Corrosion resistance of tantalum base alloys. Elimination of hydrogen embrittlement in tantalum by substitutional alloying

✍ Scribed by L. A. Gypen; M. Brabers; A. Deruyttere

• Publisher: John Wiley and Sons
• Year: 1984
• Tongue: German
• Weight: 810 KB
• Volume: 35
• Category: Article
• ISSN: 0947-5117
• DOI: 10.1002/maco.19840350203

✦ Synopsis

Re alloys has been investigated in various corrosive media, i.e. (1) concentrated sulfuric acid at 250 "C and 200 "C, (2) boiling hydrochloric acid of azeotropic composition, (3) concentrated hydrochloric acid at 150 "C under pressure, (4) HF-containing solutions and (5) 0.5% HzS04 at room temperature (anodisation).

In highly corrosive media such as concentrated H2S04 at 250 "C and concentrated HCl at 150 "C tantalum is hydrogen embrittled, probably by stress induced precipitation of p-hydride. Both corrosion rate and hydrogen embrittlement in concentrated HzS04 at 250 "C are strongly influenced by alloying elements. Small alloying additions of either Mo or Re decrease the corrosion rate and the hydrogen embrittlement, while Hf has the opposite effect. Hydrogen embrittlement in concentrated HzS04 at 250 "C is completely eliminated by alloyhg Ta with 1 to 3 at % Mo (0.5 to 1.5 wt % Mo). These results can be explained in terms of the oxygen deficiency of the Ta205 film and the electronic structure of these alloys.

Das Korrosionsverhalten von TaMo-, Taw-, TaNb-, TaHf-, TaZr-, TaRe-, TaNi-, TaV-, TaWMo-, TaWNb-, TaWHf-und TaWRe-Legierungen ist untersucht worden in konzentrierter Schwefelsaure bei 200 und 250 "C, siedender Salzsaure der azeotropen Zusammensetzung, konzentrierter Salzsaure bei 150 "C unter Druck, fluorwasserstoffhaltigen Losungen und 0,5%iger Schwefelsaure bei Raumtemperatur (Anodisierung) . In hochkorrosiven Medien wie konzentrierter Schwefelsaure bei 250 "C und konzentrierter Salzsaure bei 150 "C wird Tantal durch Wasserstoffaufnahme versprodet, wahrscheinlich durch die Ausscheidung von p-Hydrid, die durch mechanische Spannungen ausgelost wird. Sowohl die Korrosionsgeschwindigkeit als auch die Wasserstoffversprodung in Schwefelsaure von 250 "C werden durch Legierungselemente stark beeinfluat. Geringe Zusatze von Molybdan oder Rhenium verringern sowohl die Korrosionsgeschwindigkeit als auch die Wasserstoffversprodung, wahrend Hafnium die gegenteilige Wirkung hat. Durch Zusatz von 1-3 At.-% Molybdan (0,5-1,5 Gew.-%) kann die Wasserstoffversprodung des Tantals in der 250 "C heiaen Schwefelsaure vollkommen unterbunden werden. Die erhaltenen Ergebnisse konnen mit Hilfe des Sauerstoffdefizits im Tantalpentoxidfilm und unter Beriicksichtigung der Elektronenstruktur dieser Legierungen erschwert werden.