鉭對75%以下稀硫酸耐蝕性能優(yōu)良,可使用于任何溫度;對不充氣的濃硫酸可用于160~170℃;對充氣的濃硫酸可用于250~260℃,超過此溫度腐蝕就增大。一般在170℃以上高溫使用前要先進行試驗研究。鉭材對磷酸的耐蝕性能也較好,但酸中如含有微量的氟(>4ppm)時,則腐蝕率加大。
鉭材在堿中通常不耐蝕,會變脆,在高溫、高濃度下腐蝕更快。
鉭能與高溫氣體(惰性氣體除外)反應(yīng),O2、N2、H2等可滲入內(nèi)部使之變脆,如與初生態(tài)H接觸,也會吸氫變脆。因此,鉭材設(shè)備不可與較活性金屬(如Fe、Al、Zn)等接觸,因為易構(gòu)成鉭—鐵(Al、Zn)原電池,由此原電池反應(yīng)產(chǎn)生的氫將破壞鉭陰極,使設(shè)備失效。如果用氫超電壓極小的一小塊鉑(面積大約為鉭的萬分之一)與鉭連接,那么所有的氫將在鉑上放出,可以避免氫對鉭的破壞。
鉭材耐蝕性能優(yōu)異,但價格昂貴,所以其應(yīng)用形式主要是復(fù)合板和襯里,并且為了降低成本,鉭層的厚度希望盡可能的薄,所以復(fù)合板或襯里焊接非常困難,因為鉭材和鋼材的熔點相差懸殊,(鉭材的熔點為2996℃,鋼材的熔點為1400℃)且Fe與Ta在高溫下會形成Fe2Ta脆性金屬間化合物,如果措施不當(dāng),容易導(dǎo)致焊縫開裂。
在薄層鉭鋼復(fù)合板或襯里的焊接中,復(fù)層的厚度對其可焊性有重要影響,圖1是Ta1/16MnR復(fù)合板焊接示意圖,復(fù)層厚度h越小,復(fù)合界面上的溫度T越高。當(dāng)T>1500℃時,界面上的16MnR就會出現(xiàn)一個熔化區(qū)。而Fe和Ta在1460℃時將發(fā)生共晶反應(yīng),產(chǎn)生Fe2Ta脆性金屬間化合物,在焊接應(yīng)力作用下,很容易產(chǎn)生裂紋并且在界面上鉭的一側(cè)會向鉭焊縫熔池方向擴展,嚴(yán)重時會產(chǎn)生貫穿性的裂紋,這時基層被熔化的鐵將穿過貫穿性裂紋向鉭焊縫熔池中擴散,并與鉭發(fā)生反應(yīng)生成Fe2Ta脆性化合物,使焊縫開裂。
為了防止產(chǎn)生這種現(xiàn)象的首要因素就是適當(dāng)增加復(fù)層厚度或采取其他措施降低界面溫度,例如在界面預(yù)先復(fù)合異常外一層其它導(dǎo)熱迅速的金屬,以便把焊接時產(chǎn)生的熱量向四周遷移。關(guān)于復(fù)層厚度和復(fù)合板可焊性的關(guān)系,經(jīng)過大量試驗,可以建立一個界面溫度Ts與復(fù)層厚度h之間關(guān)系的模型。如圖2。
當(dāng)h≤2.0mm時,界面鋼發(fā)生熔化,鐵擴散到焊縫中,焊縫出現(xiàn)裂紋。當(dāng)h>2.0mm時,可以實現(xiàn)鉭鋼復(fù)合板的焊接,且復(fù)層厚度越大,可焊性越好。一般情況下,復(fù)層厚度選用2.5~4.0mm為宜。而用作襯里時,則用0.3~0.5mm即可。