Otpornost na koroziju i osnovne elektrohemijske karakteristike titanijumske legure
1.1 Otpornost na koroziju legure titana
Titanijumska legura je široko priznata kao "pomorski metal" i idealan materijal za brodove zbog svoje odlične otpornosti na koroziju. Veliki broj pomorskih inženjerskih praksi i znanstvenih eksperimenata je pokazao da legure titana imaju odličnu otpornost na koroziju u čistoj morskoj vodi, pri čemu gotovo da nema ravnomjerne korozije, te odličnu otpornost na koroziju u obliku rupica i pukotina. Kineska 16-godišnja ispitivanja na moru u Južnom kineskom moru, Istočnom kineskom moru i Žutom moru pokazala su da materijali od legura titanijuma nemaju gotovo nikakvu značajnu pojavu korozije u potpuno uronjenoj morskoj vodi, rasponu plime i prskanju. Tri godine testiranja stvarne izloženosti moru u dubokom-morskom okruženju od 800-1000 m u Južnom kineskom moru također su potvrdile da legure titana imaju odličnu otpornost na jednoliku koroziju u dubokomorskim okruženjima.
Odlična otpornost na koroziju materijala od legure titana u okruženju morske vode uglavnom se pripisuje sljedećih pet razloga:
(1)
(Relativna reaktivnost između metala titanijuma i kiseonika je izuzetno brza, nadmašujući onu aluminijuma, nikla i nerđajućeg čelika, što određuje da je površina titanijumskih legura teško da postoji u metalnom stanju u aerobnom okruženju;
(2)
Legure titana mogu spontano formirati guste oksidne filmove i u atmosferskom i u vodenom okruženju, bez prisustva labavih hidroksidnih slojeva, a njihovi oksidni filmovi imaju izvrsna svojstva zaštite i blokiranja;
(3)
Oksidi TiO, TiO2 i Ti2O3 formirani na površini metala titanijuma su veoma stabilni i imaju odličnu otpornost na eroziju jona hlorida;
(4)
Film površinskog oksida titanijuma formira se epitaksijalnim mehanizmom rasta, sa jakom silom međufaznog vezivanja, zapreminskim odnosom od 1,76, u stanju tlačnog naprezanja i nekoliko defekata filma;
(5)
Oksidni film na površini titanijuma ima izvrsna svojstva samoiscjeljivanja i brzo će se ponovo pasivizirati i ući u stabilno stanje nakon što ga korodiraju okolišni mediji ili oštetiti vanjskim silama. Ove odlične karakteristike određuju da je legura titanijuma prirodni metalni materijal-otporan na koroziju.
Stoga se općenito vjeruje da inženjerska oprema napravljena od legure titanijuma može izbjeći probleme korozije, što dovodi do malog razmatranja pitanja korozije i zaštite konstrukcija od titanijumske legure u brodskom inženjerskom projektiranju. Ovakvo dosljedno razmišljanje može donijeti ozbiljne inženjerske sigurnosne opasnosti, posebno za opremu koja se dugo vremena koristi u ekstremnim okruženjima kao što je duboko more, a problemi s sigurnošću u radu ne mogu se zanemariti.
U stvari, iako materijali od legura titanijuma imaju odličnu otpornost na koroziju, oni se i dalje suočavaju s problemima oštećenja okoline kao što su degradacija performansi i korozioni kvar u duboko-morskim okruženjima pod ekstremnim faktorima okoline, mehaničkim opterećenjima i povezanim efektima mikrobnih zajednica. Na primjer, studija Pekinškog univerziteta za nauku i tehnologiju otkrila je [10] da kada je pH morske vode manji od 2, stabilnost i otpornost na koroziju pasivacijskih filmova od legure titana značajno se smanjuju; Ioni sumpora i fluoridni joni imaju značajan uticaj na stabilnost legura titanijuma, posebno kada koncentracija jona fluorida prelazi 0,005 mol/L, pojaviće se ozbiljni problemi sa korozijom u legurama titanijuma.
Američka mornarica je otkrila pucanje od korozije pod naponom u leguri titanijuma visoke čvrstoće 13V-13V{7}}11Cr-3Al tokom stvarnih testova izloženosti moru u Tihom okeanu od 700 do 2000 metara, a osjetljivost na koroziju pod naponom šava i toplinski pogođene zone osnovnog metala bila je veća od one na kojoj je bio pogođen glavni metal. Prema istraživanju Harbin Inženjerskog univerziteta, Instituta za metale, Kineske akademije nauka, Sjeveroistočnog univerziteta i drugih institucija u Kini, s povećanjem hidrostatskog pritiska dubokog mora povećava se osjetljivost legure titanijuma na koroziju pod naponom. Korozija naprezanja legure titana GR5 pod hidrostatskim pritiskom od 20 MPa je u obliku pucanja izazvanog vodonikom. Sa povećanjem čvrstoće raste i osjetljivost legure titana na koroziju pod naponom. Osim toga, u inženjerskim konstrukcijama brodske opreme, složene strukture kao što su električni parovi, praznine i zavarivanje su neizbježne, što dodatno pogoršava složenost i destruktivnost lokalnog oštećenja legura titanijuma od korozije.
Zatražite ponudu
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
