Korrosionsbeständighet och grundläggande elektrokemiska egenskaper hos titanlegering
1.1 Korrosionsbeständighet hos titanlegering
Titanlegering är allmänt känd som en "marin metall" och ett idealiskt material för fartyg på grund av dess utmärkta korrosionsbeständighet. Ett stort antal marintekniska metoder och vetenskapliga experiment har visat att titanlegeringar har utmärkt korrosionsbeständighet i rent havsvatten, med nästan ingen enhetlig korrosion, och utmärkt motståndskraft mot grop- och spaltkorrosion. Kinas 16-åriga havsförsök i Sydkinesiska havet, Östkinesiska havet och Gula havet har visat att titanlegeringsmaterial nästan inte har några betydande korrosionsfenomen i helt nedsänkt havsvatten, tidvattenområde och stänkzon. Tre år av verkliga havsexponeringstester i djup-havsmiljön på 800-1 000 m i Sydkinesiska havet har också bekräftat att titanlegeringar har utmärkt motståndskraft mot jämn korrosion i djuphavsmiljöer.
Den utmärkta korrosionsbeständigheten hos titanlegeringsmaterial i havsvattenmiljön tillskrivs huvudsakligen följande fem skäl:
(1)
(Den relativa reaktiviteten mellan titanmetall och syre är extremt snabb och överträffar den för aluminium, nickel och rostfritt stål, vilket bestämmer att ytan på titanlegeringar är svår att existera i ett metalliskt tillstånd i en aerob miljö;
(2)
Titanlegeringar kan spontant bilda täta oxidfilmer i både atmosfäriska och vattenhaltiga miljöer, utan närvaro av lösa hydroxidskikt, och deras oxidfilmer har utmärkta avskärmnings- och blockeringsegenskaper;
(3)
Oxiderna TiO, TiO2 och Ti2O3 som bildas på ytan av titanmetall är mycket stabila och har utmärkt motståndskraft mot kloridjonerosion;
(4)
Titanytoxidfilmen bildas av epitaxiell tillväxtmekanism, med stark gränsytbindningskraft, ett volymförhållande på 1,76, i ett tryckspänningstillstånd och få filmdefekter;
(5)
Oxidfilmen på ytan av titan har utmärkta självläkande egenskaper, och den kommer snabbt att återpassiveras och gå in i ett stabilt tillstånd efter att ha korroderats av miljömedia eller skadats av yttre krafter. Dessa utmärkta egenskaper bestämmer att titanlegering är ett naturligt-korrosionsbeständigt metallmaterial.
Därför antas det allmänt att ingenjörsutrustning gjord av titanlegering kan undvika korrosionsproblem, vilket leder till lite hänsyn till korrosions- och skyddsfrågor för titanlegeringsstrukturer i marinteknisk design. Detta konsekventa tänkande kan medföra allvarliga tekniska säkerhetsrisker, särskilt för utrustning som används i extrema miljöer som djuphavsvatten under lång tid, dess servicesäkerhetsproblem kan inte ignoreras.
Faktum är att även om titanlegeringsmaterial har utmärkt korrosionsbeständighet, möter de fortfarande problem med miljöskador som prestandaförsämring och korrosionsfel i djup-havsmiljöer under extrema miljöfaktorer, mekanisk belastning och kopplade effekter av mikrobiella samhällen. Till exempel fann en studie från Beijing University of Science and Technology [10] att när pH i havsvatten är mindre än 2, minskar stabiliteten och korrosionsbeständigheten hos passiveringsfilmer av titanlegering avsevärt; Svaveljoner och fluoridjoner har en betydande inverkan på stabiliteten hos titanlegeringar, speciellt när fluoridjonkoncentrationen överstiger 0,005 mol/L kommer allvarliga korrosionsproblem att uppstå i titanlegeringar.
Den amerikanska marinen fann spänningskorrosionssprickor i hög-hållfast titanlegering 13V-11Cr-3Al under faktiska havsexponeringstester i Stilla havet från 700 till 2000 meter, och spänningskorrosionskänsligheten i svetsen och värmepåverkad zon var högre än den för basmetallen. Enligt forskning från Harbin Engineering University, Institute of Metals, Chinese Academy of Sciences, Northeastern University och andra institutioner i Kina, med ökningen av djuphavshydrostatiskt tryck, ökar spänningskorrosionskänsligheten hos titanlegering. Spänningskorrosionen av GR5 titanlegering under 20 MPa hydrostatiskt tryck är i form av väte inducerad sprickbildning. Med ökningen av styrkan ökar spänningskorrosionskänsligheten hos titanlegeringen. Dessutom, i tekniska strukturer för marina utrustningar, är komplexa strukturer såsom elektriska kopplingar, mellanrum och svetsning oundvikliga, vilket ytterligare förvärrar komplexiteten och destruktiviteten hos lokala korrosionsskador på titanlegeringar.
Begär en offert
E-post:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
