1 氯气，氯化物和含氯的化合物
在各种金属材料中，钛在湿氯气、氯化物溶液等介质中是最耐腐蚀的，因
此已经得到广泛的应用。钛在干氯气中产生剧烈的腐蚀，甚至引起着火和自燃。
“干”与“湿”的界限是与环境温度和合金成分等因素有关。根据国外报道的数
据，工业纯钛在~200℃的氯气中维持钝态的最低水含量约为 1.5%，而在通常的
温度下，最低水含量只要保持为 0.3－0.4%就不致于着火。钛钯合金和钛镍钼合
金可以在更低的水含量下维持金属的钝态。
除了高温与高浓度的 ZnCl2、AlCl3和 CaCl2之外，钛在大部分氯化物溶液中
都是耐腐蚀的。但是必须严密注意钛材在高温高浓度氯化物溶液中的缝隙腐蚀，
尤其在与聚四氟乙烯等有机化合物材料相接触时，缝隙腐蚀更加严重。钛在含氯
的化合物，诸如氯酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐和过氯酸盐等溶液中都是非常耐腐
蚀的，这已经从钛长期在漂白厂、电解氯厂和废水处理厂的成功应用所证实。
钛与氯的反应生成四氯化钛，这是一个放热反应。只要介质中含水量很低，释放
的热量可以促使钛的燃烧，直到干氯气或钛耗尽。如果氯气中含有水，四氯化钛
就会发生水解反应，生成白色的氢氧化钛。氢氧化钛是一种稳定的固体化合物，
而不像四氯化钛（沸点为 136℃）那样具有强烈挥发性的液体。
2 溴、碘和氟及其化合物
钛对于溴和碘的耐腐蚀性与氯相仿，只要维持一定量的水分就可以保证钛
不至于腐蚀。但是钛在氟、氢氟酸或酸性氟化物溶液中，即使浓度很低也是不耐
腐蚀的，而且几乎没有任何缓蚀剂可以利用，因此钛不推荐用于接触氟气氛的情
形。酸性氟化物溶液由于存在氢氟酸，从而迅速腐蚀钛。然而某些与金属离子络
合的氟化物，或极其稳定的氟化物（如氟碳化合物），一般也可能不会腐蚀钛。
3 河水、海水
钛在河水和海水中都具有非常优异的耐腐蚀性，尤其在海水中的耐腐蚀性
更加可贵，可以毫不夸张地说，钛是所有天然水中最耐腐蚀的金属材料。钛在高
温水及水蒸气（如>300℃）中可能有些变色或失光，甚至可能有少许增重，但是
不会引起腐蚀。
钛在温度高达 260℃的海水中很耐腐蚀，钛管凝汽器在污染海水中已经使用
20 多年，只发现稍微变色而没有腐蚀迹象。由于钛在海水中既不腐蚀又无毒性，
海生物附着是一个相当头疼的实际问题。工业纯钛在海水中的耐缝隙腐蚀、耐点
腐蚀和耐冲击腐蚀性都比较理想，应力腐蚀和腐蚀疲劳的敏感性也不严重。在高
速度的流动海水（例如 36.6m/s）中，冲蚀速度有些提高。当海水中含有沙粒等
磨擦性颗粒时，对于钛的耐冲蚀性有一些影响，但是不像铜合金和铝合金那样严重。在海水中，钛也是最理想的抗空泡腐蚀的材料。
4 无机酸
表 2-8 列出钛在一系列无机酸中的腐蚀速度，硫酸、盐酸、硝酸和磷酸是工
业上最常见的无机酸介质。一般说来，钛在氧化性介质中（如硝酸，铬酸，次氯
酸和高氯酸等）的耐腐蚀性较好，而在还原性酸中（如稀硫酸溶液，盐酸溶液等），
由于氧化膜的钝性遭到破环，腐蚀速度比较大，并且随温度和浓度的升高而增加。
在还原性酸中，重金属盐的添加可以起到明显的缓蚀作用，钛钯合金和钛镍钼合
金也比工业纯钛的耐腐蚀性提高很多。
硝酸作为氧化性酸的典型代表，钛在各种条件下的腐蚀速度，可以预计都
是很低的，事实证明钛是硝酸溶液加热设备的最佳金属材料。钛制换热器经受
193℃左右的 60%硝酸，使用多年未发现腐蚀。在沸腾的 40%和 68%的硝酸中，
开始有一些腐蚀，经过短时间之后钛的钝性恢复了，腐蚀速度又明显降低，可能
与钛离子的缓蚀作用有关系。
在输送和生产硝酸时，钛具有广泛的应用，此时不锈钢显示均匀腐蚀或晶
间腐蚀。在沸腾温度以下的硝酸中钛是很耐腐蚀的。但是在高温的硝酸中，钛的
耐腐蚀性取决于硝酸的纯度。在高温的纯硝酸溶液或硝酸蒸汽下，当硝酸浓度处
于 20~60%时腐蚀比较明显一些。各种金属离子即使含量很低，如 Si、Cr、Fe、
Ti 等，也有减缓钛在高温硝酸溶液的腐蚀作用。在高温硝酸溶液中，钛比不锈钢
显示出更强的耐腐蚀性。钛的腐蚀产物(Ti+4)，是一个非常好的硝酸腐蚀的缓蚀
剂。
虽然钛一般对于各种浓度和温度的硝酸都是耐腐蚀的，但是必须着重指出
的是，钛在红烟硝酸中具有着火的危险，国内外均有这方面的事故报道，所以不
能用于红烟硝酸的系统之中。该事故的研究结果已经表明，着火反应总是紧接着
激烈的腐蚀作用而发生的。腐蚀作用是在晶间发生的，并且留下非常分散的细小
的钛颗粒，从而在氧化剂（如发烟硝酸）存在下引起着火。研究已经证明，着火
反应必须在水含量低于 1.34%和 NO2含量高于 6%的情况下发生。
在常温的通空气的硫酸中，工业纯钛只能耐 5%以下的硫酸溶液，如果温度
下降到 0℃左右，则硫酸浓度可以提高到 20%。如果温度提高到溶液沸腾，则硫
酸浓度即使降到 0.5%也仍然会腐蚀的。在相同温度下，硫酸溶液中通入氮气，
钛的腐蚀速度明显大于通空气的情况。这种腐蚀的规律在其他还原性无机酸中基
本上相同。
在室温时，工业纯钛可以耐 7%以下的盐酸溶液，温度升高耐腐蚀性显著下
降。而钛镍钼合金可以耐 9%的盐酸溶液，钛钯合金可以达到 27%。高价重金属
离子，如铁、镍、铜、钼等，可以显著提高钛的耐腐蚀性，这是湿法冶金工业中
钛已经成功用于盐酸系统的原因。
在室温时，工业纯钛可以耐 30%以下磷酸溶液的腐蚀。温度升高到 60℃，
则只能耐 10%的磷酸溶液的腐蚀。温度为 100℃时，磷酸浓度则要下降到 2%左右，
温度达到沸腾则又不加速钛的腐蚀。
5 有机酸及有机化合物
表 2-9 列出钛在有机化合物中的腐蚀速度，通常都是相当耐腐蚀的，但是它
的实际耐腐蚀性还是与有机酸溶液的还原性与氧化性的大小有关系的。现在知道
的有机酸中，只有为数不多的几个会腐蚀钛材，例如不通空气的热甲酸、热草酸、浓三氯乙酸等。而一旦通入空气之后，钛的腐蚀速度又明显下降了。有机化合物
介质的含水量和空气都有利于钛维持其钝性，高温和无水的环境应该注意到有机
化合物分解放氢的可能，这有可能导致钛的吸氢和氢脆的危险。尽管钛在有机化
合物介质中的腐蚀并不严重，但是必须充分注意氢脆与应力腐蚀的敏感性。
钛可以耐宽泛浓度和温度范围乙酸溶液的腐蚀，并且已经用在 204℃和 67%
的对苯二酸和己二酸中。在柠檬酸、酒石酸、单宁酸、乳酸等有机酸中都有很好
的耐腐蚀性。
6 碱
如表 2-10 所示，钛在碱和碱性介质中具有很强的耐腐蚀性。不论是氢氧化
钠、氢氧化钾，还是氢氧化铵、氢氧化钙、氢氧化镁，都是很耐腐蚀的。钛在沸
腾的饱和氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铵中，腐蚀速度几乎为 0。在高温高浓度
的氢氧化钠溶液中，如 188℃的 50~73%溶液，腐蚀速度才可能超过 1.09mm/a.。
尽管如此，钛在高温碱溶液中的氢脆敏感性不能忽视。当温度超过 77℃，碱溶
液的 pH 值大于 12 时，钛在碱溶液中的吸氢和氢脆可能性特别应该注意。
7 氢气氛
钛从含氢气的环境中是很容易吸收氢的，氢脆是钛的极其危险的破坏现象。
当温度低于 80℃时，只要没有大的拉应力，钛的吸氢速度极慢，基本上没有氢
脆的危险。在无水含量的高温高压纯氢环境中，钛具有严重的吸氢倾向并导致氢
脆。氢中的水含量可以显著阻止钛的吸氢作用，表 2-15 是在 316℃、5.5Mpa 的
氢气氛中暴露 96h，测定不同水含量对于钛的吸氢量影响。数据表明，当氢气氛
中水含量大于 2% 时，吸氢量已经很小，当水含量大于 22% 以后，吸氢量基本上
都等于 0。
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