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異種金属によるチタンの腐食
- 鉄鋼製品の溶融亜鉛めっき工程で、溶融亜鉛の酸化皮膜を除去する際にチタンの道具を使用していますが、チタンと溶融亜鉛の接触部分がクレーター状および溝状に溶けてしまう問題が発生しています。
- チタンの材質やアルミの濃度が腐食の原因となっているかどうかは分かっていません。
- チタンの道具の寿命を延ばす方法についても検討しています。
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溶融金属による?溶損?という現象です。 亜鉛ダイカスト、アルミダイカスト金型で問題になり、当サイトでも『金型』内で検索すると数件あります。 異説、酸化という説も No.6430 チタン製ハンダ槽の腐食 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=31907&event=QE0004 金型で有効とされる処理 オリエンタルエンヂニアリング? TiN/TiAlN/TiAlSiCNO 多層コーティング http://www.oriental-eg.co.jp/gijyutu_pdf/praz4.pdf 図4 各種試験片のAl 合金溶湯中への浸漬時間と溶損量との関係 TiAlN/TiN ほぼ溶損ゼロ TiAlSiCNO/TiAlN/TiN Alに関するデータだが、Znも同じかと。 母材はステンレスででも試されたらどうでしょう。 腐蝕が従来より速くなった件は、チタンの側が変わったのではと推測します。 TP340Cとは純チタン。合金が良いのかどうか、上記回答にもコメント有るがよく判りません。 http://www.kobelco.co.jp/titan/files/details.pdf 貴金属被覆処理 チタン表面にPdOとTiO2の混合皮膜を被覆することで耐全面腐 食性および耐すきま腐食性が向上します（図２３）。 これも？ チタンに窒化チタン．．．の処理を施すのはどうなのかと思っただけで．．． セラミックスを使うのも有力です。 http://www.khk.or.jp/activities/technical_standards/sc_ffs/dl/FFS_Annex_4.pdf 215 液体金属腐食 溶融金属による材料の損傷は、?単純な溶解、?質量移行、?不純物の反応、?液体金属脆化、 ?液体金属による合金化、?液体金属元素の粒界への侵入に分類される。ここで、単純な溶解及 び質量移行が減肉に該当する。 溶融金属中への合金金属成分の溶解度が大きい場合に溶解が進むのは当然であるが、溶解度が ppm オーダーである場合でも溶解が進行する場合がある。溶融金属中に溶解した金属が飽和すれ ば溶解は停止する。しかし、同一系内に温度勾配があると高温部と低温部で溶解度に差があるた めに、一般に高温部で溶解が進み、低温部では析出が生じて溶解は継続し、温度差質量移行現象 により腐食が生じる。このような質量移行現象は温度が一定の場合でも異種金属が使用されてい ると共通成分元素の活量差に起因して質量移行（等温質量移行現象）が生じる。 ＞半導体のＷＥＴプロセス・・・・ ＞・・・高圧過熱水や水蒸気の機械的作用・・・と化学的作用による腐食・・・ 溶融亜鉛めっき工程はウエットでなく乾燥しまくり、電気的化学的作用でもない、酸化／還元雰囲気とも無関係な物理現象。 水は構造体ポケットに残ってると爆発する危険。
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再出です。 大きな意味では、エロージョン・コロージョン作用での減肉現象ではないでしょうか？ エロージョン・コロージョンとは、配管を通る高圧過熱水や水蒸気の機械的作用による侵食 (erosion)と化学的作用による腐食(corrosion)との相互作用によって生じる減肉現象のこと を言う。この現象が生じる代表例は、給湯用の鋼管のエルボやチーズなどの曲がり部で 生ずる減肉現象である。ですが、 機械的作用による侵食(erosion) ⇒ チタンの道具で、最表面の酸化亜鉛を一皮除去する 機械的作用侵食 と 化学的作用による腐食(corrosion)等 ⇒ 前出のような内容での化学的作用腐食等 の相互作用になるかと思います。 URLの解説には、 エロージョン・コロージョンは鋼管だけでなく銅合金管やチタンでも生ずる とも記述があります。
お礼
ご回答ありがとうございました。エロージョン・コロージョン作用での減肉現象についてももう少し調べてみます。
異種金属接触による電蝕ではありませんか？腐食電位を参照してください。 http://www.sofutemu.co.jp/page3.html http://www.valtech.to/photo/36112/HP/fusyoku.htm
お礼
ご回答ありがとうございました。
専門家ではありませんが、半導体のＷＥＴプロセスで経験したことを記述します。 ａ）溶融亜鉛のめっき浴から鉄鋼製品を引き上げる直前に溶融亜鉛の酸化皮膜を除去する際は、 チタンが鉄鋼製品に接触しているので、チタンが酸化還元反応をしていませんか？ ｂ）チタンの電池腐食作用が鉄鋼製品との間で発生していませんか？ ｃ）溶融亜鉛酸化皮膜がコンデンサー的な役割をはたして、ａ）やｂ）に寄与していませんか？ 等々の考察とアカデミックナ確認は可能ですか？ 表面等を分析しないのでしょうか？(分析に出さないのでしょうか？) 小生は、住化分析センター等へ分析に出し、化学的なサポートもしてもらいました。 (化け学屋ではないものですから、)
お礼
ご回答ありがとうございました。アドバイスして頂いたことを調査してみます。表面分析も検討してみます。
お礼
ご回答ありがとうございました。溶損は初めて知りました。勉強になりました。対策としても、いろんな表面処理方法があるのですね。 私の説明不足でしたが、母材をチタンにしている理由は、軽くて耐食性がよいことですので、ステンレスは使用できません。すみません。 チタンの微量元素とアルミとの溶損についてもう少し調べてみます。ありがとうございました。