ご存知のように、チタン材料は整形外科用インプラントから心臓血管用器具まで、様々な用途に使用することができます。そこで疑問なのは、チタンやチタン合金は錆びるのかということです。チタンが錆びるかどうかは、その耐食性によります。チタンとチタン合金は、一般的に錆びる元素である鉄で構成されていないため、伝統的な意味での錆は発生しません。しかしながら、チタンは塩素環境などの特定の環境下では腐食する可能性があります。ほとんどの場合、チタンの耐食性はステンレススティールよりも優れており、これが近年多くの高級時計が文字盤素材としてチタンを選択している理由です。常温では、チタンは様々な強酸や強塩基の溶液に安全に横たわることができ、最も獰猛な酸であるアクアレギアでさえそれを行うことはできません。この特性により、チタンは海水用途に広く使用されている。ある人が海水にチタン板を入れて5年後に取り出したところ、貝類や海底植物がたくさん生えていた以外は、まったく錆びていなかったという実験をしたことがある。

チタン合金が耐食性に優れている主な理由の一つは、金属表面に連続的な保護酸化膜が存在することです。この酸化膜は基本的に目に見えませんが、ほとんどの物質に対して化学的・物理的な耐性があります。また、優れた修復特性を持ち、酸化皮膜が表面のあらゆる損傷を修復します。何らかの理由で膜が損傷しても、素早く自動的に回復することができるのです。そのため、チタンは酸化性および中性媒体において優れた耐食性を発揮します。

チタンは大量の鉄を含む溶液にさらされると錆びます。しかし、この腐食タイプはほとんどのチタン合金には影響しません。一方、合金の種類によっては問題となります。その上、応力腐食を抑制するには少量の水が必要です。チタン中の鉄元素は、その媒体の一部の耐食性に影響を与える可能性があります。鉄元素が増加する理由は、多くの場合、溶接中に鉄が溶接通路に浸透するためである。この時、腐食は不均一な特性を持つ。また、鉄がチタン製機器の支持に使用される場合、鉄とチタンの接触面に鉄に汚染された部分が存在すると、特に水素の存在下で腐食が加速されることはほぼ避けられない。汚染された表面のチタン酸化皮膜が機械的に損傷すると、水素が金属内部に侵入する。温度、圧力、その他の条件により、水素は適宜拡散し、チタンに異なる程度の水素脆化を生じさせる。従って、チタンは、中温、高圧、水素を含むシステムで使用される場合、表面の鉄汚染を避けるべきである。

チタン合金は隙間腐食や孔食の影響を受けやすく、これは塩素やその他のハロゲンの存在下、また海水中で発生する局部腐食の一形態です。最も一般的な チタン合金 Ti-6Al-4V はほとんどの環境で高い耐食性を持つが、海洋環境では隙間腐食や孔食の影響を受けることがある。したがって、腐食形成メカニズムを理解することが重要である。その他の一般的な腐食媒体には、発火反応を引き起こす硝酸や、隙間腐食の原因となる硫酸がある。溶液の濃度とPHによって、チタンは一般腐食、隙間腐食、水素脆化を起こす可能性があります。

隙間腐食はチタン腐食の最も一般的な形態です。狭い場所や、金属と周囲の材料との接合部に欠陥がある場合に発生することがあります。これは、プロセスストリームの堆積物やガスケットの付着が原因かもしれません。さらに、チタンの表面酸化物層は、海水中の粗粒によって破壊されることがあります。他の金属と違い、チタンは酸化しない、つまり酸素を通すことができない。酸化膜の厚さは熱酸化や合金化によって増加します。しかし、チタンは応力腐食を引き起こすHFのような他の物質によって攻撃されることがあります。金属を保護するために、通常酸素を含む雰囲気に置かれます。一部のチタン合金は、材料の破壊靭性と強度を高めるために熱処理されます。この過程で、合金元素がチタンに加えられます。これらにはニッケル、モリブデン、貴金属が含まれ、これらはカソード脱分極を促進し、チタンの耐食性を高めます。

一般的に、チタンとチタン合金は様々な用途に選ばれる金属です。チタンは錆びにくく、耐食性に優れています。しかし、塩素の存在や海洋環境のような特定の環境では、局部的な腐食の影響を受けることがあります。