As ligas de titânio, compostas de titânio como metal base junto com outros elementos, oferecem inúmeras vantagens, como baixa densidade, alta relação resistência-por{1}}peso, excelente resistência à corrosão e propriedades de processamento favoráveis. Esses atributos tornam as ligas de titânio uma escolha ideal para materiais estruturais aeroespaciais. Em ambientes-de produção do mundo real, vários tipos de corrosão podem ocorrer em ligas de titânio, cada uma com suas formas distintas e mecanismos subjacentes. Este artigo fornece uma visão abrangente das formas e mecanismos de corrosão associados às ligas de titânio, destacando seu significado e implicações.
Corrosão em fendas
A corrosão em fendas ocorre nas fendas ou defeitos dos componentes metálicos quando um eletrólito forma um microambiente estagnado, resultando em corrosão localizada. Em soluções neutras e ácidas, a probabilidade de corrosão por contato em fendas de ligas de titânio é significativamente maior do que em soluções alcalinas. No entanto, a corrosão de contato não afeta toda a superfície da fenda, mas eventualmente leva à falha localizada da perfuração.
Corrosão por picada
O titânio apresenta excelente resistência à corrosão por pite na maioria das soluções salinas. No entanto, a corrosão por pite é mais propensa a ocorrer em soluções não-aquosas e em soluções concentradas de cloreto em ebulição. Em tais ambientes, os íons haleto atacam o filme passivo na superfície do titânio, levando a corrosão localizada com diâmetros de corrosão menores que suas profundidades. Certos meios orgânicos também podem induzir corrosão por pites em ligas de titânio em soluções de halogenetos. A corrosão por pite em ligas de titânio normalmente ocorre em condições de alta-concentração e alta-temperatura. Além disso, condições e limitações específicas são necessárias para corrosão em ambientes de sulfeto e cloreto.
Fragilização por Hidrogênio
A fragilização por hidrogênio (HE), também conhecida como rachadura-induzida por hidrogênio ou dano por hidrogênio, é um dos mecanismos de falha-em estágio inicial em ligas de titânio. O filme de óxido passivo na superfície do titânio e suas ligas possui alta resistência, e a suscetibilidade à fragilização por hidrogênio aumenta com o aumento da resistência. Assim, a fragilização por hidrogênio do filme passivo em ligas de titânio é altamente sensível.
Corrosão Galvânica
O filme de óxido passivo na superfície do titânio promove uma mudança positiva no potencial do eletrodo do titânio, aumentando sua resistência a ácidos e água. No entanto, o potencial relativamente elevado das ligas de titânio pode criar um circuito eletroquímico com outros metais em contato, levando à corrosão galvânica. As ligas de titânio são propensas à corrosão galvânica em dois tipos de meios: o primeiro tipo inclui água da torneira, soluções salinas, água do mar, atmosfera, ácido nítrico, ácido acético, etc., onde o potencial de eletrodo estável de Cd, Zn e Al é mais negativo que o do Ti, resultando em um aumento significativo (6-60 vezes) na taxa de corrosão anódica. O segundo tipo inclui H2SO4, HCl, etc., onde o Ti pode estar em estado passivado ou ativado. Contudo, a corrosão galvânica comumente observada durante o contato geralmente ocorre no primeiro tipo de meio corrosivo. Tratamentos de anodização são comumente empregados para formar camadas modificadas na superfície do substrato, inibindo a corrosão galvânica.
Compreender as diversas formas de corrosão e seus mecanismos em ligas de titânio é crucial para projetar materiais e estruturas-resistentes à corrosão. Corrosão em frestas, corrosão por pites, fragilização por hidrogênio e corrosão galvânica são formas de corrosão proeminentes que podem afetar o desempenho e a integridade das ligas de titânio em diferentes ambientes.
