钛的缝隙腐蚀与环境温度、氯化物种类和浓度、pH值以及缝隙的大小和几何形状等许多因数有关。此外，钛与聚四氟乙烯、钛与石棉等非金属组成的缝隙，比钛与钛组成的缝隙更加具有缝隙腐蚀的敏感性。
 

钛缝隙腐蚀
 

    综合国内外的研究和工业实践，钛的缝隙腐蚀具有以下的特征和规律。

    ①缝隙腐蚀的发生都有一个孕育期，孕育期长短与许多因数有关，如环境温度、氯化物种类和浓度、氧化剂浓度、与钛接触的材料、溶液的pH值以及缝隙的大小和几何形状等。钛在氣化钠溶液中，氣离子浓度愈高、温度愈髙、pH值愈低，那么缝隙腐蚀的孕育期越短，也就是缝隙腐蚀的敏感性越强。

    ②缝隙中的溶液成分和pH值，是与本体溶液完全不同的。一般说来，缝隙中的氧浓度较低、氣离子和氢离子浓度较高（pH值低于本体溶液），缝隙内的pH值可下降到<1，缝隙中的电极电位变得更负，从而使得缝隙中的钛处于活性状态。实验室电化学测定表明，各种卤化物离子的缝隙腐蚀电位顺序为：Cl_<Br_<I-，即钛在氣化物中的缝隙腐蚀敏感性最大，这与钛的点腐蚀敏感性正好相反。

    ③钛的缝隙腐蚀通常是在缝隙面的局部位置，而一般不会在整个缝隙面上全面发生腐蚀。缝隙腐蚀的孕育期结束之后，也就是一旦“成核”则由于自催化机理使得腐蚀迅速发展，最终导致局部穿孔而破坏。

    ④钛缝隙腐蚀的发生过程中常常伴随吸氢，甚至使用金相显微镜可以观察到钛材中针状氢化物的存在。随着吸氢量的增加，表面的氢化物不断增加，使得腐蚀全面加快。与此同时，氢不断地渗透到金属内部，内部的氢化物沉淀可能成为应力腐蚀开裂的裂纹源，导致外应力作用下的开裂。

    ⑤经过多年的研究，钛的缝隙腐蚀过程的物理图像已经比较清楚。简单地说，它分为两个阶段：孕育期和活性溶解期。

    上面虽然提到一些局部腐蚀的问题，但是所有的内容都是以钛的腐蚀速度出发加以讨论的。这里需要特别指出的是，腐蚀速度的概念基本上只适用于全面腐蚀或一般腐蚀的情况，对于钝化型金属（如本书涉及的金属钛）而言，腐蚀破坏通常不能以腐蚀速度，即单位面积的腐蚀失重或单位面积的腐蚀深度来表征。它们基本上是以局部腐蚀破坏的形式出现的，因此上述腐蚀数据，充其量对于选材只具有参考意义。下面继续讨论局部腐蚀。

    缝隙腐蚀是在紧密的隙间位置发生的局部腐蚀现象，隙间可以是结构产生的（如法兰连接面或垫片面、管与管板胀接处以及螺栓或锎钉的连接面等），也可以是结垢或沉积物与其下的覆盖面引起的。早期认为钛在海水、盐雾中根本不发生缝隙腐蚀，后来在高温氣化物介质中（如海水热交换器），湿氣气中（如湿氣气列管式冷凝器），氧化剂缓蚀的盐酸溶液，甲酸和草酸溶液等介质中，都相继发生设备的缝隙腐蚀破坏。

责任编辑：班英飞

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