Korozija titana i titanovih legura

Ravnomjerna korozija javlja se na površini uzoraka ili izradaka od titana, stvarajući sloj proizvoda korozije jednolike debljine koji prianja uz površinu titana i općenito se ne širi prema unutra tijekom vremena, ali postoje iznimke. U mnogim korozivnim medijima, korozijska svojstva titana su dobra ili bolja od drugih metala sa zaštitnim premazima, kao što je aluminij. Korozija titana obično je elektrolitičke prirode, tako da postoji određeni odnos između korozije i potencijala elektrode i elektrodinamičke struje. Anodna i katodna polarizacija također imaju snažan utjecaj na mehanizme i brzine korozije. Električni potencijal titana uvelike ovisi o izolacijskim svojstvima oksidnog filma. Stoga karakteristike površinskog oksidnog filma titana igraju odlučujuću ulogu u njegovoj otpornosti na koroziju. Svi čimbenici koji mogu poboljšati gustoću, debljinu i izolacijska svojstva oksidnog filma pomoći će poboljšati otpornost na koroziju. Naprotiv, svaki čimbenik koji smanjuje učinkovitu zaštitnu sposobnost oksidnog filma, bilo mehanički ili kemijski, uzrokovat će dramatičan pad otpornosti titana na koroziju.

U većini slučajeva korozija titana po prirodi je lokalizirana, pri čemu je opseg korozije u jednoj točki značajno drugačiji od opsega korozije u drugoj točki. Korozija pukotina, korozija šupljina, pucanje uslijed korozije na naprezanje, itd. sve su lokalizirane korozije. Korozija pukotina obično se javlja između prirubnica ili nabora i između praznina u blizini naslaga. To se neće dogoditi ako je razmak premali ili prevelik. Kavitacijska korozija je vrsta korozije koja se javlja u otvorima. Ova vrsta korozije može se lako pojaviti u prisutnosti CI-, Br-, I-plazme. Pucanje uslijed korozije je vrsta korozije koja se javlja u radnim komadima ili uzorcima pod kombiniranim djelovanjem vlačnog naprezanja i korozivnog okruženja.

Oblik korozije uzoraka ili obratka u korozivnom tekućem mediju ubrzan je mehaničkim djelovanjem tekućine, jer tekućina može oduzeti neke ili sve produkte korozije, otkriti nove površine i ubrzati koroziju.

Kontaktna korozija različitih metala naziva se i galvanska korozija. U korozivnom okruženju, postavljanje dviju metalnih ili konstrukcijskih komponenti s različitim električnim potencijalima. Ako dođe do kratkog spoja, metal s nižim potencijalom će korodirati.

Usisajte H2 ili H2 Crisp

U normalnim okolnostima, titan i titanove legure uvijek sadrže H2. Ako se H2 ekstrahira iz materijala, nastat će krti hidridi kada ekstrahirana količina prijeđe granicu krute otopine, što dovodi do vodikove krtosti.

U većini slučajeva, korozija titana i titanovih legura je lokalizirana, a stupanj korozije na jednom mjestu uvelike se razlikuje od stupnja korozije na drugom mjestu. Stoga se kvantitativna procjena korozije može temeljiti samo na velikoj količini statističkog materijala, a ne na rezultatima nekoliko uzoraka. Drugo ozbiljno pitanje u procjeni korozije je što koristiti kao standard. Gubitak mase se rijetko koristi, a stupanj korozije uglavnom se procjenjuje na temelju gubitka čvrstoće, promjena izgleda površine ili perforacija. Općenito govoreći, titan i legure titana sporo korodiraju. Osim ako niste potpuno neprikladni za te uvjete. Kako bi se ispravno procijenila izvedba titana, testiranje se često provodi nekoliko desetaka dana ili čak godina. U mnogim slučajevima titan i titanove legure isprva brzo korodiraju, zatim usporeno, a na kraju se često javlja samo slaba korozija. Ali u nekim će slučajevima legure titana nakon određenog vremena doživjeti transformaciju, a struktura i svojstva dramatično će se promijeniti. Stoga testovi kratkotrajne uporabe nisu posve pouzdani. Postoje mnoge metode brzog testiranja, ali općenito govoreći, što je test brži, rezultati su manje pouzdani.

Titan je jedan od termodinamički izrazito nestabilnih metala. Njegov standardni elektrodni potencijal je {{0}}.63V. Površina je uvijek prekrivena tankim i gustim TiO2 filmom. Stoga, potencijal stabilnosti titana i titanovih legura ima tendenciju da bude pozitivan. Na primjer, stabilni potencijal titana u morskoj vodi na 25 stupnjeva je oko 0,09 V. Potencijal elektrode uglavnom se izračunava na temelju termodinamičkih podataka. Zbog različitih izvora podataka mogu se pojaviti različiti podaci, što je normalno.

Na površini titana i titanovih legura uvijek postoji tanki oksidni film koji se prirodno stvara u zraku. Njegova izvrsna otpornost na koroziju dolazi od stabilnog, jakog prianjanja i dobrog zaštitnog oksidnog filma koji uvijek postoji na njegovoj površini. Otpornost zaštitnog filma na koroziju izražava se omjerom P/B. Samo kada je P/B vrijednost veća od 1, ima zaštitni učinak. Inače će otpornost na koroziju biti niska, ali ne može biti veća od 2,5. Ako je veći od ove vrijednosti, raste tlačno naprezanje u oksidnom filmu, što može lako uzrokovati pucanje oksidnog filma i smanjiti otpornost na koroziju. Optimalna vrijednost je 1~2,5.

Titan će odmah stvoriti oksidni film u atmosferi ili vodenoj otopini. Debljina filma formiranog u atmosferi na sobnoj temperaturi je 1,2 nm~1,6 nm i raste s vremenom. Povećat će se na 5nm nakon 70 dana i može se podebljati na 8nm~9nm nakon 545 dana. . Umjetno pojačavanje uvjeta oksidacije, kao što je zagrijavanje, dodavanje oksidansa ili eloksiranje, može ubrzati oksidaciju, povećati debljinu filma i poboljšati otpornost na koroziju.

Oksidni film na površini titana i titanovih legura općenito nije jedinstvena struktura, a njegov sastav i struktura povezani su s uvjetima nastanka. Obično je sučelje između oksidnog filma i okoline uglavnom TiO2, dok sučelje između oksidnog filma i metala može biti uglavnom TiO2, s prijelaznim slojevima različitih valentnih stanja ili čak nestehiometrijskim oksidima u sredini. To znači da površinski oksidni film titana i titanovih legura ima složenu višeslojnu strukturu. Što se tiče procesa njihovog stvaranja, on se ne može jednostavno shvatiti kao izravna reakcija između Ti i O2. Nekoliko je istraživača predložilo višestruke mehanizme formiranja. Ruski znanstvenici vjeruju da prvo nastaje hidrid, a zatim se na hidridu stvara čisti oksidni film.