Stopy tytanu, składające się z tytanu jako metalu podstawowego i innych pierwiastków, oferują liczne zalety, takie jak niska gęstość, wysoki stosunek wytrzymałości do masy, doskonała odporność na korozję i korzystne właściwości obróbcze. Te cechy sprawiają, że stopy tytanu są idealnym wyborem do materiałów konstrukcyjnych dla przemysłu lotniczego. W rzeczywistych środowiskach produkcyjnych w stopach tytanu mogą wystąpić różne rodzaje korozji, każdy z nich ma swoją odrębną formę i leżące u jego podstaw mechanizmy. Artykuł ten zawiera kompleksowy przegląd form i mechanizmów korozji związanych ze stopami tytanu, podkreślając ich znaczenie i implikacje.
Korozja szczelinowa
Korozja szczelinowa występuje w szczelinach lub defektach elementów metalowych, gdy elektrolit tworzy stagnacyjne mikrośrodowisko, co powoduje miejscową korozję. W roztworach obojętnych i kwaśnych prawdopodobieństwo korozji kontaktowej w szczelinach stopu tytanu jest znacznie wyższe niż w roztworach alkalicznych. Jednakże korozja kontaktowa nie wpływa na całą powierzchnię szczeliny, ale ostatecznie prowadzi do miejscowego uszkodzenia perforacji.
Korozja wżerowa
Tytan wykazuje doskonałą odporność na korozję wżerową w większości roztworów soli. Jednakże korozja wżerowa jest bardziej podatna na występowanie w roztworach niewodnych i wrzących stężonych roztworach chlorków. W takich środowiskach jony halogenkowe atakują warstwę pasywną na powierzchni tytanu, prowadząc do miejscowych wżerów o średnicy wżerów mniejszych niż ich głębokość. Niektóre media organiczne mogą również wywoływać korozję wżerową stopów tytanu w roztworach halogenków. Korozja wżerowa stopów tytanu zwykle występuje w warunkach wysokiego stężenia i wysokiej temperatury. Ponadto w przypadku wżerów w środowiskach siarczków i chlorków konieczne są określone warunki i ograniczenia.
Kruchość wodorowa
Kruchość wodorowa (HE), znana również jako pękanie wywołane wodorem lub uszkodzenie wodorowe, jest jednym z mechanizmów uszkodzeń stopów tytanu na wczesnym etapie. Pasywna warstwa tlenkowa na powierzchni tytanu i jego stopów charakteryzuje się dużą wytrzymałością, a wraz ze wzrostem wytrzymałości wzrasta podatność na kruchość wodorową. Zatem kruchość wodorowa warstwy pasywnej na stopach tytanu jest bardzo wrażliwa.
Korozja galwaniczna
Pasywna warstwa tlenku na powierzchni tytanu sprzyja dodatniemu przesunięciu potencjału elektrody tytanu, zwiększając jego odporność na kwasy i wodę. Jednak stosunkowo wysoki potencjał stopów tytanu może stworzyć obwód elektrochemiczny z innymi metalami w kontakcie, prowadząc do korozji galwanicznej. Stopy tytanu są podatne na korozję galwaniczną w dwóch rodzajach mediów: pierwszy typ obejmuje wodę wodociągową, roztwory soli, wodę morską, atmosferę, kwas azotowy, kwas octowy itp., gdzie stabilny potencjał elektrody Cd, Zn i Al jest większy ujemny niż Ti, co powoduje znaczny wzrost (6-60 razy) szybkości korozji anodowej. Drugi typ obejmuje H2SO4, HCl itp., gdzie Ti może znajdować się w stanie pasywowanym lub aktywowanym. Jednak powszechnie obserwowana korozja galwaniczna podczas kontaktu występuje zwykle w mediach korozyjnych pierwszego typu. Powszechnie stosuje się obróbkę anodowania w celu utworzenia zmodyfikowanych warstw na powierzchni podłoża, hamujących korozję galwaniczną.
Zrozumienie różnych form korozji i ich mechanizmów w stopach tytanu ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu materiałów i konstrukcji odpornych na korozję. Korozja szczelinowa, korozja wżerowa, kruchość wodorowa i korozja galwaniczna to dominujące formy korozji, które mogą wpływać na wydajność i integralność stopów tytanu w różnych środowiskach.
