อย่างที่เราทราบกันดีว่าวัสดุไททาเนียมสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลายตั้งแต่การปลูกถ่ายกระดูกไปจนถึงอุปกรณ์หัวใจและหลอดเลือด คำถามคือไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมเป็นสนิมหรือไม่? การเกิดสนิมของไททาเนียมขึ้นอยู่กับความทนทานต่อการกัดกร่อนหรือไม่ ไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมไม่เป็นสนิมตามความหมายดั้งเดิมของคำนี้ เนื่องจากไม่มีส่วนผสมของเหล็ก ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มักเกิดสนิม อย่างไรก็ตาม ไททาเนียมสามารถกัดกร่อนได้ในสภาพแวดล้อมบางอย่าง เช่น ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอรีน ความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียมนั้นดีกว่าสเตนเลสสตีลในหลายๆ ครั้ง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนาฬิการะดับไฮเอนด์หลายเรือนจึงเลือกไทเทเนียมเป็นวัสดุหน้าปัดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ที่อุณหภูมิห้อง ไททาเนียมสามารถอยู่ในสารละลายกรดแก่และเบสแก่ได้หลากหลายอย่างปลอดภัย แม้แต่กรดที่รุนแรงที่สุด – อควารีเจียก็ไม่สามารถทำได้ คุณสมบัตินี้ทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในน้ำทะเล ครั้งหนึ่งเคยมีคนทำการทดลอง ใส่แผ่นไททาเนียมลงในน้ำทะเล และนำออกมาในอีก XNUMX ปีต่อมา ยกเว้นการเจริญเติบโตของหอยและพืชใต้ทะเลจำนวนมาก แต่ไม่มีสนิมเลย

สาเหตุหลักประการหนึ่งที่ทำให้โลหะผสมไททาเนียมมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงคือการมีฟิล์มออกไซด์ที่ป้องกันอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวของโลหะ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะมองไม่เห็น แต่พวกมันมีความทนทานต่อสารเคมีและร่างกายต่อสารส่วนใหญ่ พวกเขายังมีคุณสมบัติในการซ่อมแซมที่ดีเยี่ยม ทำให้ชั้นออกไซด์สามารถรักษาความเสียหายใดๆ บนพื้นผิวได้ แม้ว่าฟิล์มจะเสียหายด้วยเหตุผลบางประการ แต่ก็สามารถกู้คืนได้อย่างรวดเร็วและอัตโนมัติ ดังนั้นไททาเนียมจึงมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในตัวกลางออกซิไดซ์และที่เป็นกลาง

ไททาเนียมเกิดสนิมในสถานการณ์ที่สัมผัสกับสารละลายที่มีธาตุเหล็กจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม การกัดกร่อนประเภทนี้ไม่ส่งผลกระทบต่อโลหะผสมไททาเนียมส่วนใหญ่ ในทางกลับกัน มันเป็นปัญหาในโลหะผสมบางประเภท นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องใช้น้ำในปริมาณเล็กน้อยเพื่อยับยั้งการกัดกร่อนจากความเครียด ธาตุเหล็กในไททาเนียมอาจส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของสื่อบางชนิด สาเหตุของการเพิ่มขึ้นของธาตุเหล็กมักเกิดจากการที่เหล็กแทรกซึมเข้าไปในรอยเชื่อมระหว่างการเชื่อม ขณะนี้การกัดกร่อนมีคุณสมบัติไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ เมื่อใช้เหล็กเพื่อรองรับอุปกรณ์ไทเทเนียม แทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่พื้นที่ปนเปื้อนเหล็กบนพื้นผิวสัมผัสของเหล็ก-ไทเทเนียมจะเร่งการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีไฮโดรเจน เมื่อฟิล์มไททาเนียมออกไซด์บนพื้นผิวที่ปนเปื้อนได้รับความเสียหายทางกลไก ไฮโดรเจนจะแทรกซึมเข้าไปในโลหะ ตามอุณหภูมิ ความดัน และเงื่อนไขอื่นๆ ไฮโดรเจนจะกระจายตัวตามนั้น ซึ่งทำให้ไททาเนียมผลิตไฮโดรเจนแตกตัวในระดับต่างๆ กัน ดังนั้น ไททาเนียมควรหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของเหล็กบนพื้นผิวเมื่อใช้ในระบบที่มีอุณหภูมิและความดันปานกลางและระบบที่มีไฮโดรเจน

ไททาเนียมอัลลอยด์มีความไวต่อการกัดกร่อนตามซอกและรูพรุน ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของการกัดกร่อนเฉพาะที่ที่สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีคลอรีนและฮาโลเจนอื่นๆ และในน้ำทะเล ที่พบมากที่สุด โลหะผสมไททาเนียม Ti-6Al-4V มีความทนทานสูงต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ แต่อาจได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อนตามร่องและรูพรุนในสภาพแวดล้อมทางทะเล ดังนั้น สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจกลไกการเกิดการกัดกร่อน สารกัดกร่อนทั่วไปอื่นๆ ได้แก่ กรดไนตริก ซึ่งสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยา pyrophoric และกรดซัลฟิวริก ซึ่งสามารถนำไปสู่การกัดกร่อนตามรอยแยก นอกจากนี้ สารละลายที่มีอุณหภูมิสูง เช่น HCl สามารถถูกโจมตีโดย TiO; ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและค่า pH ของสารละลาย ไททาเนียมอาจถูกกัดกร่อนทั่วไป การกัดกร่อนตามซอก และการแตกตัวของไฮโดรเจน

การกัดกร่อนตามซอกเป็นรูปแบบที่พบมากที่สุดของการกัดกร่อนของไททาเนียม อาจเกิดขึ้นได้ในบริเวณที่คับแคบหรือเมื่อรอยต่อระหว่างโลหะกับวัสดุโดยรอบมีข้อบกพร่อง ซึ่งอาจเกิดจากการเกาะติดของตะกอนหรือปะเก็นของกระแสกระบวนการ นอกจากนี้ ชั้นผิวออกไซด์ของไททาเนียมอาจถูกทำลายโดยเม็ดหยาบในน้ำทะเล ไททาเนียมไม่เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ ซึ่งแตกต่างจากโลหะอื่นๆ ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนไม่สามารถผ่านได้ ความหนาของฟิล์มออกไซด์จะเพิ่มขึ้นเมื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเนื่องจากความร้อนและการผสม อย่างไรก็ตาม ไททาเนียมสามารถถูกโจมตีโดยสารอื่นๆ เช่น HF ซึ่งอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนจากความเครียดได้ เพื่อป้องกันโลหะ มักจะวางไว้ในบรรยากาศที่มีออกซิเจน โลหะผสมไททาเนียมบางชนิดได้รับการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อเพิ่มความเหนียวและความแข็งแรงของการแตกหักของวัสดุ ในระหว่างกระบวนการนี้ ธาตุผสมจะถูกเพิ่มเข้าไปในไททาเนียม ซึ่งรวมถึงนิกเกิล โมลิบดีนัม และโลหะมีค่า ซึ่งช่วยให้เกิดการสลับขั้วแบบแคโทดิกและเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียม

โดยทั่วไป ไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมเป็นโลหะที่เลือกใช้สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ไม่เป็นสนิมง่ายและทนทานต่อการกัดกร่อนสูง ถึงกระนั้น พวกมันสามารถได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อนเฉพาะที่บางรูปแบบในสภาพแวดล้อมบางอย่าง เช่น เมื่อมีคลอรีนหรือในสภาพแวดล้อมทางทะเล