Korozija titanijuma i legura titana

Ujednačena korozija se javlja na površini titanijumskih uzoraka ili obradaka, formirajući sloj proizvoda korozije ujednačene debljine koji se usko prijanja uz površinu titanijuma i generalno se ne širi prema unutra tokom vremena, ali postoje izuzeci. U mnogim korozivnim medijima, korozivni učinak titana je jednako dobar ili bolji od drugih metala sa zaštitnim premazima, kao što je aluminij. Korozija titana je obično elektrolitičke prirode, tako da postoji određena veza između korozije i elektrodnog potencijala i elektrodinamičke struje. Anodna i katodna polarizacija također imaju snažan utjecaj na mehanizme i stope korozije. Električni potencijal titana u velikoj mjeri ovisi o izolacijskim svojstvima oksidnog filma. Stoga karakteristike titanovog površinskog oksidnog filma igraju odlučujuću ulogu u njegovoj otpornosti na koroziju. Svi faktori koji mogu poboljšati gustoću, debljinu i izolacijska svojstva oksidnog filma pomoći će poboljšanju otpornosti na koroziju. Naprotiv, bilo koji faktor koji smanjuje efektivnu zaštitnu sposobnost oksidnog filma, bilo mehanički ili hemijski, dovest će do dramatičnog pada otpornosti titanijuma na koroziju.

U većini slučajeva korozija titana je lokalizovana po prirodi, pri čemu je stepen korozije u jednoj tački značajno drugačiji od stepena korozije u drugoj tački. Korozija pukotina, korozija šupljina, naponska korozija itd. su lokalizirana korozija. Korozija na pukotini obično se javlja između prirubnica ili nabora i između praznina u blizini nakupina. To se neće dogoditi ako je jaz premali ili prevelik. Kavitacijska korozija je vrsta korozije koja se javlja u otvorima. Ova vrsta korozije može se lako pojaviti u prisustvu CI-, Br-, I-plazme. Naponska korozija je vrsta korozije koja se javlja u radnim komadima ili uzorcima pod kombiniranim djelovanjem vlačnog naprezanja i korozivne sredine.

Oblik korozije uzoraka ili obradaka u korozivnim tekućim medijima ubrzava se mehaničkim djelovanjem fluida, jer tekućina može odnijeti neke ili sve produkte korozije, otkriti nove površine i ubrzati koroziju.

Kontaktna korozija različitih metala naziva se i galvanska korozija. U korozivnom okruženju, postavljanje dvije metalne ili strukturne komponente s različitim električnim potencijalima. Ako dođe do kratkog spoja, metal s nižim potencijalom će korodirati.

Suck H2 ili H2 Crisp

U normalnim okolnostima, titan i legure titana uvijek sadrže H2. Ako se H2 ekstrahira iz materijala, formirat će se krhki hidridi kada ekstrahirana količina prijeđe granicu čvrste otopine, što dovodi do krtosti vodika.

U većini slučajeva, korozija titanijuma i legura titana je lokalizovana, a stepen korozije u jednoj tački se znatno razlikuje od stepena korozije u drugoj tački. Stoga se kvantitativna procjena korozije može temeljiti samo na velikoj količini statističkog materijala, a ne na rezultatima nekoliko uzoraka. Još jedno ozbiljno pitanje u procjeni korozije je šta koristiti kao standard. Gubitak mase se rijetko koristi, a stepen korozije se uglavnom ocjenjuje na osnovu gubitka čvrstoće, promjena u izgledu površine ili perforacija. Uopšteno govoreći, titan i legure titana sporo korodiraju. Osim ako niste potpuno nesposobni za uslove. Da bi se pravilno procijenile performanse titanijuma, testiranje se često provodi tokom desetina dana ili čak godina. U mnogim slučajevima titan i legure titana u početku brzo korodiraju, zatim usporavaju i na kraju se često javlja samo slaba korozija. Ali u nekim slučajevima, legure titana će se transformisati nakon određenog vremenskog perioda, a struktura i svojstva će se dramatično promeniti. Stoga testovi kratkotrajne upotrebe nisu sasvim pouzdani. Postoji mnogo metoda brzog testiranja, ali općenito govoreći, što je test brži, rezultati su manje pouzdani.

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

Na površini titanijuma i legura titanijuma uvek postoji tanak oksidni film, koji se prirodno stvara u vazduhu. Njegova odlična otpornost na koroziju proizlazi iz stabilnog, jakog prianjanja i dobrog zaštitnog oksidnog filma koji uvijek postoji na njegovoj površini. Otpornost zaštitnog filma na koroziju izražava se odnosom 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.

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

Oksidni film na površini titanijuma i legura titanijuma uglavnom nije jedinstvena struktura, a njegov sastav i struktura su povezani sa uslovima formiranja. Obično je interfejs između oksidnog filma i okoline uglavnom TiO2, dok interfejs između oksidnog filma i metala može biti uglavnom TiO2, sa prelaznim slojevima različitih valentnih stanja ili čak nestehiometrijskim oksidima u sredini. To znači da površinski oksidni film titanijuma i legura titana ima složenu višeslojnu strukturu. Što se tiče procesa njihovog formiranja, on se ne može jednostavno shvatiti kao direktna reakcija između Ti i O2. Nekoliko istraživača je predložilo više mehanizama formiranja. Ruski znanstvenici vjeruju da se prvo stvara hidrid, a zatim se na hidridu formira čisti oksidni film.