Corrosió de titani i aliatges de titani

La corrosió uniforme es produeix a la superfície de mostres o peces de titani, formant una capa de productes de corrosió amb un gruix uniforme que s'adhereix estretament a la superfície de titani i, generalment, no s'expandeix cap a dins amb el pas del temps, però hi ha excepcions. En molts medis corrosius, el rendiment de la corrosió del titani és tan bo o millor que altres metalls amb recobriments protectors, com l'alumini. La corrosió del titani sol ser de naturalesa electrolítica, de manera que hi ha una certa relació entre la corrosió i el potencial de l'elèctrode i el corrent electrodinàmic. La polarització anòdica i catòdica també tenen una forta influència en els mecanismes i velocitats de corrosió. El potencial elèctric del titani depèn en gran mesura de les propietats aïllants de la pel·lícula d'òxid. Per tant, les característiques de la pel·lícula d'òxid de superfície de titani juguen un paper decisiu en la seva resistència a la corrosió. Qualsevol factor que pugui millorar la densitat, el gruix i les propietats d'aïllament de la pel·lícula d'òxid ajudarà a millorar la resistència a la corrosió. Al contrari, qualsevol factor que redueixi la capacitat protectora efectiva de la pel·lícula d'òxid, ja sigui mecànica o química, farà que la resistència a la corrosió del titani disminueixi dràsticament.

En la majoria dels casos, la corrosió del titani es localitza a la naturalesa, amb l'extensió de la corrosió en un punt significativament diferent de l'extensió de la corrosió en un altre punt. La corrosió de les esquerdes, la corrosió de la cavitat, les esquerdes per corrosió per tensió, etc. són corrosió localitzada. La corrosió de les esquerdes sol produir-se entre brides o plecs i entre buits prop de l'acumulació. Això no passarà si la bretxa és massa petita o massa gran. La corrosió per cavitació és un tipus de corrosió que es produeix a les obertures. Aquest tipus de corrosió es pot produir fàcilment en presència de CI-, Br-, I-plasma. El craqueig per corrosió per estrès és un tipus de corrosió que es produeix a les peces o mostres sota l'acció combinada de l'estrès de tracció i l'entorn corrosiu.

La forma de corrosió de mostres o peces de treball en medis que flueixen corrosius s'accelera per l'acció mecànica del fluid, perquè el fluid pot treure alguns o tots els productes de corrosió, exposar noves superfícies i accelerar la corrosió.

La corrosió de contacte metàl·lica diferent també s'anomena corrosió galvànica. En un entorn corrosiu, col·locant dos components metàl·lics o estructurals amb diferents potencials elèctrics. Si es produeix un curtcircuit elèctric, el metall amb menor potencial es corroirà.

Suck H2 o H2 Crisp

En circumstàncies normals, el titani i els aliatges de titani sempre contenen H2. Si s'extreu H2 d'un material, es formaran hidrurs fràgils quan la quantitat extreta superi el límit de solució sòlida, donant lloc a la fragilitat de l'hidrogen.

En la majoria dels casos, la corrosió de titani i aliatges de titani es localitza, i el grau de corrosió en un punt és molt diferent del grau de corrosió en un altre punt. Per tant, l'avaluació quantitativa de la corrosió només es pot basar en una gran quantitat de material estadístic en lloc dels resultats d'unes poques mostres. Un altre problema greu a l'hora d'avaluar la corrosió és què utilitzar com a estàndard. La pèrdua de massa s'utilitza rarament, i el grau de corrosió es jutja principalment en funció de la pèrdua de resistència, els canvis en l'aspecte de la superfície o les perforacions. En termes generals, el titani i els aliatges de titani es corroeixen lentament. A menys que no siguis completament inadequat per a les condicions. Per avaluar correctament el rendiment del titani, les proves sovint es realitzen durant desenes de dies o fins i tot anys. En molts casos, el titani i els aliatges de titani es corroeixen ràpidament al principi, després s'alenteixen i, finalment, només es produeix una corrosió feble. Però en alguns casos, els aliatges de titani es transformaran després d'un període de temps i l'estructura i les propietats canviaran dràsticament. Per tant, les proves d'ús a curt termini no són del tot fiables. Hi ha molts mètodes de prova ràpids, però en general, com més ràpida sigui la prova, menys fiables són els resultats.

El titani és un dels metalls extremadament inestables termodinàmicament. El seu potencial d'elèctrode estàndard és de {{0}},63V. La superfície sempre està coberta amb una pel·lícula de TiO2 fina i densa. Per tant, el potencial d'estabilitat del titani i els aliatges de titani tendeix a ser positiu. Per exemple, el potencial estable del titani a l'aigua de mar a 25 graus és d'uns 0,09 V. El potencial de l'elèctrode es calcula principalment a partir de dades termodinàmiques. A causa de les diferents fonts de dades, poden aparèixer dades diferents, cosa que és normal.

Sempre hi ha una fina pel·lícula d'òxid a la superfície de titani i aliatges de titani, que es genera naturalment a l'aire. La seva excel·lent resistència a la corrosió prové de l'adhesió estable, forta i una bona pel·lícula d'òxid protectora que sempre existeix a la seva superfície. La resistència a la corrosió de la pel·lícula protectora s'expressa per la relació P/B. Només quan el valor P/B és superior a 1 té un efecte protector. En cas contrari, la resistència a la corrosió serà baixa, però no pot ser superior a 2,5. Si és superior a aquest valor, augmenta la tensió de compressió a la pel·lícula d'òxid, cosa que pot provocar que la pel·lícula d'òxid es trenqui fàcilment i redueixi la resistència a la corrosió. El valor òptim és 1~2,5.

El titani formarà immediatament una pel·lícula d'òxid a l'atmosfera o solució aquosa. El gruix de la pel·lícula formada a l'atmosfera a temperatura ambient és d'1,2 nm ~ 1,6 nm i creix amb el temps. Augmentarà a 5 nm després de 70 dies i es pot espessir a 8nm ~ 9nm després de 545 dies. . L'enfortiment artificial de les condicions d'oxidació, com ara l'escalfament, l'addició d'oxidants o l'anodització, pot accelerar l'oxidació, augmentar el gruix de la pel·lícula i millorar la resistència a la corrosió.

La pel·lícula d'òxid a la superfície dels aliatges de titani i titani no és generalment una estructura única, i la seva composició i estructura estan relacionades amb les condicions de formació. Normalment, la interfície entre la pel·lícula d'òxid i el medi ambient és principalment TiO2, mentre que la interfície entre la pel·lícula d'òxid i el metall pot ser principalment TiO2, amb capes de transició de diferents estats de valència o fins i tot òxids no estequiomètrics al mig. Això significa que la pel·lícula d'òxid superficial dels aliatges de titani i titani té una complexa estructura multicapa. Pel que fa al seu procés de formació, no es pot entendre simplement com una reacció directa entre Ti i O2. Diversos investigadors han proposat múltiples mecanismes de formació. Els estudiosos russos creuen que primer es genera hidrur, i després es forma una pel·lícula d'òxid pura sobre l'hidrur.