Odolnosť proti korózii a základné elektrochemické vlastnosti zliatiny titánu
1.1 Odolnosť titánovej zliatiny proti korózii
Zliatina titánu je všeobecne uznávaná ako „morský kov“ a ideálny materiál pre lode vďaka svojej vynikajúcej odolnosti proti korózii. Veľký počet postupov námorného inžinierstva a vedeckých experimentov ukázal, že zliatiny titánu majú vynikajúcu odolnosť proti korózii v čistej morskej vode, takmer bez rovnomernej korózie a vynikajúcu odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii. Čínske 16-ročné morské pokusy v Juhočínskom mori, Východočínskom mori a Žltom mori ukázali, že materiály zliatiny titánu nemajú takmer žiadny významný korózny jav v úplne ponorenej morskej vode, v oblasti prílivu a rozstreku. Tri roky skutočných testov vystavenia moru v hlbokomorskom prostredí 800-1 000 mv Juhočínskom mori tiež potvrdili, že zliatiny titánu majú vynikajúcu odolnosť voči rovnomernej korózii v hlbokomorskom prostredí.
Vynikajúca korózna odolnosť materiálov zliatiny titánu v prostredí morskej vody sa pripisuje najmä nasledujúcim piatim dôvodom:
(1)
(Relatívna reaktivita medzi kovovým titánom a kyslíkom je extrémne rýchla, prevyšuje reaktivitu hliníka, niklu a nehrdzavejúcej ocele, čo určuje, že povrch zliatin titánu je v aeróbnom prostredí obtiažne existovať v kovovom stave;
(2)
Zliatiny titánu môžu spontánne vytvárať husté oxidové filmy v atmosférickom aj vodnom prostredí, bez prítomnosti voľných hydroxidových vrstiev a ich oxidové filmy majú vynikajúce tieniace a blokovacie vlastnosti;
(3)
Oxidy TiO, Ti02 a Ti203 vytvorené na povrchu kovového titánu sú veľmi stabilné a majú vynikajúcu odolnosť proti erózii chloridovými iónmi;
(4)
Film povrchového oxidu titánu je tvorený mechanizmom epitaxného rastu, so silnou medzifázovou väzbovou silou, objemovým pomerom 1,76, v stave tlakového napätia a niekoľkými defektmi filmu;
(5)
Oxidový film na povrchu titánu má vynikajúce samoliečiace vlastnosti a po korózii vplyvom prostredia alebo poškodení vonkajšími silami sa rýchlo repasivuje a dostane sa do stabilného stavu. Tieto vynikajúce vlastnosti určujú, že zliatina titánu je prírodný kovový materiál odolný voči korózii-.
Preto sa všeobecne verí, že inžinierske zariadenia vyrobené zo zliatiny titánu sa môžu vyhnúť problémom s koróziou, čo vedie k malému zohľadneniu otázok korózie a ochrany štruktúr z titánovej zliatiny v dizajne lodného inžinierstva. Toto konzistentné myslenie môže priniesť vážne bezpečnostné riziká pre strojárstvo, najmä pre zariadenia používané v extrémnych prostrediach, ako je hlboké more, po dlhú dobu, pričom problémy s bezpečnosťou prevádzky nemožno ignorovať.
V skutočnosti, hoci materiály z titánovej zliatiny majú vynikajúcu odolnosť proti korózii, stále čelia problémom s environmentálnym poškodením, ako je zhoršenie výkonu a zlyhanie korózie v hlbokomorskom prostredí pri extrémnych environmentálnych faktoroch, mechanickom zaťažení a spojenými účinkami mikrobiálnych spoločenstiev. Napríklad štúdia Pekinskej univerzity vedy a techniky zistila [10], že keď je pH morskej vody nižšie ako 2, stabilita a odolnosť pasivačných filmov zo zliatiny titánu výrazne klesá; Ióny síry a fluoridové ióny majú významný vplyv na stabilitu zliatin titánu, najmä ak koncentrácia fluoridových iónov prekročí 0,005 mol/l, v zliatinách titánu sa vyskytnú vážne problémy s koróziou.
Americké námorníctvo počas skutočných testov vystavenia moru v Tichom oceáne od 700 do 2 000 metrov zistilo praskanie korózie pod napätím vo vysoko{0}}titánovej zliatine 13V-11Cr-3Al a citlivosť zvaru a tepelne ovplyvnenej zóny na koróziu bola vyššia ako u základného kovu. Podľa výskumu Harbin Engineering University, Inštitútu kovov, Čínskej akadémie vied, Severovýchodnej univerzity a ďalších inštitúcií v Číne sa so zvýšením hlbokomorského hydrostatického tlaku zvyšuje citlivosť titánovej zliatiny na koróziu. Napäťová korózia titánovej zliatiny GR5 pod hydrostatickým tlakom 20 MPa je vo forme praskania vyvolaného vodíkom. So zvyšujúcou sa pevnosťou sa zvyšuje citlivosť titánovej zliatiny na koróziu pod napätím. Okrem toho sú v inžinierskych štruktúrach námorných zariadení nevyhnutné zložité štruktúry, ako sú elektrické páry, medzery a zváranie, čo ešte viac zhoršuje zložitosť a deštruktívnosť lokálneho poškodenia titánových zliatin koróziou.
Vyžiadajte si cenovú ponuku
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
