Titaniumlegeringer, sammensat af titanium som basismetal sammen med andre elementer, tilbyder adskillige fordele såsom lav densitet, højt styrke-til-vægt-forhold, fremragende korrosionsbestandighed og gunstige forarbejdningsegenskaber. Disse egenskaber gør titanlegeringer til et ideelt valg til rumfartskonstruktionsmaterialer. I virkelige produktionsmiljøer kan der forekomme forskellige typer korrosion i titanlegeringer, hver med sine forskellige former og underliggende mekanismer. Denne artikel giver et omfattende overblik over de korrosionsformer og mekanismer, der er forbundet med titanlegeringer, og fremhæver deres betydning og implikationer.
Spaltekorrosion
Spaltekorrosion forekommer ved sprækker eller defekter af metalkomponenter, når en elektrolyt danner et stillestående mikromiljø, hvilket resulterer i lokal korrosion. I neutrale og sure opløsninger er sandsynligheden for kontaktkorrosion i sprækker af titanlegering væsentligt højere end i alkaliske opløsninger. Kontaktkorrosion påvirker dog ikke hele spalteoverfladen, men fører til sidst til lokaliseret perforationsfejl.
Pitting Korrosion
Titanium udviser fremragende modstand mod grubetæring i de fleste saltopløsninger. Pitting-korrosion er dog mere tilbøjelig til at forekomme i ikke-vandige opløsninger og kogende koncentrerede chloridopløsninger. I sådanne miljøer angriber halogenidioner den passive film på titaniumoverfladen, hvilket fører til lokaliseret grubetæring med huldiametre, der er mindre end deres dybder. Visse organiske medier kan også inducere grubetæring på titanlegeringer i halogenidopløsninger. Pitting-korrosion i titanlegeringer forekommer typisk under høje koncentrationer og høje temperaturforhold. Derudover er specifikke forhold og begrænsninger nødvendige for pitting i sulfid- og kloridmiljøer.
Brintskørhed
Brintskørhed (HE), også kendt som brintinduceret revnedannelse eller brintskade, er en af de tidlige svigtmekanismer i titanlegeringer. Den passive oxidfilm på overfladen af titanium og dets legeringer har høj styrke, og modtageligheden for brintskørhed øges med stigende styrke. Brintskørheden af den passive film på titanlegeringer er således meget følsom.
Galvanisk korrosion
Den passive oxidfilm på overfladen af titanium fremmer et positivt skift i titaniums elektrodepotentiale, hvilket forbedrer dets syre- og vandmodstand. Imidlertid kan det relativt høje potentiale af titanlegeringer skabe et elektrokemisk kredsløb med andre metaller i kontakt, hvilket fører til galvanisk korrosion. Titanlegeringer er tilbøjelige til galvanisk korrosion i to typer medier: den første type omfatter postevand, saltopløsninger, havvand, atmosfære, salpetersyre, eddikesyre osv., hvor det stabile elektrodepotentiale af Cd, Zn og Al er mere negativ end Ti, hvilket resulterer i en signifikant stigning (6-60 gange) i hastigheden af anodisk korrosion. Den anden type omfatter H2SO4, HCl osv., hvor Ti kan være i en passiveret eller aktiveret tilstand. Den almindeligt observerede galvaniske korrosion under kontakt forekommer dog normalt i den første type korrosive medier. Anodiseringsbehandlinger anvendes almindeligvis til at danne modificerede lag på substratoverfladen, hvilket hæmmer galvanisk korrosion.
At forstå de forskellige former for korrosion og deres mekanismer i titanlegeringer er afgørende for at designe korrosionsbestandige materialer og strukturer. Spaltekorrosion, grubetæring, brintskørhed og galvanisk korrosion er fremtrædende korrosionsformer, der kan påvirke ydeevnen og integriteten af titanlegeringer i forskellige miljøer.
