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Corrosão de Titânio e Ligas de Titânio

corrosão geral

A corrosão uniforme ocorre na superfície de amostras ou peças de titânio, formando uma camada de produtos de corrosão com espessura uniforme, firmemente ligada à superfície de titânio e geralmente não se expande para dentro com o tempo, mas há exceções. Em muitos meios corrosivos, o desempenho de corrosão do titânio é tão bom quanto ou melhor que o de outros metais (como o alumínio) com uma camada protetora. A corrosão do titânio é geralmente eletrolítica, então existe uma certa relação entre a corrosão e o potencial do eletrodo e a corrente eletromotriz. A polarização anódica e catódica também tem uma forte influência no mecanismo e taxa de corrosão. O potencial do titânio depende em grande parte das propriedades isolantes do filme de óxido. Portanto, as características do filme de óxido na superfície do titânio desempenham um papel decisivo em sua resistência à corrosão. Todos os fatores que podem melhorar a compacidade do filme de óxido, aumentar a espessura do filme de óxido e melhorar as propriedades isolantes do filme de óxido são todos favoráveis ​​à melhoria da resistência à corrosão. Pelo contrário, qualquer fator que reduza a capacidade de proteção efetiva do filme de óxido, seja ele mecânico ou químico, fará com que a resistência à corrosão do titânio caia drasticamente.

corrosão local

A corrosão do titânio na maioria das condições é de natureza local, e o grau de corrosão em um ponto é bem diferente daquele em outro ponto. Corrosão em frestas, corrosão por cavitação, corrosão sob tensão, etc. são corrosão localizada. A corrosão em frestas ocorre principalmente em flanges ou dobras e em frestas próximas a depósitos, e não ocorrerá se a fresta for muito pequena ou muito grande. A corrosão por cavitação é um tipo de corrosão que ocorre na abertura e é fácil de ocorrer na presença de CI-, Br- e I-plasma. A corrosão sob tensão é um tipo de corrosão que ocorre quando a peça de trabalho ou amostra está sob a ação combinada de tensão de tração e um ambiente corrosivo.

abrasão

A forma de corrosão da amostra ou peça de trabalho no meio de fluxo corrosivo, devido à ação mecânica do fluido, a corrosão é acelerada, porque o fluido pode remover parte ou todos os produtos de corrosão, expor novas superfícies e acelerar a corrosão.

A corrosão por contato de metais diferentes também é chamada de corrosão galvânica. Em um ambiente corrosivo, dois metais ou peças estruturais com diferentes potenciais são colocados. No caso de um curto-circuito elétrico, o metal com baixo potencial irá corroer.

Sucção H2 ou H2 nítido

Em condições normais, titânio e ligas de titânio sempre contêm H2. Se H2 for extraído do material, quando a quantidade de extração exceder o limite da solução sólida, hidretos frágeis serão formados, resultando em fragilização por hidrogênio.

Na maioria das condições, a corrosão do titânio e das ligas de titânio é de natureza local e, ao mesmo tempo, o grau de corrosão em um ponto é muito diferente daquele em outro ponto. Portanto, a avaliação quantitativa da corrosão só pode ser baseada em um grande número de materiais estatísticos, ao invés dos resultados de algumas amostras. Outro problema sério na avaliação da corrosão é qual é o padrão. A perda de massa raramente é usada e o grau de corrosão é geralmente julgado com base na perda de resistência, alterações na aparência da superfície ou perfuração. Em geral, o processo de corrosão do titânio e das ligas de titânio é lento. A menos que você seja completamente inadequado para as condições em que se encontra. Para avaliar corretamente o desempenho do titânio, geralmente são necessários dezenas de dias ou até vários anos de testes. Em muitas ocasiões, o titânio e as ligas de titânio corroem rapidamente no início, depois desaceleram e, no final, ocorre apenas uma corrosão fraca. No entanto, em alguns casos, a liga de titânio mudará após um período de tempo e a estrutura e o desempenho mudarão drasticamente. Portanto, os testes de uso de curto prazo não são totalmente confiáveis. Existem muitos métodos de teste de uso rápido, mas, em geral, quanto mais rápido o teste, menor a confiabilidade dos resultados.

O titânio é um dos metais mais termodinamicamente instáveis. Seu potencial de eletrodo padrão é {{0}}.63V, e a superfície é sempre coberta por um filme fino e denso de TiO2. Portanto, o potencial estável do titânio e das ligas de titânio tende a ser positivo. Por exemplo, o titânio está em um potencial estável na água do mar a 25 graus é de cerca de 0,09V. Os potenciais de eletrodo são calculados principalmente a partir de dados termodinâmicos, e dados diferentes podem aparecer devido a diferentes fontes de dados, o que é normal.

A superfície do titânio e das ligas de titânio sempre possui uma fina camada de filme de óxido que se forma naturalmente no ar. Sua excelente resistência à corrosão advém da existência de uma película de óxido estável e forte e de boa proteção na superfície. . A resistência à corrosão desta película protetora pode ser expressa pela relação P/B. Somente quando o valor P/B é maior que 1 pode ser protetor. Caso contrário, a resistência à corrosão será baixa, mas não deve ser superior a 2,5. Se for maior que este valor, a tensão compressiva no filme de óxido aumentará, o que facilmente fará com que o filme de óxido se rompa e a resistência à corrosão diminua. , o melhor valor é 1~2,5.

O titânio formará imediatamente um filme de óxido na atmosfera ou solução aquosa. A espessura do filme formado na atmosfera à temperatura ambiente é de 1,2 nm ~ 1,6 nm e aumentará com o tempo. Aumentará para 5 nm após 70 dias e 8 nm ~ 9 nm após 545 dias. . Condições de oxidação reforçadas artificialmente, como aquecimento, adição de oxidantes ou oxidação anódica, etc., podem acelerar a oxidação, aumentar a espessura do filme e melhorar a resistência à corrosão.

O filme de óxido na superfície do titânio e das ligas de titânio geralmente não é uma estrutura única, e sua composição e estrutura estão relacionadas às condições de formação. Normalmente, a interface entre o filme de óxido e o ambiente é principalmente TiO2, e a interface entre o filme de óxido e o metal pode ser dominada por TiO2, e no meio é uma camada de transição de diferentes estados de valência, ou mesmo um óxido não estequiométrico , o que significa titânio e O filme de óxido de superfície da liga de titânio é uma estrutura complexa de várias camadas. Quanto ao seu processo de formação, não pode ser entendido simplesmente como a reação direta do Ti e do O2. Alguns pesquisadores propuseram vários mecanismos de formação. Estudiosos russos acreditam que os hidretos são formados primeiro e, em seguida, um filme de óxido puro é formado nos hidretos.

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