JP2000248324A - 耐食Ｔｉ合金 - Google Patents
耐食Ｔｉ合金Info
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 現在汎用されているＴｉ−0.15Ｐｄ合金より
低コストで優れた耐食性を発揮するＴｉ合金を提供する
ものであり、またＴｉ−0.15Ｐｄ合金と同等またはそれ
以上の冷間加工性（プレス性）を有する耐食Ｔｉ合金
と、更には耐水素吸収性に優れた耐食Ｔｉ合金を提供す
る。 【解決手段】 Ｐｄを０．０２０〜０．０５０％含有さ
せると共に、Ｐｄ以外の白金族元素の１種以上を、Ｐｄ
に対する質量比で１／３以上含有させ、残部を許容成分
およびＴｉとすることで優れた耐食性を発揮するＴｉ合
金を得ることができ、冷間成形性に優れた耐食Ｔｉ合金
を得るにあたっては、Ｐｄを０．０２０〜０．０５０％
とし、Ｉｒ及び／又はＰｔを０．０１〜０．０３％含有
させ、なおかつＦｅ含有量を０．０５％以下、Ｏ含有量
を０．０５％以下として残部を許容成分およびＴｉとす
ることが望ましく、更に、Ｐｄ量を０．０３０％以下に
することで、冷間成形性及び耐食性に加えて耐水素吸収
性も付与できる。
低コストで優れた耐食性を発揮するＴｉ合金を提供する
ものであり、またＴｉ−0.15Ｐｄ合金と同等またはそれ
以上の冷間加工性（プレス性）を有する耐食Ｔｉ合金
と、更には耐水素吸収性に優れた耐食Ｔｉ合金を提供す
る。 【解決手段】 Ｐｄを０．０２０〜０．０５０％含有さ
せると共に、Ｐｄ以外の白金族元素の１種以上を、Ｐｄ
に対する質量比で１／３以上含有させ、残部を許容成分
およびＴｉとすることで優れた耐食性を発揮するＴｉ合
金を得ることができ、冷間成形性に優れた耐食Ｔｉ合金
を得るにあたっては、Ｐｄを０．０２０〜０．０５０％
とし、Ｉｒ及び／又はＰｔを０．０１〜０．０３％含有
させ、なおかつＦｅ含有量を０．０５％以下、Ｏ含有量
を０．０５％以下として残部を許容成分およびＴｉとす
ることが望ましく、更に、Ｐｄ量を０．０３０％以下に
することで、冷間成形性及び耐食性に加えて耐水素吸収
性も付与できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食Ｔｉ合金と、
この耐食Ｔｉ合金を用いてなる部材に関するものであ
る。
この耐食Ｔｉ合金を用いてなる部材に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】純Ｔｉは、ステンレス鋼や銅合金に比較
して一般に耐食性に優れることが知られているが、高温
高濃度の非酸化性酸中では腐食を生じる。また高温高濃
度の塩化物水溶液中では隙間腐食が発生しうる。これら
の腐食を防止する方法として、合金化元素を添加した
り、腐食環境中へ酸化剤を添加したり、或いは表面処理
を施す等の方法が検討されている。中でも合金化元素の
添加は最も確実な方法であり、ＰｄやＲｕ等の白金族元
素が有効とされている。その理由は、ＰｄやＲｕは水素
発生過電圧が小さいため、チタンの陽分極を速やかに促
進させることによるものである。すなわちチタンの表面
で、Ｔｉ＋２Ｈ2Ｏ→ＴｉＯ2＋４Ｈ+＋４ｅ-の酸化反応
が速やかに進行し、不動態酸化皮膜ＴｉＯ２ が形成さ
れることにより耐食性が改善されるのである。具体的に
はＴｉ−0.15Ｐｄ合金（ＡＳＴＭ Grade7,11 ）等のＴ
ｉ合金が開発され、石油精製や石油化学プラント等の分
野で使用されている。但し、上記Ｔｉ−0.15Ｐｄ合金
は、高価なＰｄを比較的多量に添加していることから材
料コストの上昇を招くという問題点を有している。更に
は、Ｔｉ合金中に含まれるＰｄ量が多い場合には、酸洗
時に表面にＰｄ酸化物（通称Ｐｄブラック）が生成し、
酸洗が阻害されることから酸洗ラインに何度も通板する
必要があり、製造コストも高くなる。
して一般に耐食性に優れることが知られているが、高温
高濃度の非酸化性酸中では腐食を生じる。また高温高濃
度の塩化物水溶液中では隙間腐食が発生しうる。これら
の腐食を防止する方法として、合金化元素を添加した
り、腐食環境中へ酸化剤を添加したり、或いは表面処理
を施す等の方法が検討されている。中でも合金化元素の
添加は最も確実な方法であり、ＰｄやＲｕ等の白金族元
素が有効とされている。その理由は、ＰｄやＲｕは水素
発生過電圧が小さいため、チタンの陽分極を速やかに促
進させることによるものである。すなわちチタンの表面
で、Ｔｉ＋２Ｈ2Ｏ→ＴｉＯ2＋４Ｈ+＋４ｅ-の酸化反応
が速やかに進行し、不動態酸化皮膜ＴｉＯ２ が形成さ
れることにより耐食性が改善されるのである。具体的に
はＴｉ−0.15Ｐｄ合金（ＡＳＴＭ Grade7,11 ）等のＴ
ｉ合金が開発され、石油精製や石油化学プラント等の分
野で使用されている。但し、上記Ｔｉ−0.15Ｐｄ合金
は、高価なＰｄを比較的多量に添加していることから材
料コストの上昇を招くという問題点を有している。更に
は、Ｔｉ合金中に含まれるＰｄ量が多い場合には、酸洗
時に表面にＰｄ酸化物（通称Ｐｄブラック）が生成し、
酸洗が阻害されることから酸洗ラインに何度も通板する
必要があり、製造コストも高くなる。
【０００３】そこで最近では、コスト増大につながるＰ
ｄやＲｕの添加を最小限に抑え、それによる耐食性の劣
化を補うために加工性を損なわない程度の鉄族元素を微
量添加したＴｉ合金が開発されており、例えばＴｉ−0.
05Ｐｄ−0.3 Ｃｏ合金（ASTMGrade 30,31;特公平６−８
９４２３号）やＴｉ−0.5 Ｎｉ−0.05Ｒｕ合金（ASTM G
rade 13,14,15;特公昭６２−２０２６９号）等が提案さ
れている。これらの合金は、ＰｄやＲｕのような高価な
白金族元素の添加量を制限してコスト高を抑えつつ、白
金族元素の添加量低下により生じる耐食性劣化を、加工
性を大きく損なわない範囲で耐食性向上に寄与する添加
元素（Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｏ等）を添加し補ったものであ
る。しかしながら、上記耐食性向上元素の添加により加
工性の低下は避けられず、プレート式熱交換器やソーダ
電解工業における電槽部材等の様に、耐食性が要求さ
れ、しかも張出し成形等の比較的厳しい冷間加工を受け
る部材に対しては、上記Ｔｉ合金の使用が困難であっ
た。従って、耐食性と同時に冷間加工性が要求される用
途には、コスト高とはなるものの、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｏ等
の様な加工性を損なう耐食性向上元素を添加していない
Ｔｉ−0.15Ｐｄ合金（ASTM Grade 11 ）を使用せざるを
得ない状況にある。
ｄやＲｕの添加を最小限に抑え、それによる耐食性の劣
化を補うために加工性を損なわない程度の鉄族元素を微
量添加したＴｉ合金が開発されており、例えばＴｉ−0.
05Ｐｄ−0.3 Ｃｏ合金（ASTMGrade 30,31;特公平６−８
９４２３号）やＴｉ−0.5 Ｎｉ−0.05Ｒｕ合金（ASTM G
rade 13,14,15;特公昭６２−２０２６９号）等が提案さ
れている。これらの合金は、ＰｄやＲｕのような高価な
白金族元素の添加量を制限してコスト高を抑えつつ、白
金族元素の添加量低下により生じる耐食性劣化を、加工
性を大きく損なわない範囲で耐食性向上に寄与する添加
元素（Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｏ等）を添加し補ったものであ
る。しかしながら、上記耐食性向上元素の添加により加
工性の低下は避けられず、プレート式熱交換器やソーダ
電解工業における電槽部材等の様に、耐食性が要求さ
れ、しかも張出し成形等の比較的厳しい冷間加工を受け
る部材に対しては、上記Ｔｉ合金の使用が困難であっ
た。従って、耐食性と同時に冷間加工性が要求される用
途には、コスト高とはなるものの、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｏ等
の様な加工性を損なう耐食性向上元素を添加していない
Ｔｉ−0.15Ｐｄ合金（ASTM Grade 11 ）を使用せざるを
得ない状況にある。
【０００４】ところでチタンは、火力及び原子力発電所
の復水器管や、尿素合成などの高温高圧化学プラントの
配管及び海水淡水化装置の伝熱管等として多用されてお
り、用途によっては使用時に水素を吸収し、水素脆化に
よる事故を誘発する恐れがある。特公平４−５７７３５
号公報によれば、Ｔｉ−0.15Ｐｄ合金は、Ｐｄを多量に
含むため、純チタンに比べると耐水素吸収性が十分では
ないことから、Ｐｄ量を０．０３〜０．１％の範囲に調
整したＴｉ合金［例えば、Ｔｉ−0.05Ｐｄ合金（ASTM G
r.16,17 ）］が提案されている。ところが、実際の使用
においては、チタンの水素吸収は表面状態（粗度，仕上
げ法）や結晶粒径および使用環境が複雑に関係するた
め、Ｐｄ量を０．０３〜０．１％に制御したＴｉ合金を
用いたとしても水素吸収が発生することがあった。
の復水器管や、尿素合成などの高温高圧化学プラントの
配管及び海水淡水化装置の伝熱管等として多用されてお
り、用途によっては使用時に水素を吸収し、水素脆化に
よる事故を誘発する恐れがある。特公平４−５７７３５
号公報によれば、Ｔｉ−0.15Ｐｄ合金は、Ｐｄを多量に
含むため、純チタンに比べると耐水素吸収性が十分では
ないことから、Ｐｄ量を０．０３〜０．１％の範囲に調
整したＴｉ合金［例えば、Ｔｉ−0.05Ｐｄ合金（ASTM G
r.16,17 ）］が提案されている。ところが、実際の使用
においては、チタンの水素吸収は表面状態（粗度，仕上
げ法）や結晶粒径および使用環境が複雑に関係するた
め、Ｐｄ量を０．０３〜０．１％に制御したＴｉ合金を
用いたとしても水素吸収が発生することがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、現在汎用されているＴｉ
−0.15Ｐｄ合金より低コストで優れた耐食性を発揮する
Ｔｉ合金を提供しようとするものであり、またＴｉ−0.
15Ｐｄ合金と同等またはそれ以上の冷間加工性（プレス
性）を有する耐食Ｔｉ合金と、更には耐水素吸収性に優
れた耐食Ｔｉ合金を提供しようとするものである。
目してなされたものであって、現在汎用されているＴｉ
−0.15Ｐｄ合金より低コストで優れた耐食性を発揮する
Ｔｉ合金を提供しようとするものであり、またＴｉ−0.
15Ｐｄ合金と同等またはそれ以上の冷間加工性（プレス
性）を有する耐食Ｔｉ合金と、更には耐水素吸収性に優
れた耐食Ｔｉ合金を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明に係る耐食Ｔｉ合金とは、Ｐｄを０．０２０〜０．０
５０％（質量％の意味、以下同じ）含有すると共に、Ｐ
ｄ以外の白金族元素の１種以上を、Ｐｄに対する質量比
で１／３以上含有し、残部が許容成分およびＴｉからな
ることを要旨とするものであり、Ｐｄ以外の白金族元素
としてはＩｒ及び／又はＰｔが好ましい。また、Ｐｄ以
外の白金族元素の含有量は、０．０１〜０．０３％が望
ましく、Ｐｄの含有量は０．０３０％以下であることが
望ましい。
明に係る耐食Ｔｉ合金とは、Ｐｄを０．０２０〜０．０
５０％（質量％の意味、以下同じ）含有すると共に、Ｐ
ｄ以外の白金族元素の１種以上を、Ｐｄに対する質量比
で１／３以上含有し、残部が許容成分およびＴｉからな
ることを要旨とするものであり、Ｐｄ以外の白金族元素
としてはＩｒ及び／又はＰｔが好ましい。また、Ｐｄ以
外の白金族元素の含有量は、０．０１〜０．０３％が望
ましく、Ｐｄの含有量は０．０３０％以下であることが
望ましい。
【０００７】冷間成形性に優れた耐食Ｔｉ合金を得るに
あたっては、Ｐｄを０．０２０〜０．０５０％とし、Ｉ
ｒ及び／又はＰｔを０．０１〜０．０３％含有させ、な
おかつＦｅ含有量を０．０５％以下、Ｏ含有量を０．０
５％以下として残部を許容成分およびＴｉとすることが
望ましく、この様な冷間成形性に優れた耐食Ｔｉ合金は
プレート式熱交換器用部材や電気分解槽構成部材に好適
である。更に本組成範囲において、Ｐｄ量を０．０３０
％以下にすることで、冷間成形性及び耐食性に加えて耐
水素吸収性も付与できる。
あたっては、Ｐｄを０．０２０〜０．０５０％とし、Ｉ
ｒ及び／又はＰｔを０．０１〜０．０３％含有させ、な
おかつＦｅ含有量を０．０５％以下、Ｏ含有量を０．０
５％以下として残部を許容成分およびＴｉとすることが
望ましく、この様な冷間成形性に優れた耐食Ｔｉ合金は
プレート式熱交換器用部材や電気分解槽構成部材に好適
である。更に本組成範囲において、Ｐｄ量を０．０３０
％以下にすることで、冷間成形性及び耐食性に加えて耐
水素吸収性も付与できる。
【０００８】また、上記程の冷間成形性は要求されない
が耐水素吸収性には優れていることが必要な耐食Ｔｉ合
金を得るにあたっては、Ｐｄを０．０２０〜０．０３０
％含有させると共に、Ｐｄ以外の白金族元素含有量を
０．０１〜０．０３％とし、なおかつＦｅ含有量は０．
４％以下、Ｏ含有量は０．４％以下として残部を許容成
分およびＴｉとすることが好ましく、この様な耐水素吸
収性に優れた耐食Ｔｉ合金は、熱交換器用チューブやそ
の他の配管用チューブとして好適である。
が耐水素吸収性には優れていることが必要な耐食Ｔｉ合
金を得るにあたっては、Ｐｄを０．０２０〜０．０３０
％含有させると共に、Ｐｄ以外の白金族元素含有量を
０．０１〜０．０３％とし、なおかつＦｅ含有量は０．
４％以下、Ｏ含有量は０．４％以下として残部を許容成
分およびＴｉとすることが好ましく、この様な耐水素吸
収性に優れた耐食Ｔｉ合金は、熱交換器用チューブやそ
の他の配管用チューブとして好適である。
【０００９】尚、本発明において許容成分とは、一般的
な不可避不純物に加えて、本発明に係る耐食Ｔｉ合金の
特性に悪影響を与えない範囲で含有が許容される元素を
含むものであり、それぞれの元素の許容範囲内であれば
含まれていても差し支えない。不可避不純物としては、
Ｆｅ，Ｏ，Ｎ，Ｈ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｒなどが挙げられ、こ
れらの元素は原料である酸化チタンに含まれる微量成分
や、スポンジチタンの製造に使われるステンレス容器に
由来する元素である。
な不可避不純物に加えて、本発明に係る耐食Ｔｉ合金の
特性に悪影響を与えない範囲で含有が許容される元素を
含むものであり、それぞれの元素の許容範囲内であれば
含まれていても差し支えない。不可避不純物としては、
Ｆｅ，Ｏ，Ｎ，Ｈ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｒなどが挙げられ、こ
れらの元素は原料である酸化チタンに含まれる微量成分
や、スポンジチタンの製造に使われるステンレス容器に
由来する元素である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、Ｔｉ合金の成分組
成を設計するにあたり、白金族元素の中でも最もＴｉの
耐食性改善能の高いＰｄの添加量を低コスト化との兼ね
合いから０．０２〜０．０５％に設定し、これにＰｄ以
外の各種白金族元素を単独または複合して添加した種々
のＴｉ合金を作製し、各Ｔｉ合金に関する耐食性及び冷
間加工性の評価を繰り返した。その結果、Ｐｄ以外の白
金族元素の一種以上をＰｄに対する質量比で１／３以上
となるように含有させた場合には、Ｐｄ以外の白金族元
素の合計量をＰｄに置き換えてＰｄ単独で添加した場合
よりも、むしろ耐食性が向上することを見出し、本発明
に想到した。この効果は、現時点では明確に解明されて
いないが、これはＰｄ以外の白金族元素がＰｄやＴｉと
化学的に結合し、結果的にＰｄよりも水素過電圧の低い
物質ができたことに起因するからであると考えられる。
また、Ｐｄに対する他の白金族元素の割合（質量比）が
１／３以上となった場合に、耐食性が改善される理由に
ついても、現時点では明確になっていないが、この範囲
の場合に上記水素過電圧の低い物質が効率よく、より多
く生成するためと推測される。尚、Ｐｄに対する他の白
金族元素の割合（質量比）は、高過ぎても成形性に悪影
響を与えると共に経済性を損なう要因となるので２以下
とすればよく、１以下でも十分である。
成を設計するにあたり、白金族元素の中でも最もＴｉの
耐食性改善能の高いＰｄの添加量を低コスト化との兼ね
合いから０．０２〜０．０５％に設定し、これにＰｄ以
外の各種白金族元素を単独または複合して添加した種々
のＴｉ合金を作製し、各Ｔｉ合金に関する耐食性及び冷
間加工性の評価を繰り返した。その結果、Ｐｄ以外の白
金族元素の一種以上をＰｄに対する質量比で１／３以上
となるように含有させた場合には、Ｐｄ以外の白金族元
素の合計量をＰｄに置き換えてＰｄ単独で添加した場合
よりも、むしろ耐食性が向上することを見出し、本発明
に想到した。この効果は、現時点では明確に解明されて
いないが、これはＰｄ以外の白金族元素がＰｄやＴｉと
化学的に結合し、結果的にＰｄよりも水素過電圧の低い
物質ができたことに起因するからであると考えられる。
また、Ｐｄに対する他の白金族元素の割合（質量比）が
１／３以上となった場合に、耐食性が改善される理由に
ついても、現時点では明確になっていないが、この範囲
の場合に上記水素過電圧の低い物質が効率よく、より多
く生成するためと推測される。尚、Ｐｄに対する他の白
金族元素の割合（質量比）は、高過ぎても成形性に悪影
響を与えると共に経済性を損なう要因となるので２以下
とすればよく、１以下でも十分である。
【００１１】本発明に係るＴｉ合金において、Ｐｄは十
分な耐食性改善効果を得る上で、０．０２０％以上が必
要である。一方、Ｐｄの上限値は、多過ぎるとコスト高
になると共に、硝ふっ酸による酸洗時にＰｄ酸化物を表
面に生成して酸洗を阻害するので、０．０５％以下とす
ることが必要であり、また耐水素吸収性を向上させる上
では０．０３０％以下とすることが望ましい。
分な耐食性改善効果を得る上で、０．０２０％以上が必
要である。一方、Ｐｄの上限値は、多過ぎるとコスト高
になると共に、硝ふっ酸による酸洗時にＰｄ酸化物を表
面に生成して酸洗を阻害するので、０．０５％以下とす
ることが必要であり、また耐水素吸収性を向上させる上
では０．０３０％以下とすることが望ましい。
【００１２】Ｐｄ以外の白金族元素としては、Ｉｒ，Ｐ
ｔ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ｏｓがあるが、これらをＴｉに
添加した場合、個々の元素により程度の差はあるもの
の、添加量が多くなるほど組織が微細化し、冷間加工性
が悪くなる。したがって、耐食性を確保しつつ、良好な
成形性を得る為には耐食性に有効な元素を添加すること
が必要であるが、その際、組織の微細化にできるだけ寄
与しないような添加元素を選択することも必要である。
そこで本発明者らはＴｉ−Ｐｄ合金に複合添加する各白
金族元素の結晶粒微細化能を調べた。その結果、Ｉｒの
微細化能が最も小さく、次いでＰｔの微細化能が小さい
ことが判明した。結晶粒の微細化能が最も大きいのはＲ
ｕであり、Ｒｅ，Ｒｈ，ＯｓはＰｔとＲｕの間であっ
た。Ｒｅ，Ｏｓ，Ｒｈは高価な元素であるので、Ｐｄを
含有するチタン合金にＩｒまたはＰｔを１種または２種
含有させることで、成形性と耐食性に優れたチタン合金
を得ることができる。この中でも特に好ましいのはＴｉ
−Ｐｄ合金にＩｒを単独で添加する場合である。なお、
コスト面を度外視するならば、Ｔｉ−Ｐｄ合金にＲｅ，
Ｒｈ，Ｏｓを１種または２種以上添加することも有効で
ある。
ｔ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ｏｓがあるが、これらをＴｉに
添加した場合、個々の元素により程度の差はあるもの
の、添加量が多くなるほど組織が微細化し、冷間加工性
が悪くなる。したがって、耐食性を確保しつつ、良好な
成形性を得る為には耐食性に有効な元素を添加すること
が必要であるが、その際、組織の微細化にできるだけ寄
与しないような添加元素を選択することも必要である。
そこで本発明者らはＴｉ−Ｐｄ合金に複合添加する各白
金族元素の結晶粒微細化能を調べた。その結果、Ｉｒの
微細化能が最も小さく、次いでＰｔの微細化能が小さい
ことが判明した。結晶粒の微細化能が最も大きいのはＲ
ｕであり、Ｒｅ，Ｒｈ，ＯｓはＰｔとＲｕの間であっ
た。Ｒｅ，Ｏｓ，Ｒｈは高価な元素であるので、Ｐｄを
含有するチタン合金にＩｒまたはＰｔを１種または２種
含有させることで、成形性と耐食性に優れたチタン合金
を得ることができる。この中でも特に好ましいのはＴｉ
−Ｐｄ合金にＩｒを単独で添加する場合である。なお、
コスト面を度外視するならば、Ｔｉ−Ｐｄ合金にＲｅ，
Ｒｈ，Ｏｓを１種または２種以上添加することも有効で
ある。
【００１３】尚、Ｔｉ合金中のＦｅ及びＯ（酸素）は不
可避不純物であり、これらの含有量が増えると組織を微
細化させて強度上昇につながるため、成形性に著しく悪
影響を与える。従って、ＦｅおよびＯの含有量はいずれ
も０．１０％以下にすることが望ましく、０．０５％以
下にすればより望ましい。但し、成形性を考慮に入れな
くてよい用途には、０．４％までであれば含有させても
構わない。
可避不純物であり、これらの含有量が増えると組織を微
細化させて強度上昇につながるため、成形性に著しく悪
影響を与える。従って、ＦｅおよびＯの含有量はいずれ
も０．１０％以下にすることが望ましく、０．０５％以
下にすればより望ましい。但し、成形性を考慮に入れな
くてよい用途には、０．４％までであれば含有させても
構わない。
【００１４】更に、本発明においては、原料のスポンジ
チタンに含まれる不可避不純物に加えて、本発明に係る
耐食Ｔｉ合金の特性に悪影響を与えない範囲であれば、
その他の元素が含まれていても差し支えない。例えば、
Ｎ，Ｈ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｒなどが許容成分として挙げるこ
とができ、成形性の要求される用途では、およその値で
あるが、Ｎ：０．０２％以下，Ｈ：０．０１％以下，
Ｃ：０．０２％以下，Ｎｉ：０．０５％以下，Ｃｒ：
０．０５％以下であれば含まれていてもよい。又、要求
される成形性の程度によっても異なるが、これらの元素
以外も概ねではあるが、総量で０．１％以下であれば、
含まれていても構わない。なお、成形性がさほど要求さ
れない用途で用いられる場合は、本発明に係る耐食Ｔｉ
合金の特性に悪影響を与えない範囲であれば上記上限値
を超える各種元素の含有があっても差し支えない。
チタンに含まれる不可避不純物に加えて、本発明に係る
耐食Ｔｉ合金の特性に悪影響を与えない範囲であれば、
その他の元素が含まれていても差し支えない。例えば、
Ｎ，Ｈ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｒなどが許容成分として挙げるこ
とができ、成形性の要求される用途では、およその値で
あるが、Ｎ：０．０２％以下，Ｈ：０．０１％以下，
Ｃ：０．０２％以下，Ｎｉ：０．０５％以下，Ｃｒ：
０．０５％以下であれば含まれていてもよい。又、要求
される成形性の程度によっても異なるが、これらの元素
以外も概ねではあるが、総量で０．１％以下であれば、
含まれていても構わない。なお、成形性がさほど要求さ
れない用途で用いられる場合は、本発明に係る耐食Ｔｉ
合金の特性に悪影響を与えない範囲であれば上記上限値
を超える各種元素の含有があっても差し支えない。
【００１５】以下、本発明を実施例によって更に詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の主旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲内に含まれるものである。
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の主旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲内に含まれるものである。
【００１６】
【実施例】実施例１ ＪＩＳ １種（ＡＳＴＭ Ｇｒ．１相当）の純チタン板
（Ｏ：０．０４％，Ｆｅ：０．０３％）を溶解原料と
し、表１に示す各金属粉末の成分割合を変化させて含有
させ、真空アーク溶解炉において溶解し、鋳塊（約５０
０ｇ）を製造した。この後、以下の工程で評価用の板を
作製した。
（Ｏ：０．０４％，Ｆｅ：０．０３％）を溶解原料と
し、表１に示す各金属粉末の成分割合を変化させて含有
させ、真空アーク溶解炉において溶解し、鋳塊（約５０
０ｇ）を製造した。この後、以下の工程で評価用の板を
作製した。
【００１７】調質焼鈍（１０００℃、２時間加熱）→熱
延（８５０℃加熱、約２０t×４０w→約５t×４０w）→
焼鈍（８５０℃，３０分）→ショットブラスト→酸洗
（板厚約１ｍｍ落とす）→冷延（約４t×４０w→約１．
２t×４０w）→ソルト浸漬（５２０℃、３分）→酸洗
（約１．２t×４０w→約１．０t×４０w） 全面腐食試験として、５％沸騰塩酸水溶液中で２４時間
の浸漬試験を実施して腐食速度を算出した。結果は表１
に併記する。
延（８５０℃加熱、約２０t×４０w→約５t×４０w）→
焼鈍（８５０℃，３０分）→ショットブラスト→酸洗
（板厚約１ｍｍ落とす）→冷延（約４t×４０w→約１．
２t×４０w）→ソルト浸漬（５２０℃、３分）→酸洗
（約１．２t×４０w→約１．０t×４０w） 全面腐食試験として、５％沸騰塩酸水溶液中で２４時間
の浸漬試験を実施して腐食速度を算出した。結果は表１
に併記する。
【００１８】
【表１】
【００１９】Ｎｏ．１〜９はＰｄ以外の白金族元素をＰ
ｄに対する質量比で１／３以上含有しているため、Ｐｄ
以外の白金族元素をＰｄに対する質量比で１／３以下し
か含有していないＮｏ．１１，１３より腐食速度が小さ
く、またＰｄの単独添加であるＮｏ．１４，１５よりも
腐食速度が小さい。Ｎｏ．１０，１２はＰｄ以外の白金
族元素をＰｄに対する質量比で１／３以上含有している
もののＰｄ量が０．０２０％を割っており耐食性に劣っ
ている。
ｄに対する質量比で１／３以上含有しているため、Ｐｄ
以外の白金族元素をＰｄに対する質量比で１／３以下し
か含有していないＮｏ．１１，１３より腐食速度が小さ
く、またＰｄの単独添加であるＮｏ．１４，１５よりも
腐食速度が小さい。Ｎｏ．１０，１２はＰｄ以外の白金
族元素をＰｄに対する質量比で１／３以上含有している
もののＰｄ量が０．０２０％を割っており耐食性に劣っ
ている。
【００２０】実施例２ ＪＩＳ １種（ＡＳＴＭ Ｇｒ．１相当）の純チタン板
（Ｏ：０．０４％，Ｆｅ：０．０３％）を溶解原料と
し、表２に示す各金属粉末の成分割合を変化させて含有
させ、真空アーク溶解炉において溶解し、鋳塊（約５０
０ｇ）を製造した。この後、以下の工程で評価用の板を
作製した。
（Ｏ：０．０４％，Ｆｅ：０．０３％）を溶解原料と
し、表２に示す各金属粉末の成分割合を変化させて含有
させ、真空アーク溶解炉において溶解し、鋳塊（約５０
０ｇ）を製造した。この後、以下の工程で評価用の板を
作製した。
【００２１】調質焼鈍（１０００℃、２時間加熱）→熱
延（８５０℃加熱、約２０t×４０w→約５t×４０w）→
焼鈍（８５０℃，３０分）→ショットブラスト→酸洗
（板厚約１ｍｍ落とす）→冷延（約４t×４０w→約０．
７t×４０w）→ソルト浸漬（５２０℃、３分）→酸洗
（約０．７t×４０w→約０．５t×４０w）。
延（８５０℃加熱、約２０t×４０w→約５t×４０w）→
焼鈍（８５０℃，３０分）→ショットブラスト→酸洗
（板厚約１ｍｍ落とす）→冷延（約４t×４０w→約０．
７t×４０w）→ソルト浸漬（５２０℃、３分）→酸洗
（約０．７t×４０w→約０．５t×４０w）。
【００２２】耐食性を評価するにあたっては、２％沸騰
塩酸水溶液中で２４時間の浸漬試験を実施して腐食速度
を算出し、以下の様に評価した。結果は表２に併記す
る。 ◎：腐食速度 ０．１ｍｍ／year未満 ○：腐食速度 ０．１ｍｍ／year以上０．５ｍｍ／year
未満 △：腐食速度 ０．５ｍｍ／year以上１ｍｍ／year未満 ×：腐食速度 １ｍｍ／year以上。
塩酸水溶液中で２４時間の浸漬試験を実施して腐食速度
を算出し、以下の様に評価した。結果は表２に併記す
る。 ◎：腐食速度 ０．１ｍｍ／year未満 ○：腐食速度 ０．１ｍｍ／year以上０．５ｍｍ／year
未満 △：腐食速度 ０．５ｍｍ／year以上１ｍｍ／year未満 ×：腐食速度 １ｍｍ／year以上。
【００２３】耐水素吸収性の評価は陰極チャージ法を用
いた。本試験では硫酸水溶液（０．０５Ｍ，３０℃）中
にＰｔ電極１と短冊状の試験片２（10mm×50mm，厚さ1m
m）を５０ｍｍの間隔で配置し、定電流直流電源を用い
て両者の間に６時間、１０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で通
電させることで、陰極側から発生する水素を試験片に吸
収させた。また本試験では、一度の試験で何枚かの試験
片を処理するため、図１に示す様に、複数個の電解用容
器３を直列につないだ。なお、試験片の表面状態が水素
吸収に及ぼす影響を統一するため、全ての試験片につい
て表面を＃４００湿式エメリー研磨した。試験前の水素
量と試験後の水素量から水素吸収量を算出し、以下の如
く評価した。尚、試験後の水素量の分析は、上記水素吸
収サンプルを大気中において４００℃で１時間加熱し、
表面に形成された水素富化層をチタンの内部方向に均一
に拡散させた後、行った。 ◎：水素吸収量 ５０ｐｐｍ未満 ○：水素吸収量 ５０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ未満 △：水素吸収量 １００ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満 ×：水素吸収量 ２００ｐｐｍ以上。
いた。本試験では硫酸水溶液（０．０５Ｍ，３０℃）中
にＰｔ電極１と短冊状の試験片２（10mm×50mm，厚さ1m
m）を５０ｍｍの間隔で配置し、定電流直流電源を用い
て両者の間に６時間、１０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で通
電させることで、陰極側から発生する水素を試験片に吸
収させた。また本試験では、一度の試験で何枚かの試験
片を処理するため、図１に示す様に、複数個の電解用容
器３を直列につないだ。なお、試験片の表面状態が水素
吸収に及ぼす影響を統一するため、全ての試験片につい
て表面を＃４００湿式エメリー研磨した。試験前の水素
量と試験後の水素量から水素吸収量を算出し、以下の如
く評価した。尚、試験後の水素量の分析は、上記水素吸
収サンプルを大気中において４００℃で１時間加熱し、
表面に形成された水素富化層をチタンの内部方向に均一
に拡散させた後、行った。 ◎：水素吸収量 ５０ｐｐｍ未満 ○：水素吸収量 ５０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ未満 △：水素吸収量 １００ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満 ×：水素吸収量 ２００ｐｐｍ以上。
【００２４】また、プレス性試験は、０．５t×４０w×
１５０lサイズの切り板を用い、図２に示す金型で波板
プレス加工を行い、割れの有無で成形性を評価した。
尚、プレス試験は常温でプレス用潤滑油を用いて行っ
た。
１５０lサイズの切り板を用い、図２に示す金型で波板
プレス加工を行い、割れの有無で成形性を評価した。
尚、プレス試験は常温でプレス用潤滑油を用いて行っ
た。
【００２５】結果は表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】Ｎｏ．１〜８は本発明例であり、耐食性及
び耐水素吸収性が優れており、結晶粒の微細化が生じて
おらず、プレス成形性にも優れていた。
び耐水素吸収性が優れており、結晶粒の微細化が生じて
おらず、プレス成形性にも優れていた。
【００２８】Ｎｏ．９〜１１はＯ及びＦｅの含有量が多
く、またＮｏ．１２〜１４はＩｒ及び／またはＰｔの量
が多く、プレス成形性がＮｏ．１〜８ほどには優れてい
ないが、耐食性及び耐水素吸収性に関しては優れた特性
を示した。Ｎｏ．１５ではＲｕを含有させたが、耐食性
及びプレス成形性がＮｏ．１〜８ほどには良くなかっ
た。Ｎｏ．１６，１７はＩｒまたはＰｄが少なく、耐食
性がＮｏ．１〜８ほどには良くなかった。Ｎｏ．１８は
Ｐｄ量が多く、耐水素吸収性がＮｏ．１〜８ほど良好で
はなかった。Ｎｏ．１９〜２１は純チタンであり、耐食
性が十分ではない。
く、またＮｏ．１２〜１４はＩｒ及び／またはＰｔの量
が多く、プレス成形性がＮｏ．１〜８ほどには優れてい
ないが、耐食性及び耐水素吸収性に関しては優れた特性
を示した。Ｎｏ．１５ではＲｕを含有させたが、耐食性
及びプレス成形性がＮｏ．１〜８ほどには良くなかっ
た。Ｎｏ．１６，１７はＩｒまたはＰｄが少なく、耐食
性がＮｏ．１〜８ほどには良くなかった。Ｎｏ．１８は
Ｐｄ量が多く、耐水素吸収性がＮｏ．１〜８ほど良好で
はなかった。Ｎｏ．１９〜２１は純チタンであり、耐食
性が十分ではない。
【００２９】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、現在汎用されているＴｉ−0.15Ｐｄ合金より低コス
トで優れた耐食性を発揮するＴｉ合金が提供できること
となり、またＴｉ−0.15Ｐｄ合金と同等またはそれ以上
の冷間加工性（プレス性）を有する耐食Ｔｉ合金と、更
には耐水素吸収性に優れた耐食Ｔｉ合金が提供できるこ
ととなった。
で、現在汎用されているＴｉ−0.15Ｐｄ合金より低コス
トで優れた耐食性を発揮するＴｉ合金が提供できること
となり、またＴｉ−0.15Ｐｄ合金と同等またはそれ以上
の冷間加工性（プレス性）を有する耐食Ｔｉ合金と、更
には耐水素吸収性に優れた耐食Ｔｉ合金が提供できるこ
ととなった。
【図１】実施例で行った陰極チャージ法の実験方法を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】プレス成形性の実験方法を示す説明図である。
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｐｄを０．０２０〜０．０５０質量％含
有すると共に、 Ｐｄ以外の白金族元素の１種以上を、Ｐｄに対する質量
比で１／３以上含有し、 残部が許容成分およびＴｉからなることを特徴とする耐
食Ｔｉ合金。 - 【請求項２】 Ｐｄ以外の白金族元素がＩｒ及び／又は
Ｐｔである請求項１に記載の耐食Ｔｉ合金。 - 【請求項３】 Ｐｄ以外の白金族元素の含有量が０．０
１〜０．０３質量％である請求項１または２に記載の耐
食Ｔｉ合金。 - 【請求項４】 Ｐｄの含有量が０．０３０質量％以下で
ある請求項１〜３のいずれかに記載の耐食Ｔｉ合金。 - 【請求項５】 Ｐｄを０．０２０〜０．０５０質量％含
有すると共に、 Ｉｒ及び／又はＰｔを０．０１〜０．０３質量％含有
し、 なおかつＦｅ含有量は０．０５質量％以下、Ｏ含有量は
０．０５質量％以下であり、 残部が許容成分およびＴｉからなることを特徴とする冷
間成形性に優れた耐食Ｔｉ合金。 - 【請求項６】 請求項５に記載の耐食Ｔｉ合金からなる
ことを特徴とするプレート式熱交換器用部材。 - 【請求項７】 請求項５に記載の耐食Ｔｉ合金からなる
ことを特徴とする電気分解槽構成部材。 - 【請求項８】 Ｐｄを０．０２０〜０．０３０質量％含
有すると共に、 Ｐｄ以外の白金族元素を０．０１〜０．０３質量％含有
し、 なおかつＦｅ含有量は０．４質量％以下、Ｏ含有量は
０．４質量％以下であり、 残部が許容成分およびＴｉからなることを特徴とする耐
水素吸収性に優れた耐食Ｔｉ合金。 - 【請求項９】 請求項８に記載の耐食Ｔｉ合金からなる
ことを特徴とする熱交換器用チューブ。 - 【請求項１０】 請求項８に記載の耐食Ｔｉ合金からな
ることを特徴とする配管用チューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36547699A JP3878376B2 (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-22 | 耐食Ｔｉ合金 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-373467 | 1998-12-28 | ||
| JP37346798 | 1998-12-28 | ||
| JP36547699A JP3878376B2 (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-22 | 耐食Ｔｉ合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000248324A true JP2000248324A (ja) | 2000-09-12 |
| JP3878376B2 JP3878376B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=26581670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36547699A Expired - Fee Related JP3878376B2 (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-22 | 耐食Ｔｉ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3878376B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007013508A1 (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 電極用チタン材 |
| WO2007077645A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 耐食材用チタン合金 |
| CN100555722C (zh) * | 2005-07-28 | 2009-10-28 | 株式会社神户制钢所 | 电极用钛材 |
| US8741217B2 (en) | 2005-12-28 | 2014-06-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Titanium alloy for corrosion-resistant materials |
| CN117778808A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-03-29 | 深圳市优米特新材料科技有限公司 | 一种高塑性耐疲劳双态细晶钛合金及其制备方法和应用 |
-
1999
- 1999-12-22 JP JP36547699A patent/JP3878376B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007013508A1 (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 電極用チタン材 |
| RU2349992C1 (ru) * | 2005-07-28 | 2009-03-20 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Титановый материал для электрода |
| CN100555722C (zh) * | 2005-07-28 | 2009-10-28 | 株式会社神户制钢所 | 电极用钛材 |
| US8137866B2 (en) | 2005-07-28 | 2012-03-20 | Kobe Steel, Ltd. | Titanium material for fuel cell separator having low contact resistance |
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