خصائص مقاومة التآكل وتطبيقات التيتانيوم وسبائك التيتانيوم

1. مقاومة التآكل للتيتانيوم

التيتانيوم هو معدن ذو ميل قوي للتخميل، في الهواء والمحلول المائي المؤكسد أو المحايد يمكن أن يولد بسرعة طبقة واقية مؤكسدة مستقرة، حتى لو كان الفيلم تالفًا لبعض الأسباب، ولكن يمكن أيضًا استرداده بسرعة وتلقائيًا. لذلك، يتمتع التيتانيوم بمقاومة ممتازة للتآكل في الوسائط المؤكسدة والمحايدة.

بسبب خصائص التخميل الكبيرة للتيتانيوم، فإنه في كثير من الحالات تكون معادن متباينة متلامسة، ولا يسرع من التآكل، ولكنه قد يسرع من تآكل المعادن المتباينة. كما هو الحال في التركيز المنخفض للحمض غير المؤكسد، إذا تلامست سبائك Pb أو Sn أو Cu أو Monel مع التيتانيوم لتشكيل زوجين كهربائيين، فإن تآكل هذه المواد يتسارع، بينما لا يتأثر التيتانيوم. وفي حمض الهيدروكلوريك، والتيتانيوم والفولاذ الطري، بسبب سطح التيتانيوم ينتج هيدروجين حديث الولادة، يدمر طبقة أكسيد التيتانيوم، ليس فقط بسبب تقصف هيدروجين التيتانيوم، ولكن أيضًا تسريع تآكل التيتانيوم، والذي قد يكون بسبب التيتانيوم الهيدروجين لديه درجة عالية من النشاط الناجم عن.
محتوى الحديد في التيتانيوم له تأثير على مقاومة التآكل لبعض الوسائط، والسبب هو زيادة الحديد بالإضافة إلى المادة الخام، وغالباً ما يخترق حديد اللحام الملون داخل قناة اللحام، بحيث تزداد قناة اللحام في محتوى الحديد الموضعي. ، عندما يكون للتآكل طبيعة غير مستوية. إن استخدام أجزاء الحديد لدعم معدات التيتانيوم، وتلطيخ الحديد على سطح التلامس الحديدي بالتيتانيوم أمر لا مفر منه تقريبًا في تسارع تآكل المنطقة الملطخة بالحديد، خاصة في وجود الهيدروجين. عندما يحدث تلف ميكانيكي لطبقة أكسيد التيتانيوم الموجودة على السطح المصبوغ، يخترق الهيدروجين داخل المعدن، واعتمادًا على درجة الحرارة والضغط وغيرها من الظروف، يحدث تبعًا لذلك انتشار الهيدروجين، مما يجعل التيتانيوم ينتج درجات متفاوتة من التقصف الهيدروجيني. ولذلك، ينبغي استخدام التيتانيوم في درجات حرارة وضغوط معتدلة وفي الأنظمة التي تحتوي على الهيدروجين لتجنب تلوث الحديد السطحي.

بشكل عام، لن يحدث التيتانيوم تآكل المسام. يتمتع التيتانيوم أيضًا بثبات إجهاد التآكل.

مقاومة تآكل شق التيتانيوم أفضل، خاصة سبائك Ti-0.3Mo-0.8Ni وTi-0.2Pd، لذلك Ti-0.3Mo-0.8Ni وTi-0.2Pd تستخدم السبائك على نطاق واسع في المواد السطحية الختمية لمعدات الحاويات لحل مشكلة تآكل الشقوق في سطح الختم للمعدات.

2. تطبيق التيتانيوم

نظرًا لمقاومة التيتانيوم الممتازة للتآكل، يستخدم التيتانيوم على نطاق واسع في مجالات البترول والكيماويات وإنتاج الملح والأدوية والمعادن والإلكترونيات والطيران والفضاء والبحرية وغيرها من المجالات ذات الصلة.

يتمتع التيتانيوم بمقاومة ممتازة للتآكل بالنسبة لمعظم المحاليل الملحية، مثل التيتانيوم في محلول كلوريد مقارنة بمقاومة التآكل العالية لفولاذ الكروم والنيكل، ولا توجد ظاهرة تآكل المسام. ومع ذلك، فإن معدل التآكل أعلى في ثلاثي كلوريد الألومنيوم، والذي يرتبط بالتحلل المائي لثلاثي كلوريد الألومنيوم لإنتاج حمض الهيدروكلوريك المركز. يتمتع التيتانيوم أيضًا بثبات جيد لكلوريت الصوديوم الساخن وتركيزات مختلفة من هيبوكلوريت. لذلك يستخدم التيتانيوم على نطاق واسع في صناعة الملح الفراغي وصناعات التبييض.

يتمتع التيتانيوم بمقاومة جيدة للتآكل لمعظم المحاليل القلوية. التيتانيوم مستقر في محاليل هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم بتركيزات أقل من 50٪. إذا كان المحلول القلوي يحتوي على أيونات أو كلوريدات كلوريد، فإن مقاومته للتآكل تتجاوز مقاومة النيكل والزركونيوم. إلا أن التآكل سيزداد في حالة زيادة درجة الحرارة والتركيز. في الوقت الحاضر، تعد صناعة الكلور والقلويات مجالًا كبيرًا لتطبيقات التيتانيوم المدنية المحلية.

التيتانيوم الموجود في غاز الكلور الجاف ليس مقاوماً للتآكل، بينما يوجد خطر الحريق، أما في غاز الكلور الرطب فله ثبات عالي، أكثر من الزركونيوم وهاستيلوي سي وسبائك المونيل، وحتى في الكلور المشبع بحمض الكبريتيك والهيدروكلوريك. كما أن الأحماض والكلوريدات والوسائط الأخرى مستقرة أيضًا، لذا فإن التيتانيوم هو طريقة حمض الكبريتيك لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم لمواد المعدات الرئيسية.

نظرًا لأن مقاومة التآكل للتيتانيوم في الهيدروكربونات جيدة جدًا، حتى في وجود شوائب حمضية وكلوريدية فهي أيضًا جيدة جدًا. لذلك، يستخدم التيتانيوم أيضًا على نطاق واسع في المواد الكيميائية العضوية، مثل PTA (حمض التيريفثاليك الناعم)، PVA (الفينيلون) وما إلى ذلك.

يتمتع التيتانيوم بمقاومة ممتازة للتآكل في مياه البحر، لذلك يستخدم التيتانيوم أيضًا على نطاق واسع في منصات النفط البحرية وتحلية المياه وغيرها من المجالات البحرية.