Czy odporność na korozję tytanu klasy 2 jest lepsza niż tytanu klasy 1?
1. Podstawa składu chemicznego
2. Porównanie odporności na korozję
A. Ogólna odporność na korozję
Obydwa gatunki wykazują doskonałą odporność na roztwory obojętne/słabo kwaśne/zasadowe (np. woda słodka, woda morska, kwasy organiczne, takie jak kwas octowy). Jednak grubsza i bardziej stabilna warstwa pasywna klasy 2 zapewnia lepszą-długoterminową ochronę przed równomierną korozją, szczególnie w środowiskach z umiarkowanymi środkami utleniającymi (np. rozcieńczonymi chlorkami, kwasem siarkowym o niskim-stęeniu).
Dane dotyczące szybkości korozji (ASTM G31, test zanurzenia w słonej wodzie):
Stopień 1: ~0,002 mm/rok
Stopień 2: ~0,001 mm/rok
Niższa szybkość korozji stopnia 2 wskazuje na wyższą-trwałość długoterminową.
B. Odporność na korozję wżerową i szczelinową
Korozja wżerowa (powszechna w środowiskach bogatych w chlorki,-takie jak woda morska lub solanki) jest odporna na korozję wżerową obu gatunków, ale wyższa zawartość tlenu w klasie 2 poprawia odporność folii pasywnej na lokalne uszkodzenia. Jegopotencjał wżerowy (Eₚ)jest o ~200 mV wyższy niż stopień 1 (mierzony za pomocą testów polaryzacji potencjodynamicznej zgodnie z normą ASTM G5), co oznacza, że do zainicjowania wżerów wymagane jest środowisko bardziej utleniające.
Korozja szczelinowa (ryzyko w przypadku ciasnych szczelin lub połączeń śrubowych) jest podobnie lepiej kontrolowana w stopniu 2, ponieważ jej warstwa pasywna jest mniej podatna na degradację w środowiskach szczelinowych ze stojącymi elektrolitami.
C. Odporność na korozję naprężeniową (SCC).
Obydwa gatunki są wysoce odporne na SCC w większości środowisk, w tym na chlorki, siarkowodór i roztwory żrące. Jednak nieco wyższa wytrzymałość klasy 2 (granica plastyczności: 275 MPa w porównaniu do 170 MPa klasy 1) zapewnia nieznacznie lepszą odporność na SCC pod wpływem naprężeń mechanicznych, ponieważ materiał jest mniej podatny na odkształcenia plastyczne, które mogą zagrozić folii pasywnej.
D. Ograniczenia (w przypadku gdy różnica jest znikoma)
W środowiskach silnie redukujących (np. stężony kwas solny, kwas fluorowodorowy) lub w środowiskach silnie utleniających (np. stężony kwas azotowy > 60%) oba gatunki ulegną korozji, a różnica w zawartości tlenu ma niewielki wpływ.-Zamiast tego wymagane są stopy tytanu (np. Ti-6Al-4V klasy 5) lub materiały specjalne (np. tantal).
W ultraczystych środowiskach (np. woda dejonizowana,-chemikalia o wysokiej czystości) odporność na korozję klasy 1 i 2 jest prawie identyczna, ponieważ brak zanieczyszczeń minimalizuje degradację powłoki pasywnej.
3. Praktyczne implikacje dla zastosowań
Komponenty morskie (elementy mocujące kadłuba, wymienniki ciepła, rurociągi wody morskiej)
Urządzenia do przetwarzania chemicznego (reaktory, zawory, armatura do cieczy korozyjnych)
Wyroby medyczne (implanty, narzędzia chirurgiczne,-w przypadku których krytyczna jest biokompatybilność i odporność na korozję)
Komponenty lotnicze (układy hydrauliczne, przewody paliwowe)
Ultra-cienkie arkusze lub folie (ze względu na większą plastyczność)
Zastosowania o niskim-naprężeniu w łagodnych środowiskach (np. sprzęt do przetwarzania żywności, rurociągi słodkiej wody)
Zastosowania wymagające maksymalnej odkształcalności (np. głębokie tłoczenie, złożone konstrukcje)
4. Odniesienie do standardów
ASTM B265 (standardowa specyfikacja dla blach, taśm i blach z tytanu i stopów tytanu): Wyraźnie stwierdza, że klasa 2 zapewnia „zwiększoną odporność na korozję w porównaniu z klasą 1 w środowiskach umiarkowanie agresywnych”.
ISO 5832-2 (tytan i stopy tytanu-Wyroby kute): klasyfikuje klasę 2 jako „gatunek ogólnego przeznaczenia o zwiększonej odporności na korozję i wytrzymałości w porównaniu z klasą 1”.
