Как известно, титановые материалы могут применяться в самых разных областях - от ортопедических имплантатов до сердечно-сосудистых устройств. Возникает вопрос, ржавеют ли титан и титановые сплавы? Ржавеет ли титан, зависит от его коррозионной стойкости. Титан и титановые сплавы не ржавеют в традиционном смысле этого слова, поскольку в их состав не входит железо - элемент, который обычно ржавеет. Однако титан может корродировать в определенных условиях, например, в присутствии хлорной среды. В большинстве случаев коррозионная стойкость титана выше, чем у нержавеющей стали, поэтому в последние годы многие элитные часы выбирают титан в качестве материала циферблата. При комнатной температуре титан может спокойно лежать в различных растворах сильных кислот и оснований, даже самая яростная кислота - aqua regia не может этого сделать. Благодаря этому свойству он широко используется в морской воде. Кто-то однажды провел эксперимент: положил титановый лист в морскую воду и достал его через пять лет, кроме роста множества моллюсков и донных растений, на нем не появилось ни одной ржавчины.

Одной из основных причин высокой коррозионной стойкости титановых сплавов является наличие на поверхности металла сплошной защитной оксидной пленки, которая практически невидима, но химически и физически устойчива к воздействию большинства веществ. Кроме того, они обладают прекрасными восстановительными свойствами, позволяя оксидному слою залечивать любые повреждения на поверхности. Даже если пленка по каким-то причинам повреждена, она способна быстро и автоматически восстанавливаться. Поэтому титан обладает отличной коррозионной стойкостью в окислительных и нейтральных средах.

Титан ржавеет в тех случаях, когда он подвергается воздействию раствора, содержащего большое количество железа. Однако этот вид коррозии не затрагивает большинство титановых сплавов. С другой стороны, он является проблемой для некоторых видов сплавов. Кроме того, для подавления коррозии под напряжением необходимо небольшое количество воды. Элемент железа в титане может влиять на коррозионную стойкость некоторых его сред. Причиной увеличения количества железных элементов часто является то, что железо проникает в сварной проход во время сварки. В это время коррозия имеет неравномерные свойства. Кроме того, при использовании железа для опоры титанового оборудования практически неизбежно наличие загрязненных железом участков на поверхности контакта железа с титаном, что ускоряет коррозию, особенно в присутствии водорода. При механическом повреждении пленки оксида титана на загрязненной поверхности водород проникает в металл. В зависимости от температуры, давления и других условий водород диффундирует соответствующим образом, в результате чего титан приобретает различную степень водородного охрупчивания. Поэтому при использовании титана в системах со средней температурой и давлением, а также в водородсодержащих системах следует избегать загрязнения поверхности железом.

Титановые сплавы подвержены щелевой коррозии и питтингу - формам локальной коррозии, которые могут возникать в присутствии хлора и других галогенов, а также в морской воде. Наиболее распространенные титановый сплав Ti-6Al-4V обладает высокой коррозионной стойкостью в большинстве сред, но в морской среде может подвергаться щелевой коррозии и точечной коррозии. Поэтому важно понимать механизмы образования коррозии. К числу других распространенных коррозионных сред относятся азотная кислота, которая может вызывать пирофорные реакции, и серная кислота, которая может приводить к щелевой коррозии. Кроме того, высокотемпературные растворы, такие как HCl, могут подвергаться воздействию TiO. В зависимости от концентрации и PH раствора титан может подвергаться общей коррозии, щелевой коррозии и водородному охрупчиванию.

Щелевая коррозия является наиболее распространенной формой коррозии титана. Она может возникать в узких местах или при дефектах соединения металла с окружающим материалом. Это может быть связано с налипанием отложений технологического потока или прокладок. Кроме того, поверхностный оксидный слой титана может быть разрушен крупными гранулами, содержащимися в морской воде. В отличие от других металлов, титан не окисляется, то есть не пропускает кислород. Толщина оксидной пленки увеличивается при термическом окислении и легировании. Однако титан может подвергаться воздействию других веществ, например HF, который может вызывать коррозию под напряжением. Чтобы защитить металл, его обычно помещают в атмосферу, содержащую кислород. Некоторые титановые сплавы подвергаются термической обработке для повышения вязкости разрушения и прочности материала. В ходе этого процесса в титан добавляются легирующие элементы. К ним относятся никель, молибден и драгоценные металлы, которые способствуют катодной деполяризации и повышают коррозионную стойкость титана.

Как правило, титан и титановые сплавы являются металлами широкого спектра применения. Они легко ржавеют и обладают высокой коррозионной стойкостью. Тем не менее, в некоторых средах, например, в присутствии хлора или в морской среде, они могут подвергаться некоторым формам локальной коррозии.