1. Allgemeine Korrosion
Gleichmäßige Korrosion tritt auf der Oberfläche von Titanproben oder -werkstücken auf und bildet eine Schicht aus Korrosionsprodukten mit gleichmäßiger Dicke, die fest an der Titanoberfläche haftet und sich im Allgemeinen nicht mit der Zeit nach innen ausdehnt, aber es gibt Ausnahmen. In vielen korrosiven Medien ist das Korrosionsverhalten von Titan gleich gut oder besser als das anderer Metalle mit Schutzschichten. Die Korrosion von Titan ist normalerweise elektrolytisch, daher besteht eine gewisse Beziehung zwischen Korrosion und Elektrodenpotential und elektromotorischem Strom. Auch die anodische und kathodische Polarisation hat einen starken Einfluss auf den Korrosionsmechanismus und die Korrosionsgeschwindigkeit. Das Potential von Titan hängt weitgehend von den isolierenden Eigenschaften des Oxidfilms ab. Daher spielen die Eigenschaften des Oxidfilms auf der Titanoberfläche eine entscheidende Rolle für deren Korrosionsbeständigkeit. Alle Faktoren, die die Kompaktheit des Oxidfilms verbessern, die Dicke des Oxidfilms erhöhen und die Isoliereigenschaften des Oxidfilms verbessern können, tragen alle zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bei. Im Gegensatz dazu führt jeder Faktor, der die effektive Schutzfähigkeit des Oxidfilms verringert, sei es mechanisch oder chemisch, zu einem starken Abfall der Korrosionsbeständigkeit von Titan.
2. Lokale Korrosion
Die Korrosion von Titan ist unter den meisten Bedingungen lokaler Natur, und der Korrosionsgrad an einem Punkt unterscheidet sich stark von dem an einem anderen Punkt. Spaltkorrosion, Kavitationskorrosion, Spannungsrisskorrosion usw. sind örtliche Korrosion. Spaltkorrosion tritt meist an Flanschen oder Falzen und in Spalten in der Nähe von Ablagerungen auf und tritt nicht auf, wenn der Spalt zu klein oder zu groß ist. Kavitationskorrosion ist eine Art von Korrosion, die in der Öffnung auftritt und in Gegenwart von Cl-, Br- und I-Plasma leicht auftritt. Spannungsrisskorrosion ist eine Art von Korrosion, die auftritt, wenn das Werkstück oder die Probe der kombinierten Wirkung von Zugspannung und einer korrosiven Umgebung ausgesetzt ist.
3. Abrieb
Die Korrosionsform der Probe oder des Werkstücks in dem korrosiven fließenden Medium wird aufgrund der mechanischen Wirkung des Fluids beschleunigt, da das Fluid einen Teil oder alle Korrosionsprodukte wegnehmen, neue Oberflächen freilegen und die Korrosion beschleunigen kann.
Kontaktkorrosion mit unterschiedlichen Metallen wird auch als galvanische Korrosion bezeichnet. In einer korrosiven Umgebung werden zwei Metalle oder Bauteile mit unterschiedlichen Potentialen platziert. Bei einem elektrischen Kurzschluss korrodiert das Metall mit niedrigem Potential.
4. Saugen Sie H2 oder H2 Crisp
Unter normalen Bedingungen enthalten Titan und Titanlegierungen immer H2. Wenn H2 aus dem Material extrahiert wird und die Extraktionsmenge die Grenze der festen Lösung überschreitet, werden spröde Hydride gebildet, was zu einer Wasserstoffversprödung führt.
Unter den meisten Bedingungen ist die Korrosion von Titan und Titanlegierungen lokaler Natur, und gleichzeitig unterscheidet sich der Grad der Korrosion an einem Punkt stark von dem an einem anderen Punkt. Daher kann die quantitative Bewertung der Korrosion nur auf einer großen Anzahl statistischer Materialien und nicht auf den Ergebnissen einiger weniger Proben basieren. Ein weiteres ernstes Problem bei der Bewertung von Korrosion ist der Standard. Massenverlust wird selten verwendet, und der Grad der Korrosion wird meistens auf der Grundlage von Festigkeitsverlust, Änderungen des Oberflächenaussehens oder Perforation beurteilt. Im Allgemeinen ist der Korrosionsprozess von Titan und Titanlegierungen langsam. Es sei denn, Sie sind für die Bedingungen, in denen Sie sich befinden, völlig ungeeignet. Um die Leistungsfähigkeit von Titan richtig einzuschätzen, bedarf es in der Regel Dutzender Tage oder sogar mehrerer Jahre an Tests. In vielen Fällen korrodieren Titan und Titanlegierungen anfangs schnell, verlangsamen sich dann und am Ende tritt oft nur eine schwache Korrosion auf. In einigen Fällen ändert sich jedoch die Titanlegierung nach einer gewissen Zeit, und die Struktur und Leistung ändern sich drastisch. Daher sind Kurzzeitgebrauchstests nicht vollständig zuverlässig. Es gibt viele Schnelltestmethoden, aber im Allgemeinen gilt: Je schneller der Test, desto geringer die Zuverlässigkeit der Ergebnisse.
Titan ist eines der thermodynamisch instabilsten Metalle. Sein Standardelektrodenpotential beträgt {{0}}.63 V, und die Oberfläche ist immer mit einem dünnen und dichten TiO2-Film bedeckt. Daher neigt das stabile Potential von Titan und Titanlegierungen dazu, positiv zu sein. Zum Beispiel hat Titan im stabilen Potential im Meerwasser bei 25 Grad etwa 0,09 V. Elektrodenpotentiale werden meistens aus thermodynamischen Daten berechnet, und aufgrund unterschiedlicher Datenquellen können unterschiedliche Daten erscheinen, was normal ist.
Die Oberfläche von Titan und Titanlegierungen weist immer eine dünne Oxidschicht auf, die sich natürlich an der Luft bildet. Seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit beruht auf einer stabilen, starken Haftung und einem guten Schutzoxidfilm auf der Oberfläche. . Die Korrosionsbeständigkeit dieses Schutzfilms kann durch das P/B-Verhältnis ausgedrückt werden. Nur wenn der P/B-Wert größer als 1 ist, kann es schützend sein. Andernfalls ist die Korrosionsbeständigkeit gering, sie sollte jedoch nicht größer als 2,5 sein. Wenn er größer als dieser Wert ist, nimmt die Druckspannung im Oxidfilm zu, was leicht dazu führt, dass der Oxidfilm reißt und die Korrosionsbeständigkeit abnimmt. , der beste Wert ist 1~2,5.
Titan bildet in der Atmosphäre oder wässrigen Lösung sofort einen Oxidfilm. Die Dicke des in der Atmosphäre bei Raumtemperatur gebildeten Films beträgt 1,2 nm bis 1,6 nm und nimmt mit der Zeit zu. Sie steigt nach 70 Tagen auf 5 nm und nach 545 Tagen auf 8 bis 9 nm an. . Künstlich verstärkte Oxidationsbedingungen wie Erhitzen, Hinzufügen von Oxidationsmitteln oder anodische Oxidation usw. können die Oxidation beschleunigen, die Filmdicke erhöhen und die Korrosionsbeständigkeit verbessern.
Der Oxidfilm auf der Oberfläche von Titan und Titanlegierungen ist im Allgemeinen keine einzelne Struktur, und seine Zusammensetzung und Struktur hängen von den Bildungsbedingungen ab. Normalerweise besteht die Grenzfläche zwischen dem Oxidfilm und der Umgebung hauptsächlich aus TiO2, und die Grenzfläche zwischen dem Oxidfilm und dem Metall kann von TiO2 dominiert werden, während die Mitte eine Übergangsschicht mit unterschiedlichen Wertigkeitszuständen oder sogar ein nichtstöchiometrisches Oxid ist , was Titan und bedeutet. Der Oberflächenoxidfilm einer Titanlegierung ist eine komplexe Mehrschichtstruktur. Was ihren Entstehungsprozess betrifft, so kann dieser nicht einfach als direkte Reaktion von Ti und O2 verstanden werden. Einige Forscher haben verschiedene Bildungsmechanismen vorgeschlagen. Russische Gelehrte glauben, dass zuerst Hydride gebildet werden und dann ein reiner Oxidfilm auf den Hydriden gebildet wird.
