Odpornost proti koroziji-Titan 2. stopnje 1. stopnje

Ali je korozijska odpornost titana stopnje 2 boljša od stopnje 1?

Da, odpornost proti korozijiTitan stopnje 2 (UNS R50400)je na splošno boljši odTitan stopnje 1 (UNS R50250)v večini storitvenih okolij, čeprav je razlika niansirana in temelji na njihovi kemični sestavi in mikrostrukturnih lastnostih. Spodaj je podrobna tehnična analiza:

1. Temelj kemične sestave

Tako razred 1 kot razred 2 sta nelegiran titan (komercialno čisti titan, CP Ti), pri čemer je ključna razlika vvsebnost kisika-kritični dejavnik, ki vpliva na mehansko trdnost in odpornost proti koroziji:

Ocena	Vsebnost kisika (maks.)	Vsebnost železa (maks.)	Druge nečistoče
1. razred	0.18%	0.20%	Manj ali enako 0,30 % (skupaj)
2. razred	0.25%	0.30%	Manj ali enako 0,40 % (skupaj)

Stopnja 2 vsebuje nekoliko več kisika in železa, kar povečuje njegovostabilnost pasivnega filma-gosta, sprijeta plast TiO₂, ki se spontano tvori na titanovih površinah in deluje kot ovira proti koroziji.

2. Primerjava učinkovitosti odpornosti proti koroziji

Prednost stopnje 2 je najbolj očitna v naslednjih scenarijih:

a. Splošna odpornost proti koroziji

Oba razreda izkazujeta odlično odpornost na nevtralne/šibko kisle/bazične raztopine (npr. sladka voda, morska voda, organske kisline, kot je ocetna kislina). Vendar debelejši in stabilnejši pasivni film razreda 2 zagotavlja boljšo dolgoročno-zaščito pred enotno korozijo, zlasti v okoljih z zmernimi oksidanti (npr. razredčeni kloridi, žveplova kislina z nizko-koncentracijo).

Podatki o stopnji korozije (ASTM G31, preskus potopitve v slano vodo):

Stopnja 1: ~0,002 mm/leto

Stopnja 2: ~0,001 mm/leto

Nižja stopnja korozije 2. stopnje kaže na vrhunsko dolgoročno-obstojnost.

b. Odpornost proti jamičasti in razpokani koroziji

Oba razreda sta odporna proti jamičasti koroziji (pogosta v okoljih,-bogatih s kloridi, kot sta morska voda ali slanice), vendar višja vsebnost kisika v razredu 2 izboljša odpornost pasivnega filma na lokalno razgradnjo. Njegovopotencial luknjanja (Eₚ)je ~200 mV višji od stopnje 1 (merjeno s potenciodinamičnimi polarizacijskimi testi po ASTM G5), kar pomeni, da zahteva bolj oksidativno okolje za sprožitev luknjanja.

Korozija v razpokah (tveganje pri tesnih režah ali vijačnih spojih) je podobno bolje nadzorovana v razredu 2, saj je njegov pasivni film manj nagnjen k degradaciji v okoljih s špranjami z zastajajočimi elektroliti.

c. Odpornost na korozijsko razpokanje (SCC).

Oba razreda sta zelo odporna na SCC v večini okolij, vključno s kloridom, vodikovim sulfidom in jedkimi raztopinami. Vendar nekoliko višja trdnost razreda 2 (meja tečenja: 275 MPa v primerjavi s 170 MPa razreda 1) zagotavlja nekoliko boljšo odpornost proti SCC, ko je pod mehanskimi obremenitvami, saj je material manj dovzeten za plastične deformacije, ki lahko ogrozijo pasivni film.

d. Omejitve (kjer je razlika zanemarljiva)

V visoko redukcijskih okoljih (npr. koncentrirana klorovodikova kislina, fluorovodikova kislina) ali močno oksidacijskih okoljih (npr. koncentrirana dušikova kislina > 60 %) bosta obe stopnji korodirali, razlika v vsebnosti kisika pa ima majhen vpliv-namesto tega so potrebne titanove zlitine (npr. stopnja 5 Ti-6Al-4V) ali posebni materiali (npr. tantal).

V ultra-čistih okoljih (npr. deionizirana voda, -kemikalije visoke čistosti) je odpornost proti koroziji stopnje 1 in stopnje 2 skoraj enaka, saj pomanjkanje onesnaževal zmanjšuje degradacijo pasivnega filma.

info-450-446 info-449-446

info-449-446 info-447-442

3. Praktične posledice za aplikacije

Zaradi vrhunske odpornosti proti koroziji stopnje 2 je v kombinaciji z večjo trdnostjo najboljša izbira za:

Pomorske komponente (pritrdilni elementi trupa, toplotni izmenjevalniki, cevovodi za morsko vodo)

Oprema za kemično obdelavo (reaktorji, ventili, priključki za ravnanje z jedkimi tekočinami)

Medicinske naprave (vsadki, kirurški instrumenti,-kjer sta biokompatibilnost in odpornost proti koroziji kritični)

Letalske komponente (hidravlični sistemi, cevi za gorivo)

Razred 1, čeprav je nekoliko manj{1}}odporen proti koroziji, se pogosto uporablja v:

Ultra{0}}tanke plošče ali folije (zaradi večje duktilnosti)

Nizko{0}}stresne aplikacije v blagih okoljih (npr. oprema za predelavo hrane, cevovodi za sladko vodo)

Aplikacije, ki zahtevajo maksimalno sposobnost oblikovanja (npr. globoko vlečenje, kompleksne izdelave)

4. Referenca standardov

ASTM B265 (Standardna specifikacija za pločevino, trakove in plošče iz titana in titanovih zlitin): izrecno ugotavlja, da stopnja 2 ponuja "izboljšano odpornost proti koroziji v primerjavi s stopnjo 1 v zmerno agresivnih okoljih."

ISO 5832-2 (Titan in titanove zlitine-Konformirani izdelki): Razred 2 razvršča kot "stopnjo za splošno uporabo z izboljšano odpornostjo proti koroziji in trdnostjo v primerjavi s stopnjo 1."

Zaključek

Če povzamemo, zagotavlja titan stopnje 2vrhunska odpornost proti korozijina stopnjo 1 v večini praktičnih delovnih okolij, zlasti tistih, ki vključujejo kloride, zmerna oksidacijska sredstva ali dolgotrajno-izpostavljenost jedkim tekočinam. Razlika izhaja iz višje vsebnosti kisika v razredu 2, ki okrepi njegov pasivni film in izboljša odpornost proti enotni koroziji, luknjičasti in razpokani koroziji. Medtem ko je vrzel minimalna v ultra-čistih ali zelo ekstremnih okoljih, je razred 2 bolj zanesljiva izbira za aplikacije, kjer je glavna zahteva odpornost proti koroziji.