鉭對(duì)75%以下稀硫酸耐蝕性能優(yōu)良,可使用于任何溫度;對(duì)不充氣的濃硫酸可用于160~170℃;對(duì)充氣的濃硫酸可用于250~260℃,超過(guò)此溫度腐蝕就增大。一般在170℃以上高溫使用前要先進(jìn)行試驗(yàn)研究。鉭材對(duì)磷酸的耐蝕性能也較好,但酸中如含有微量的氟(>4ppm)時(shí),則腐蝕率加大。
鉭材在堿中通常不耐蝕,會(huì)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(huì)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?yàn)橐讟?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(wàn)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(duì)鉭的破壞。
鉭材耐蝕性能優(yōu)異,但價(jià)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?yàn)殂g材和鋼材的熔點(diǎn)相差懸殊,(鉭材的熔點(diǎn)為2996℃,鋼材的熔點(diǎn)為1400℃)且Fe與Ta在高溫下會(huì)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(kāi)裂。
在薄層鉭鋼復(fù)合板或襯里的焊接中,復(fù)層的厚度對(duì)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(shí),界面上的16MnR就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)熔化區(qū)。而Fe和Ta在1460℃時(shí)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(huì)向鉭焊縫熔池方向擴(kuò)展,嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生貫穿性的裂紋,這時(shí)基層被熔化的鐵將穿過(guò)貫穿性裂紋向鉭焊縫熔池中擴(kuò)散,并與鉭發(fā)生反應(yīng)生成Fe2Ta脆性化合物,使焊縫開(kāi)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(shí)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(guò)大量試驗(yàn),可以建立一個(gè)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(shí),界面鋼發(fā)生熔化,鐵擴(kuò)散到焊縫中,焊縫出現(xiàn)裂紋。當(dāng)h>2.0mm時(shí),可以實(shí)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(shí),則用0.3~0.5mm即可。