgewalzt
kaltgewalzt
kaltgewalzt aus kurzem Block kaltgewalzt aus kurzem Block kaltgewalzt aus kurzem Block
kaltgewalzt aus kruzem Block gerissen keine Risse gerissen keine Risse
gerissen keine Risse gerissen keine Risse
Aus den Werten in Tabelle 2 ist erkennbar, daß die Anwesenheit von Platin die Wasserstoffbrüchigkeit von
Tantal unter kathodischer Belastung verhindert, daß jedoch das erforderliche Verhältnis von Platin zu
Tantal höher zu sein scheint, als es zur Verhinderung der Brüchigkeit unter dem Einfluß von konzentrierter
Salzsäure bei 190° C notwendig ist. Dies ist zweifellos darauf zurückzuführen, daß unter den Bedingungen
der Elektrolyse in stärkerem Maße Wasserstoffatome auf der Oberfläche des Tantals vorhanden sind als bei
den Versuchen mit Salzsäure. Es ist mehr als wahrscheinlich, daß das niedrige Verhältnis von Platin zu Tantal
auch für die Elektrolysenversuche anwendbar wäre, wenn die Stromdichte so eingestellt würde, daß die
Wasserstoffentwicklung die gleiche wäre wie bei den Versuchen mit Salzsäure. Infolge der Beständigkeit
der platinplattierten Tantalproben gegen Wasserstoffbrüchigkeit beim Einsatz als Kathoden eignen
sie sich besonders als Elektroden.
Legierungen von Tantal und Titan, die 10 bis 50% Titan enthalten, sind in bezug auf Korrosionsbeständigkeit
in mancher Hinsicht mit Tantal vergleichbar, jedoch gegenüber einigen stark korrodierenden Einflüssen
nicht so beständig wie Tantal. Da diese Legierungen in gewissen Medien ebenfalls zu Versprödung neigen,
wurden Versuche durchgeführt, diese Art von Schäden durch Verwendung von Edelmetallen zu verhindern.
Untersucht wurde eine geglühte Legierung aus 60% Tantal und 40 % Titan in 15 %iger Salzsäure bei 190° C.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Tabelle 3
Einfluß von Edelmetallen auf die Wasserstoffbrüchigkeit einer Legierung aus 60% Tantal und 40% Titan
Einfluß von Edelmetallen auf die Wasserstoffbrüchigkeit einer Legierung aus 60% Tantal und 40% Titan
| Edelmetall anwesend als | Zustand der Probe | Einwirkendes Medium | Ergebnisse von Biegeprüfungen |
| — | kaltgewalzt und in konzentriertem HF geätzt |
15%igeHCl 190° C, 67 Stunden |
brüchig |
| — | geglüht^ | 15%igeHCl, 1900C, 66 Stunden |
brüchig |
| Ringsum platinplattiert | geglüht<a> | 15%igeHCl, 19O0C, 66 Stunden |
keine Risse |
| Kathodisch belastet in 1 n-H2SO4 als Elektrolyt |
|||
| — | geglüht<a> | Stromdichte 83 mA/cm2, 16 Stunden |
brüchig |
| Ringsum platinplattiert | geglüht^ | Stromdichte 83 mA/cm2, 16 Stunden |
keine Risse |
| geglüht^ | Stromdichte 100 mA/cm2, 28 Stunden |
brüchig |
(a) 30 Minuten bei 12300C geglüht.
(b) 1 Stunde bei 12500C unter einem Vakuum von 0,1 · ΙΟ-3 mm Hg geglüht.
Aus den Ergebnissen in Tabelle 3 ist ersichtlich, 6g wurden, ergab sich, daß eine nichtplattierte Legierung
daß ein sehr dünner Platinüberzug auf der Oberfläche aus 60% Tantal und 40% Titan brüchig wurde,
der Legierung die Versprödung verhinderte. In Ver- während ein dünner Platinüberzug auf der Oberfläche
suchen, die mit kathodischer Belastung durchgeführt die Legierung gegen Versprödung schützte.
Niob hat im allgemeinen nicht die Korrosionsbeständigkeit von Tantal, gehört jedoch zu den Metallen,
die in dieser Hinsicht als gut zu bezeichnen sind. Niob neigt ebenfalls zu Wasserstoffbrüchigkeit, und
zwar in stärkerem Maße als Tantal, möglicherweise bedingt durch die etwas schlechtere Korrosionsbeständigkeit
und die während der Korrosion entwickelte höhere Wasserstoffmenge.
Versprödungsversuche in 10°/0iger Salzsäure bei
190° C wurden mit Niobproben mit und ohne Platin an der Oberfläche durchgeführt. Hierbei wurden die
nichtplattierten geglühten Proben brüchig, während Proben, die zur Hälfte mit Platin plattiert waren,
geschmeidig blieben. Bei Versuchen mit kathodischer Belastung ergab sich, daß Niob durch Plattieren mit
Platin gegen Wasserstoffbrüchigkeit geschützt werden
kann. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 4 angegeben.
Tabelle 4 Einfluß von Edelmetallen auf die Wasserstoffbrüchigkeit von Niob
| Edelmetall anwesend als | Zustand der Probe |
Einwirkendes Medium | Ergebnisse von Biegeversuchen |
| Platinplattiert, Oberfläche der Probe zur Hälfte überzogen |
geglüht* geglüht* geglüht* geglüht* geglüht* |
10%igeHClvonl90°C 10%igeHClvonl90°C |
brüchig keine Risse |
| Kathodisch belastet in 1 n-H2SO4 | |||
| Ringsum platinplattiert | Stromdichte 69 mA/cm2, 2 Stunden Stromdichte 10 mA/cma, 24 Stunden Stromdichte 10 mA/crn8 |
brüchig brüchig keine Risse |
* 30 Minuten bei 1175° C unter einem Vakuum von 0,1 · 10~3 mm Hg geglüht.
Vanadiummetall ist äußerst empfänglich für naszierenden Wasserstoff und wird durch dessen Anwesenheit
überaus brüchig. Es wurden Versuche durchgeführt, um zu ermitteln, ob die Metalle mit niedriger
Wasserstoffüberspannung die Versprödung von Vana-
dium verhindern. Diese Versuche wurden sowohl in sauren Lösungen als auch unter kathodischer Belastung
durchgeführt. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 5 genannt.
Tabelle 5 Einfluß von Edelmetallen auf die Wasserstoffbrüchigkeit von Vanadium
| Edelmetall anwesend als | Zustand der Probe |
Einwirkendes Medium | Ergebnisse von Biegeversuchen |
| kaltgewalzt | siedende 5%ige HCl | sehr brüchig* | |
| Platindraht, 4 Adern** | kaltgewalzt | siedende 5%ige HCl | konnte zur Schleife gebogen werden |
| Platinfolie, Quadrat von 2,54 cm Kantenlänge |
kaltgewalzt | siedende 5°/oige HCl | konnte zur Schleife gebogen werden |
| Hälfte der Oberfläche platinplattiert |
kaltgewalzt | siedende 5%ige HCl | konnte zur Schleife gebogen werden |
| Ringsum platinplattiert | kaltgewalzt | siedende 5%ige HCl | konnte zur Schleife gebogen werden |
| Kathodisch belastet in 1 n-H2SO4 als Elektrolyt |
|||
| — | kaltgewalzt | 10 mA/cm2, 3 Stunden | brüchig |
| Ringsum platinplattiert | kaltgewalzt | 10 mA/cm2, 3 Stunden | keine Risse |
| — | kaltgewalzt | 67 mA/cma, 2 Stunden | brüchig |
| — | kaltgewalzt | 10 mA/cm2, 3 Stunden | brüchig |
| Ringsum platinplattiert und verschrammt |
kaltgewalzt | 10 mA/cm2, 3 Stunden | besser als nicht- plattierte Probe |
* Ursprüngliche Probe im kaltgewalzten Zustand konnte um 180° gebogen werden.
** Fläche der untersuchten Proben 3,23 bis 4,52 cm2. Länge einer Ader der Pt-Litze etwa 15,875 mm.
809640/1674
Die Versuche mit siedender 5%iger Salzsäure ergaben, daß unlegiertes kaltgewalztes Vanadium äußerst
brüchig wird. Durch Anwesenheit von Platin in Form von Draht oder als Überzug wird die Versprödung
stark verringert. Unter kathodischer Belastung verhindert der Platinüberzug die Versprödung.
Über Schäden an Titan oder Titanlegierungen durch Wasserstoffbrüchigkeit auf Grund von Korrosion
wird nicht häufig berichtet. Trotzdem wurde diese Erscheinung in wenigen Fällen an gewissen Chargen
einer 8 % Mangan enthaltenden Titanlegierung fest-
10
gestellt. Untersuchungen haben ergeben, daß durch Anwesenheit von Platin in Berührung mit dem beanspruchten
Metall während der Prüfung in einer 10°/0igen Salzsäurelösung die Brüchigkeit verhindert
wird, während das bloße Metall in wenigen Minuten riß. In weiteren Versuchen mit dieser Legierung wurde
festgestellt, daß durch Platinplattierung eines Teils der Oberfläche sowie auch durch Palladiumdraht die Brüchigkeit
verhindert wird. Die Versuchsergebnisse sind ίο in Tabelle 6 angegeben.
Einfluß von Edelmetallen auf die Verhinderung der Wasserstoffbrüchigkeit einer
Titan-Sonderlegierung (8 % Mn) in 10°/oiger Salzsäure bei Raumtemperatur
| Form des Edelmetalls | Ergebnisse der Prüfungen an gespannten Proben* |
| Ohne Edelmetall Platindraht, mehrere Adern Halbe Oberfläche platinplattiert Ganze Oberfläche platinplattiert Mehrere Palladiumdrahtadern |
brach in 30 Minuten keine Versprödung nach 120 Stunden** keine Versprödung nach 100 Stunden** keine Versprödung nach 100 Stunden** keine Versprödung nach 120 Stunden** |
* Blechprobe 114,3 mm lang, 12,7 mm breit, durch Befestigung in einem Halter aus gleichem Material mit 101,6 mm langem Schlitz
um 180° gebogen.
** Versuch nach dieser Zeit abgebrochen.
Anmerkung: Länge einer Platindrahtader etwa 25,4 mm.
Anmerkung: Länge einer Platindrahtader etwa 25,4 mm.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Verminderung oder Verhinderung der in wäßrigen Medien elektrochemisch induzierten Wasserstoffbrüchigkeit von Gegenständen aus Nichteisenmetallen, wie Tantal, Niob, Vanadium, Tantal-Titan-Legierungen oder Tantal-Mangan-Legierungen, die in Berührung mit atomarem Wasserstoff stehen, dadurch gekennzeichn e t, daß lediglich ein kleiner Teil der Oberfläche dieser Gegenstände in bekannter Weise mit Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Rhenium oder deren Legierungen bedeckt wird.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US79395059A | 1959-02-18 | 1959-02-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1284811B true DE1284811B (de) | 1968-12-05 |
Family
ID=25161243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1960U0006916 Pending DE1284811B (de) | 1959-02-18 | 1960-02-17 | Verfahren zur Verminderung oder Verhinderung der Wasserstoffbruechigkeit von Gegenstaenden aus Nichteisenmetallen |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1284811B (de) |
| FR (1) | FR1248339A (de) |
| GB (1) | GB941983A (de) |
| NL (1) | NL248510A (de) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4335754A (en) | 1979-11-28 | 1982-06-22 | Tseung Alfred C C | Prevention of hydrogen embrittlement of metals in corrosive environments |
| US4488578A (en) * | 1981-05-26 | 1984-12-18 | National Research Development Corporation | Prevention of hydrogen embrittlement of metals in corrosive environments |
| DE102020116301A1 (de) | 2020-06-19 | 2021-12-23 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Messrohr für ein Durchfluss-Messgerät, Durchfluss-Messgerät und Verfahren zur Herstellung eines Messrohrs |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH101816A (de) * | 1922-10-30 | 1923-12-01 | Alfred Dr Schmid | Elektrode. |
| DE386514C (de) * | 1922-07-07 | 1923-12-10 | Chem Fab Weissenstein G M B H | Anode zur Herstellung von Perverbindungen |
| DE709020C (de) * | 1939-02-11 | 1941-08-04 | Degussa | Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von UEberschwefelsaeure und Persalzen in filterpressenartig vereinigten Zellen |
| FR1097749A (fr) * | 1953-03-28 | 1955-07-08 | Stamicarbon | Procédé pour la protection d'acier inoxydable contre l'attaque par des liquides corrosifs fortement acides, ainsi qu'appareils en acier inoxydable protéges par ce procédé |
| AT187896B (de) * | 1951-12-31 | 1956-12-10 | Degussa | Unlösliche Elektrode für elektrolytische Prozesse |
-
0
- NL NL248510D patent/NL248510A/xx unknown
-
1960
- 1960-02-15 FR FR818518A patent/FR1248339A/fr not_active Expired
- 1960-02-15 GB GB522960A patent/GB941983A/en not_active Expired
- 1960-02-17 DE DE1960U0006916 patent/DE1284811B/de active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE386514C (de) * | 1922-07-07 | 1923-12-10 | Chem Fab Weissenstein G M B H | Anode zur Herstellung von Perverbindungen |
| CH101816A (de) * | 1922-10-30 | 1923-12-01 | Alfred Dr Schmid | Elektrode. |
| DE709020C (de) * | 1939-02-11 | 1941-08-04 | Degussa | Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von UEberschwefelsaeure und Persalzen in filterpressenartig vereinigten Zellen |
| AT187896B (de) * | 1951-12-31 | 1956-12-10 | Degussa | Unlösliche Elektrode für elektrolytische Prozesse |
| FR1097749A (fr) * | 1953-03-28 | 1955-07-08 | Stamicarbon | Procédé pour la protection d'acier inoxydable contre l'attaque par des liquides corrosifs fortement acides, ainsi qu'appareils en acier inoxydable protéges par ce procédé |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB941983A (en) | 1963-11-20 |
| FR1248339A (fr) | 1960-12-09 |
| NL248510A (de) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1571721C3 (de) | Elektrode zur Verwendung in elektrolytischen Prozessen | |
| DE69203287T2 (de) | Saures Bad zum Aufbringen einer Palladiumzwischenschicht. | |
| DE3018563C2 (de) | Korrosionsfeste Elektroden für die Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalihalogeniden | |
| DE2725066A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum elektrolysieren | |
| DE2708043A1 (de) | Plattierte metallische kathode | |
| DE2935537C2 (de) | Titanlegierung als Grundmaterial für Elektroden | |
| DE2017858C3 (de) | ||
| DE1521799C3 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Oberflächenrauhheit von Gegenständen aus Titan | |
| DE1105854B (de) | Bleidioxyd-Elektrode fuer elektrolytische Verfahren | |
| DE1671426A1 (de) | Elektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE1909757C3 (de) | Verfahren zur Reinigung von Anoden für elektrolytische Prozesse, die aus einer Unterlage eines filmbildenden Metalls und einem Überzug aus Edelmetalloxiden oder Edelmetalloxide enthaltenden Mischoxiden bestehen | |
| DE3447733A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen behandlung von metall durch energiezufuhr mittels fluessigkeit | |
| DE1284811B (de) | Verfahren zur Verminderung oder Verhinderung der Wasserstoffbruechigkeit von Gegenstaenden aus Nichteisenmetallen | |
| DE2416218C3 (de) | Verfahren zur Herstellung galvanisch verzinnter Stahlbleche | |
| DE1521464A1 (de) | Verfahren zum Aufbringen von haftfesten Niederschlaegen von Metallen der Platingruppe auf Gegenstaende aus Titan | |
| DE2049966A1 (de) | Verfahren zum Aufbringen eines Ruthe niumoxyduberzugs | |
| EP0092754A2 (de) | Mit Edelmetall oder einer Edelmetallegierung beschichtetes elektrisches Kontaktstück | |
| DE1521875A1 (de) | Verfahren zum Schuetzen von Titan gegen das AEtzen | |
| DE3311473A1 (de) | Verfahren zur anodischen oxidation eines aluminium-traegermaterials fuer die herstellung lithografischer druckplatten | |
| DE1052771B (de) | Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Platin | |
| DE3045968A1 (de) | Elektrolytisches bad, herstellung von palladiumbeschichtungen unter verwendung des elektrolytischen bades und regenerierung des elektrolytischen bades | |
| AT223383B (de) | Verfahren zum Beständigmachen von Tantal, und Tantal-Titan-Legierungen gegen Wasserstoffversprödung und gegen Wasserstoffversprödung beständige Legierung | |
| DE1592042B2 (de) | Anode für Alkalielektrolysezellen | |
| AT235101B (de) | Verfahren zur Abscheidung von Überzügen von Metallen der Platingruppe | |
| DE1758817A1 (de) | Titanlegierung |