آلیاژهای تیتانیوم که از تیتانیوم به عنوان فلز پایه به همراه عناصر دیگر تشکیل شدهاند، مزایای متعددی مانند چگالی کم، نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت در برابر خوردگی عالی و خواص پردازش مطلوب را ارائه میدهند. این ویژگیها، آلیاژهای تیتانیوم را به گزینهای ایدهآل برای مصالح ساختاری هوافضا تبدیل میکند. در محیط های تولید در دنیای واقعی، انواع مختلفی از خوردگی می تواند در آلیاژهای تیتانیوم رخ دهد که هر کدام اشکال متمایز و مکانیسم های زیرین خود را دارند. این مقاله یک مرور کلی از اشکال و مکانیسمهای خوردگی مرتبط با آلیاژهای تیتانیوم ارائه میکند و اهمیت و مفاهیم آنها را برجسته میکند.
خوردگی شکاف
خوردگی شکاف در شکاف ها یا عیوب اجزای فلزی زمانی رخ می دهد که یک الکترولیت یک ریزمحیط راکد را تشکیل می دهد و منجر به خوردگی موضعی می شود. در محلول های خنثی و اسیدی، احتمال خوردگی تماسی در شکاف های آلیاژ تیتانیوم به طور قابل توجهی بیشتر از محلول های قلیایی است. با این حال، خوردگی تماسی بر کل سطح شکاف تأثیر نمی گذارد، اما در نهایت منجر به شکست سوراخ موضعی می شود.
خوردگی حفره ای
تیتانیوم در اکثر محلول های نمکی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی حفره ای نشان می دهد. با این حال، خوردگی حفره ای بیشتر در محلول های غیر آبی و محلول های کلرید غلیظ در حال جوش رخ می دهد. در چنین محیطهایی، یونهای هالید به لایه غیرفعال روی سطح تیتانیوم حمله میکنند که منجر به حفرههای موضعی با قطر گودال کوچکتر از عمق آنها میشود. برخی از محیط های آلی نیز می توانند باعث ایجاد خوردگی حفره ای روی آلیاژهای تیتانیوم در محلول های هالید شوند. خوردگی حفره ای در آلیاژهای تیتانیوم معمولاً در شرایط با غلظت بالا و دمای بالا رخ می دهد. علاوه بر این، شرایط و محدودیتهای خاصی برای ایجاد حفره در محیطهای سولفیدی و کلریدی ضروری است.
تردی هیدروژنی
شکنندگی هیدروژن (HE) که به عنوان ترک ناشی از هیدروژن یا آسیب هیدروژن نیز شناخته می شود، یکی از مکانیسم های شکست در مراحل اولیه در آلیاژهای تیتانیوم است. لایه اکسید غیرفعال روی سطح تیتانیوم و آلیاژهای آن دارای استحکام بالایی است و با افزایش استحکام حساسیت به تردی هیدروژنی افزایش مییابد. بنابراین، تردی هیدروژنی فیلم غیرفعال روی آلیاژهای تیتانیوم بسیار حساس است.
خوردگی گالوانیکی
لایه اکسید غیرفعال روی سطح تیتانیوم باعث تغییر مثبت پتانسیل الکترود تیتانیوم می شود و مقاومت اسید و آب آن را افزایش می دهد. با این حال، پتانسیل نسبتا بالای آلیاژهای تیتانیوم می تواند یک مدار الکتروشیمیایی با فلزات دیگر در تماس ایجاد کند که منجر به خوردگی گالوانیکی شود. آلیاژهای تیتانیوم در دو نوع محیط مستعد خوردگی گالوانیکی هستند: نوع اول شامل آب لوله کشی، محلول های نمکی، آب دریا، اتمسفر، اسید نیتریک، اسید استیک و غیره است که پتانسیل الکترود پایدار Cd، Zn و Al بیشتر است. منفی از Ti، که منجر به افزایش قابل توجه ({0}} برابر) در نرخ خوردگی آندی می شود. نوع دوم شامل H2SO4، HCl و غیره است که Ti می تواند در حالت غیرفعال یا فعال باشد. با این حال، خوردگی گالوانیکی که معمولاً در هنگام تماس مشاهده می شود، معمولاً در نوع اول محیط خورنده رخ می دهد. درمانهای آنودایز معمولاً برای تشکیل لایههای اصلاحشده روی سطح بستر استفاده میشوند که از خوردگی گالوانیکی جلوگیری میکند.
درک اشکال مختلف خوردگی و مکانیسم آنها در آلیاژهای تیتانیوم برای طراحی مواد و ساختارهای مقاوم در برابر خوردگی بسیار مهم است. خوردگی شکافی، خوردگی حفره ای، شکنندگی هیدروژنی و خوردگی گالوانیکی اشکال مهم خوردگی هستند که می توانند بر عملکرد و یکپارچگی آلیاژهای تیتانیوم در محیط های مختلف تأثیر بگذارند.
