Устойчивост на корозия и основни електрохимични характеристики на титановата сплав
1.1 Корозионна устойчивост на титанова сплав
Титановата сплав е широко призната като "морски метал" и идеален материал за кораби поради отличната си устойчивост на корозия. Голям брой морски инженерни практики и научни експерименти показват, че титаниевите сплави имат отлична устойчивост на корозия в чиста морска вода, без почти никаква равномерна корозия, и отлична устойчивост на питингова и цепнатина корозия. 16-годишните морски изпитания на Китай в Южнокитайско море, Източнокитайско море и Жълто море показаха, че материалите от титанови сплави почти нямат значителен феномен на корозия в морска вода при пълно потапяне, приливна зона и зона на пръски. Три години реални тестове за излагане на море в дълбоко-морска среда от 800-1000 м в Южнокитайско море също потвърдиха, че титаниевите сплави имат отлична устойчивост на равномерна корозия в дълбоководни среди.
Отличната устойчивост на корозия на материалите от титанови сплави в морска вода се дължи главно на следните пет причини:
(1)
(Относителната реактивност между металния титан и кислорода е изключително бърза, надминавайки тази на алуминия, никела и неръждаемата стомана, което определя, че повърхността на титановите сплави е трудно да съществува в метално състояние в аеробна среда;
(2)
Титановите сплави могат спонтанно да образуват плътни оксидни филми както в атмосферна, така и във водна среда, без наличието на свободни хидроксидни слоеве, а техните оксидни филми имат отлични екраниращи и блокиращи свойства;
(3)
Оксидите TiO, TiO2 и Ti2O3, образувани на повърхността на метален титан, са много стабилни и имат отлична устойчивост на ерозия на хлоридни йони;
(4)
Филмът от титанов повърхностен оксид се формира чрез епитаксиален механизъм на растеж, със силна междинна сила на свързване, обемно съотношение 1,76, в състояние на натиск и малко дефекти на филма;
(5)
Оксидният филм върху повърхността на титания има отлични само-възстановяващи се свойства и бързо ще се пасивира отново и ще влезе в стабилно състояние, след като бъде разяден от околната среда или повреден от външни сили. Тези отлични характеристики определят, че титановата сплав е естествен-устойчив на корозия метален материал.
Поради това обикновено се смята, че инженерното оборудване, изработено от титаниева сплав, може да избегне проблеми с корозията, което води до малко внимание на проблемите с корозията и защитата на конструкциите от титаниева сплав при морското инженерно проектиране. Това последователно мислене може да доведе до сериозни инженерни опасности за безопасността, особено за оборудване, използвано в екстремни среди, като например дълбоко море за дълго време, проблемите с безопасността на обслужването не могат да бъдат пренебрегнати.
Всъщност, въпреки че материалите от титанови сплави имат отлична устойчивост на корозия, те все още са изправени пред проблеми с увреждане на околната среда, като влошаване на производителността и отказ от корозия в дълбоко-морска среда при екстремни фактори на околната среда, механични натоварвания и съчетани ефекти от микробни общности. Например, проучване на Пекинския университет за наука и технологии установи [10], че когато pH на морската вода е по-малко от 2, стабилността и устойчивостта на корозия на пасивиращите филми от титанова сплав значително намаляват; Серните йони и флуоридните йони оказват значително влияние върху стабилността на титановите сплави, особено когато концентрацията на флуоридните йони надвишава 0,005 mol/L, в титаниевите сплави ще възникнат сериозни проблеми с корозията.
Военноморските сили на САЩ откриха корозионно напукване в -титаниева сплав с висока якост 13V-11Cr-3Al по време на действителни тестове за излагане на море в Тихия океан от 700 до 2000 метра, а чувствителността на корозия под напрежение на заваръчния шев и засегнатата от топлина зона беше по-висока от тази на основния метал. Според изследванията на Харбинския инженерен университет, Института по метали, Китайската академия на науките, Североизточния университет и други институции в Китай, с увеличаването на дълбоководното хидростатично налягане, чувствителността на титаниевата сплав към корозия при напрежение се увеличава. Стрес корозията на титанова сплав GR5 под 20MPa хидростатично налягане е под формата на напукване, предизвикано от водород. С увеличаването на якостта се увеличава чувствителността на титановата сплав към корозия под напрежение. В допълнение, в инженерните конструкции на морското оборудване, сложни структури като електрически двойки, празнини и заваряване са неизбежни, което допълнително изостря сложността и разрушителността на локалното увреждане от корозия на титанови сплави.
Поискайте оферта
Имейл:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
