在Ti-Pd系鈦合金中是不發(fā)生的，但在含溴離子的氯化物環(huán)境下有時會發(fā)生。本發(fā)明人等 對該問題進(jìn)行了各種研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使Ru富集在表面，使對于溴引起的腐蝕的耐性提 尚。
[0042] 本發(fā)明人等基于如上所述的推論和見解，進(jìn)行如下實驗，尋找促進(jìn)將合金浸漬于 溶液后的初期產(chǎn)生的合金母材的溶解的元素，即促進(jìn)Ru向Ti-Ru合金表面析出富集的元素 (上述"新的添加元素"）。
[0043] 其結(jié)果，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)稀土元素符合這種元素，并且發(fā)現(xiàn)含有Ru和稀土元素以 及選自由Ni、Co、Mo、Cr、V和W組成的組中的一種以上時，通過協(xié)同效應(yīng)，使對于溴引起的 腐蝕的耐性進(jìn)一步提高。需要說明的是，雖然對Ru進(jìn)行了說明，但認(rèn)為Pd等其它的鉑族元 素也同樣提高對于溴引起的腐蝕的耐性。
[0044] 對于稀土元素，其自身不具有提高合金的耐蝕性的效果。在這一點上，稀土元素與 上述專利文獻(xiàn)2~4以及上述非專利文獻(xiàn)1中公開的添加元素的作用不同。
[0045] 另外，專利文獻(xiàn)5、6的合金的用途和元素的作用與本發(fā)明不同。即，關(guān)于專利文獻(xiàn) 5、6這兩個發(fā)明中的稀土元素的作用，在以下用比較形式記載（含量為重量％ )。
[0046] 專利文獻(xiàn)5、6 :鈦合金具有較大氧固溶度。在用于高真空用途時，為了抑制固溶氧 擴(kuò)散到合金中從而以氣態(tài)釋放到真空氣氛中，添加稀土元素以使氧以氧化物形式被固定。 為了獲得該效果，〇. 02%為稀土元素的下限值。另外，超過0. 5%添加時，由于析出的氧化物 而使延性降低。因此，將稀土元素的上限值規(guī)定為〇. 5%。
[0047] 本發(fā)明：含有鉑族元素的鈦合金浸漬于氯化物水溶液環(huán)境時，在活性態(tài)區(qū)域發(fā) 生溶解，鉑族元素在表面析出富集，合金整體移動到鈍態(tài)區(qū)域的電位（電位變高（the potential becomes noble))。稀土元素具有縮短該電位變高的時間、提高鉬族元素的表面 富集度的作用。為了獲得該效果，稀土元素優(yōu)選處于鈦合金的固溶范圍內(nèi)。用于獲得效果 的下限為〇. 001 %，上限為〇. 1 %。這是因為，如果超過〇. 1 %，則存在生成鈦和稀土類的化 合物從而導(dǎo)致耐蝕性變差的可能性。
[0048] 專利文獻(xiàn)5、6中的稀土元素的作用在于，與鈦合金中固溶的氧反應(yīng)從而生成氧化 物。與此相對，本發(fā)明中，其作用在于，在濕腐蝕環(huán)境下促進(jìn)鉑族元素向鈦合金表面富集，作 用完全不同。另外，本發(fā)明中優(yōu)選的稀土元素成分處于固溶范圍內(nèi)，稀土元素含量少于專利 文獻(xiàn)5、6。
[0049] 本發(fā)明是基于該見解而完成的，其主旨在于下述（1)~（7)的鈦合金。
[0050] (1) 一種鈦合金，其是在含溴離子的環(huán)境下使用的鈦合金，按質(zhì)量％計含有鉑族元 素：0. 01~0. 10%、稀土元素：0. 001~不足0. 02%、0 :0~不足0. 1質(zhì)量％，余量由Ti和 雜質(zhì)組成。
[0051] (2)根據(jù)⑴所述的鈦合金，其含有選自由Ni、Co、Mo、V、Cr和W組成的組中的一 種以上來替代Ti的一部分，Ni的含有率為1.0質(zhì)量％以下、Co的含有率為1.0質(zhì)量％以 下、Mo的含有率為0. 5質(zhì)量％以下、V的含有率為0. 5質(zhì)量％以下、Cr的含有率為0. 5質(zhì) 量％以下、W的含有率為0. 5質(zhì)量％以下。
[0052] (3)根據(jù)（1)或（2)所述的鈦合金，其按質(zhì)量％計含有鉑族元素：0. 01~0. 05%。
[0053] (4)根據(jù)⑴~⑶中任一項所述的鈦合金，其中，所述鉑族元素為Ru。
[0054] (5)根據(jù)⑴~⑷中任一項所述的鈦合金，其中，所述稀土元素為Y。
[0055] (6)根據(jù)⑴~（5)中任一項所述的鈦合金，其中，0的含有率為不足0.05質(zhì)量％。
[0056] (7)根據(jù)⑴~（6)中任一項所述的鈦合金，其用于化工設(shè)備裝置。
[0057] 發(fā)明的效果
[0058] 本發(fā)明的鈦合金具有優(yōu)異的耐蝕性，特別具有含溴離子的環(huán)境下的耐蝕性。另外， 若使用廉價的鉑族元素的Ru，則鈦合金的原料成本降低。對于鉑族元素的含有率高（例如， 高于〇. 05質(zhì)量％ )的情況，發(fā)生由于表面缺陷等導(dǎo)致鈍態(tài)覆膜被去除的損傷時，不易進(jìn)行 以該損傷作為起點的腐蝕。
[0059] 含有選自由Ni、Co、Mo、Cr、V和W組成的組中的一種以上來替代Ti的一部分時， 對于含溴的高濃度氯化物環(huán)境也可以獲得耐性。
[0060] 0含有率為不足0. 05質(zhì)量％時，可以獲得良好的加工性。
[0061] 稀土元素中Y是廉價的。稀土元素是Y時，原料成本降低。
【附圖說明】
[0062] 圖1是用于說明Ti-Pd(-Co)合金的耐蝕性顯現(xiàn)機(jī)理的示意圖。
[0063] 圖2是耐縫隙腐蝕試驗用試驗片的示意圖，（a)為俯視圖，（b)為側(cè)視圖。
[0064] 圖3是表示供于耐縫隙腐蝕試驗（ASTM G78)時試驗片的狀態(tài)的示意圖。
[0065] 圖4是表示實施例2中含Pd0.0 2%的Ti合金的Y含量與腐蝕速度的關(guān)系的圖表 (平均96小時）。
[0066] 圖5是表示實施例2中含Pd0.0 2%的Ti合金的沸騰鹽酸試驗后的表面Pd濃度的 變化的圖表。
【具體實施方式】
[0067] 如上所述，本發(fā)明的鈦合金按質(zhì)量％計含有鉑族元素：0. 01~0. 10%、稀土元素： 0. 001~不足0. 02%、0:0~不足0. 1質(zhì)量％，余量由Ti和雜質(zhì)組成。以下，對本發(fā)明進(jìn)行 詳細(xì)說明。
[0068] 1.鉑族元素鉑族元素具有降低鈦合金的氫超電勢、使自然電位維持在鈍態(tài)區(qū)域的 效果，是具有耐蝕性的鈦合金中必須的成分。本發(fā)明的鈦合金中含有這些鉑族元素，例如其 中的Ru。從與其它的鉑族元素相比廉價而確保經(jīng)濟(jì)性的觀點出發(fā)，Ru是優(yōu)選元素。以2012 年1月的市場價格，Ru為Pd的約1/6。
[0069] 機(jī)理雖然不明確，但根據(jù)本發(fā)明人等的研宄結(jié)果，通過使鈦合金成為復(fù)合添加了 鉑族元素和稀土元素的鈦合金，即使在含溴離子的環(huán)境下，也可以獲得抑制該鈦合金的腐 蝕的效果。本發(fā)明中，鉑族元素的含有率為0.01~0.10質(zhì)量％。鉑族元素的含有率為不 足0. 01質(zhì)量％時，鈦合金的耐蝕性不充分，在高溫高濃度的氯化物水溶液中有可能發(fā)生腐 蝕。另一方面，即使使鉑族元素的含有率高于0. 10質(zhì)量％，不單無法期待耐蝕性的提高，而 且原料成本也增加，并且加工性差。
[0070] 考慮到加工性和耐蝕性的平衡，Ru等具有β穩(wěn)定化作用的鉑族元素的含有率例 如為0. 01~0. 05質(zhì)量％是優(yōu)選的。這是因為，對于本發(fā)明的鈦合金而言，即使是該范圍的 鉑族元素的含有率，也可以具有與鉑族元素的含有率高于0.05質(zhì)量％的以往的鈦合金同 等的耐蝕性。然而，該鈦合金中發(fā)生由于缺陷等導(dǎo)致鈍態(tài)覆膜被去除的損傷時，以Ti-Ru合 金為例，如上所述，鈦合金的Ru含有率越高，由于缺陷等產(chǎn)生的新鮮表面上的Ru的析出富 集越快速進(jìn)行。因此，Ru含有率越高，發(fā)生缺陷等的部位的電位越快速達(dá)到鈍態(tài)區(qū)域而形 成表面修復(fù)（鈍態(tài)覆膜的修復(fù)），因此不易發(fā)生以該損傷作為起點的腐蝕。對于本發(fā)明的鈦 合金，Ru含有率高于0. 05質(zhì)量％時，適于可能產(chǎn)生鈍態(tài)覆膜的損傷的、苛刻的使用環(huán)境的 用途。
[0071] 2.稀土元素2-1.含稀土元素的理由本發(fā)明人等研宄了使Ti-0.0 4質(zhì)量％ Ru合金 微量含有在高溫高濃度的氯化物水溶液環(huán)境下易溶解的各種元素。將含有這種元素的鈦合 金浸漬于氯化物水溶液中，使其在活性態(tài)區(qū)域溶解。然后，對通過促進(jìn)Ru向該鈦合金的表 面析出富集是否可以獲得使合金整體移動到鈍態(tài)區(qū)域的電位的效果進(jìn)行了調(diào)查。其結(jié)果， 確認(rèn)有該效果的元素為稀土元素。
[0072] 進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對于含Ru的鈦合金中的Ru含有率，不僅在0. 04質(zhì) 量％的情況下，在〇.〇1~0.05質(zhì)量％的范圍內(nèi)，而且即使在高于0.05質(zhì)量％的情況下，也 可以獲得同樣的效果。即，可知通過使Ru含有率處于0.01~0. 10質(zhì)量％范圍的鈦合金中 含有稀土元素，該鈦合金暴露于腐蝕環(huán)境時Ti和Ru立刻快速溶解，即可以快速提高鈦合金 的表面附近的溶液中的Ru離子濃度（產(chǎn)生Ru的析出富集）。與不含稀土元素的含Ru的鈦 合金相比，含稀土元素的含Ru的鈦合金易獲得使Ru在表面析出的效率，即使鈦合金整體的 溶解量（腐蝕量）少，也可以有效地析出Ru，耐蝕性優(yōu)異。需要說明的是，雖然針對Ru進(jìn)行 了說明，但認(rèn)為Pd等其它的鉑族元素也同樣提高對于溴引起的腐蝕的耐性。
[0073] 稀土元素有Sc、Y、輕稀土元素（La~Eu)和重稀土元素（Gd~Lu)。本發(fā)明人等進(jìn) 行了研宄，結(jié)果確認(rèn)使用任意一種稀土元素都具有上述效果。另外，作為稀土元素，無需只 含有一種元素，在使用如分離純化前的混合稀土元素（混合稀土合金，以下也稱為"Mm"）、 釹鐠合金（包含Nd和Pr的合金）那樣的稀土元素的混合物、化合物時，也確認(rèn)有上述效果。
[0074] 考慮到以上情況時，使用稀土元素中易獲得的比較廉價的La、Ce、Nd、Pr、Sm、Mm、 釹鐠合金、Y(特別是Y)從經(jīng)濟(jì)性方面考慮是優(yōu)選的。Mm和釹鐠合金只要是能夠在市場中 獲得的合金，則任意稀土元素構(gòu)成比的Mm和釹鐠合金均可以用于本發(fā)明。
[0075] 2-2.稀土元素的含有率本發(fā)明的鈦合金中的稀土元素含有率的范圍為0. 001~ 不足〇. 02質(zhì)量％。若稀土元素的含有率為0. 001質(zhì)量％以上，則可以充分獲得在Ti-鉑族 元素合金的活性態(tài)區(qū)域使Ti、鉑族元素以及稀土元素同時溶解于氯化物水溶液中，從而促 進(jìn)鉑族元素向合金表面析出的效果。
[0076] 將稀土元素的含有率的上限設(shè)定為不足0. 02質(zhì)量％是因為，即使含有大于該含 有率的稀土元素，不僅效果飽和，而且不含稀土元素時不生成的化合物有可能在Ti合金內(nèi) 生成。該化合物在氯化物水溶液中優(yōu)先溶解，在Ti-鉑族元素合金上產(chǎn)生凹坑狀的腐蝕。因 此，與不含稀土元素的情況相比，生成該化合物的Ti-鉑族元素合金的耐蝕性差。
[0077] Ti-鉑族元素合金中的稀土元素的含有率優(yōu)選為相圖等中所示a -Ti的固溶極限 以下。例如，Y的α-Ti中的固溶極限為0.0