Titanlegeringar, sammansatta av titan som basmetall tillsammans med andra element, erbjuder många fördelar såsom låg densitet, hög hållfasthet i förhållande till vikt, utmärkt korrosionsbeständighet och gynnsamma bearbetningsegenskaper. Dessa egenskaper gör titanlegeringar till ett idealiskt val för strukturella flygmaterial. I verkliga produktionsmiljöer kan olika typer av korrosion förekomma i titanlegeringar, var och en med sina distinkta former och underliggande mekanismer. Den här artikeln ger en omfattande översikt över de korrosionsformer och mekanismer som är förknippade med titanlegeringar, och belyser deras betydelse och konsekvenser.
Spaltkorrosion
Spaltkorrosion uppstår vid sprickor eller defekter av metallkomponenter när en elektrolyt bildar en stillastående mikromiljö, vilket resulterar i lokal korrosion. I neutrala och sura lösningar är sannolikheten för kontaktkorrosion i titanlegeringssprickor betydligt högre än i alkaliska lösningar. Kontaktkorrosion påverkar dock inte hela spaltytan utan leder så småningom till lokaliserat perforeringsfel.
Frätningskorrosion
Titan uppvisar utmärkt motståndskraft mot gropkorrosion i de flesta saltlösningar. Emellertid är gropkorrosion mer benägen att uppstå i icke-vattenhaltiga lösningar och kokande koncentrerade kloridlösningar. I sådana miljöer angriper halidjoner den passiva filmen på titanytan, vilket leder till lokal gropbildning med gropdiametrar som är mindre än deras djup. Vissa organiska medier kan också inducera gropkorrosion på titanlegeringar i halogenidlösningar. Gropkorrosion i titanlegeringar uppstår vanligtvis i högkoncentrations- och högtemperaturförhållanden. Dessutom är specifika villkor och begränsningar nödvändiga för gropbildning i sulfid- och kloridmiljöer.
Väteförbränning
Väteförsprödning (HE), även känd som väte-inducerad sprickbildning eller väteskada, är en av de tidiga felmekanismerna i titanlegeringar. Den passiva oxidfilmen på ytan av titan och dess legeringar har hög hållfasthet, och känsligheten för väteförsprödning ökar med ökande styrka. Sålunda är väteförsprödningen av den passiva filmen på titanlegeringar mycket känslig.
Galvanisk korrosion
Den passiva oxidfilmen på ytan av titan främjar en positiv förändring av titans elektrodpotential, vilket förbättrar dess syra- och vattenbeständighet. Emellertid kan den relativt höga potentialen hos titanlegeringar skapa en elektrokemisk krets med andra metaller i kontakt, vilket leder till galvanisk korrosion. Titanlegeringar är benägna att galvanisk korrosion i två typer av media: den första typen inkluderar kranvatten, saltlösningar, havsvatten, atmosfär, salpetersyra, ättiksyra, etc., där den stabila elektrodpotentialen för Cd, Zn och Al är mer negativ än Ti, vilket resulterar i en signifikant ökning (6-60 gånger) i hastigheten för anodkorrosion. Den andra typen inkluderar H2SO4, HCl, etc., där Ti kan vara i ett passiverat eller aktiverat tillstånd. Den vanligen observerade galvaniska korrosionen under kontakt uppstår dock vanligtvis i den första typen av korrosiva media. Anodiseringsbehandlingar används vanligtvis för att bilda modifierade skikt på substratytan, vilket förhindrar galvanisk korrosion.
Att förstå de olika formerna av korrosion och deras mekanismer i titanlegeringar är avgörande för att designa korrosionsbeständiga material och strukturer. Spaltkorrosion, gropkorrosion, väteförsprödning och galvanisk korrosion är framträdande korrosionsformer som kan påverka prestanda och integritet hos titanlegeringar i olika miljöer.
