{"id":1753,"date":"2023-01-25T15:42:14","date_gmt":"2023-01-25T15:42:14","guid":{"rendered":"https:\/\/energy-ti.com\/?p=1753"},"modified":"2023-01-26T04:23:36","modified_gmt":"2023-01-26T04:23:36","slug":"how-does-titanium-and-titanium-alloy-rust","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/energy-ti.com\/pl\/how-does-titanium-and-titanium-alloy-rust\/","title":{"rendered":"Jak rdzewieje tytan i stop tytanu?"},"content":{"rendered":"

Jak wszyscy wiemy, materia\u0142y tytanowe mog\u0105 by\u0107 wykorzystywane do r\u00f3\u017cnych zastosowa\u0144, od implant\u00f3w ortopedycznych po urz\u0105dzenia sercowo-naczyniowe. Pytanie brzmi, czy tytan i stopy tytanu rdzewiej\u0105? To, czy tytan rdzewieje, zale\u017cy od jego odporno\u015bci na korozj\u0119. Tytan i stopy tytanu nie rdzewiej\u0105 w tradycyjnym znaczeniu tego terminu, poniewa\u017c nie sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z \u017celaza, kt\u00f3re jest pierwiastkiem zwykle rdzewiej\u0105cym. Tytan mo\u017ce jednak korodowa\u0107 w niekt\u00f3rych \u015brodowiskach, np. w obecno\u015bci chloru. Odporno\u015b\u0107 na korozj\u0119 tytanu jest w wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w lepsza ni\u017c stali nierdzewnej, dlatego te\u017c wiele wysokiej klasy zegark\u00f3w wybra\u0142o tytan jako materia\u0142 tarczy w ostatnich latach. W temperaturze pokojowej tytan mo\u017ce bezpiecznie le\u017ce\u0107 w r\u00f3\u017cnych roztworach silnych kwas\u00f3w i zasad, nawet najostrzejszy kwas - aqua regia nie mo\u017ce tego zrobi\u0107. Ta w\u0142a\u015bciwo\u015b\u0107 sprawia, \u017ce jest on szeroko stosowany w zastosowaniach zwi\u0105zanych z wod\u0105 morsk\u0105. Kto\u015b kiedy\u015b przeprowadzi\u0142 eksperyment, umie\u015bci\u0142 arkusz tytanu w wodzie morskiej i wyj\u0105\u0142 go pi\u0119\u0107 lat p\u00f3\u017aniej, z wyj\u0105tkiem wzrostu wielu skorupiak\u00f3w i ro\u015blin dna morskiego, ale bez rdzy.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Jednym z g\u0142\u00f3wnych powod\u00f3w, dla kt\u00f3rych stopy tytanu s\u0105 wysoce odporne na korozj\u0119, jest obecno\u015b\u0107 ci\u0105g\u0142ych ochronnych warstw tlenku na powierzchni metalu, kt\u00f3re s\u0105 zasadniczo niewidoczne, ale s\u0105 chemicznie i fizycznie odporne na wi\u0119kszo\u015b\u0107 substancji. Maj\u0105 one r\u00f3wnie\u017c doskona\u0142e w\u0142a\u015bciwo\u015bci naprawcze, pozwalaj\u0105c warstwie tlenku leczy\u0107 wszelkie uszkodzenia na powierzchni. Nawet je\u015bli warstwa zostanie z jakiego\u015b powodu uszkodzona, mo\u017ce szybko i automatycznie si\u0119 zregenerowa\u0107. Dlatego tytan ma doskona\u0142\u0105 odporno\u015b\u0107 na korozj\u0119 w utleniaj\u0105cych i neutralnych mediach.<\/p>\n

Tytan rdzewieje w sytuacjach, gdy jest wystawiony na dzia\u0142anie roztworu zawieraj\u0105cego du\u017c\u0105 ilo\u015b\u0107 \u017celaza. Ten typ korozji nie ma jednak wp\u0142ywu na wi\u0119kszo\u015b\u0107 stop\u00f3w tytanu. Z drugiej strony, stanowi ona problem w przypadku niekt\u00f3rych rodzaj\u00f3w stop\u00f3w. Poza tym, do zahamowania korozji napr\u0119\u017ceniowej potrzebna jest niewielka ilo\u015b\u0107 wody. Pierwiastek \u017celaza w tytanie mo\u017ce wp\u0142ywa\u0107 na odporno\u015b\u0107 na korozj\u0119 niekt\u00f3rych jego medi\u00f3w. Powodem wzrostu pierwiastk\u00f3w \u017celaza jest cz\u0119sto to, \u017ce \u017celazo przenika do przej\u015bcia spawalniczego podczas spawania. W tym czasie korozja ma nier\u00f3wne w\u0142a\u015bciwo\u015bci. Ponadto, gdy \u017celazo jest u\u017cywane do podtrzymywania tytanowego sprz\u0119tu, prawie nieuniknione jest, \u017ce obecno\u015b\u0107 zanieczyszczonych \u017celazem obszar\u00f3w na powierzchni styku \u017celazo-tytan przyspieszy korozj\u0119, szczeg\u00f3lnie w obecno\u015bci wodoru. Gdy warstwa tlenku tytanu na zanieczyszczonej powierzchni zostanie mechanicznie uszkodzona, wod\u00f3r przenika do metalu. W zale\u017cno\u015bci od temperatury, ci\u015bnienia i innych warunk\u00f3w, wod\u00f3r dyfunduje odpowiednio, co powoduje, \u017ce tytan wytwarza r\u00f3\u017cne stopnie krucho\u015bci wodorowej. Dlatego tytan powinien unika\u0107 zanieczyszczenia powierzchni \u017celazem, gdy jest stosowany w systemach o \u015bredniej temperaturze i ci\u015bnieniu oraz zawieraj\u0105cych wod\u00f3r.<\/p>\n

Stopy tytanu s\u0105 podatne na korozj\u0119 szczelinow\u0105 i w\u017cerow\u0105, kt\u00f3re s\u0105 formami korozji miejscowej, kt\u00f3ra mo\u017ce wyst\u0105pi\u0107 w obecno\u015bci chloru i innych halogen\u00f3w oraz w wodzie morskiej. Najcz\u0119stsze stop tytanu Ti-6Al-4V<\/a> jest wysoce odporny na korozj\u0119 w wi\u0119kszo\u015bci \u015brodowisk, ale mo\u017ce by\u0107 nara\u017cony na korozj\u0119 szczelinow\u0105 i w\u017cery w \u015brodowisku morskim. Dlatego wa\u017cne jest, aby zrozumie\u0107 mechanizmy powstawania korozji. Inne powszechne czynniki korozyjne obejmuj\u0105 kwas azotowy, kt\u00f3ry mo\u017ce powodowa\u0107 reakcje piroforyczne, oraz kwas siarkowy, kt\u00f3ry mo\u017ce prowadzi\u0107 do korozji szczelinowej. Ponadto roztwory o wysokiej temperaturze, takie jak HCl, mog\u0105 by\u0107 atakowane przez TiO; w zale\u017cno\u015bci od st\u0119\u017cenia i pH roztworu tytan mo\u017ce cierpie\u0107 z powodu korozji og\u00f3lnej, korozji szczelinowej i krucho\u015bci wodorowej.<\/p>\n

Korozja szczelinowa jest najcz\u0119stsz\u0105 form\u0105 korozji tytanu. Mo\u017ce wyst\u0105pi\u0107 w ciasnych obszarach lub gdy po\u0142\u0105czenie mi\u0119dzy metalem a otaczaj\u0105cym materia\u0142em jest wadliwe. Mo\u017ce to by\u0107 spowodowane przyleganiem osad\u00f3w strumienia procesowego lub uszczelek. Co wi\u0119cej, powierzchniowa warstwa tlenku tytanu mo\u017ce zosta\u0107 zniszczona przez gruboziarniste granulki w wodzie morskiej. W przeciwie\u0144stwie do innych metali, tytan nie utlenia si\u0119, co oznacza, \u017ce nie przepuszcza tlenu. Grubo\u015b\u0107 warstwy tlenku zwi\u0119ksza si\u0119 wraz z utlenianiem termicznym i stopowaniem. Tytan mo\u017ce by\u0107 jednak atakowany przez inne substancje, takie jak HF, kt\u00f3re mog\u0105 powodowa\u0107 korozj\u0119 napr\u0119\u017ceniow\u0105. Aby chroni\u0107 metal, zwykle umieszcza si\u0119 go w atmosferze zawieraj\u0105cej tlen. Niekt\u00f3re stopy tytanu s\u0105 poddawane obr\u00f3bce cieplnej w celu zwi\u0119kszenia odporno\u015bci na p\u0119kanie i wytrzyma\u0142o\u015bci materia\u0142u. Podczas tego procesu do tytanu dodawane s\u0105 pierwiastki stopowe. Nale\u017c\u0105 do nich nikiel, molibden i metale szlachetne, kt\u00f3re u\u0142atwiaj\u0105 depolaryzacj\u0119 katodow\u0105 i zwi\u0119kszaj\u0105 odporno\u015b\u0107 tytanu na korozj\u0119.<\/p>\n

Og\u00f3lnie rzecz bior\u0105c, tytan i stopy tytanu s\u0105 metalami wybieranymi do szerokiej gamy zastosowa\u0144. Nie rdzewiej\u0105 \u0142atwo i s\u0105 wysoce odporne na korozj\u0119. W niekt\u00f3rych \u015brodowiskach, np. w obecno\u015bci chloru lub w \u015brodowisku morskim, mog\u0105 jednak ulega\u0107 pewnym formom korozji miejscowej.<\/p>\n<\/div><\/section>
\n