ลักษณะความต้านทานการกัดกร่อนและการใช้งานของโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม

1. ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม

ไทเทเนียมเป็นโลหะที่มีแนวโน้มการสร้างฟิล์มสูง ในอากาศและสารละลายออกซิไดซ์หรือน้ำที่เป็นกลางสามารถสร้างชั้นฟิล์มป้องกันออกซิไดซ์ที่เสถียรได้อย่างรวดเร็ว แม้ว่าฟิล์มจะเสียหายด้วยเหตุผลบางประการ แต่ยังสามารถฟื้นตัวได้อย่างรวดเร็วและอัตโนมัติอีกด้วย ดังนั้นไทเทเนียมจึงมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในตัวกลางออกซิไดซ์และเป็นกลาง

เนื่องจากไทเทเนียมมีคุณสมบัติในการทู่ที่ดีเยี่ยม ในหลายกรณีที่มีโลหะต่างกันสัมผัสกัน และไม่เร่งการกัดกร่อน แต่อาจเร่งการกัดกร่อนของโลหะที่แตกต่างกันได้ เช่น ในความเข้มข้นต่ำของกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ ถ้าโลหะผสม Pb, Sn, Cu หรือ Monel และไททาเนียมสัมผัสกันเป็นคู่ไฟฟ้า การกัดกร่อนของวัสดุเหล่านี้จะเร่งขึ้น ในขณะที่ไททาเนียมจะไม่ได้รับผลกระทบ และในกรดไฮโดรคลอริก ไทเทเนียม และเหล็กอ่อนสัมผัส เนื่องจากพื้นผิวไทเทเนียมผลิตไฮโดรเจนแรกเกิด ทำลายฟิล์มไทเทเนียมออกไซด์ ไม่เพียงเกิดจากการแตกตัวของไฮโดรเจนไทเทเนียม แต่ยังเร่งการกัดกร่อนของไทเทเนียม ซึ่งอาจเนื่องมาจากไทเทเนียมของ ไฮโดรเจนมีฤทธิ์ในระดับสูงที่เกิดจาก
ปริมาณเหล็กในไททาเนียมมีผลกระทบต่อความต้านทานการกัดกร่อนของตัวกลางบางชนิด สาเหตุของการเพิ่มขึ้นของเหล็กนอกเหนือจากวัตถุดิบ มักจะเชื่อมการเจาะเหล็กสีเข้าไปในช่องเชื่อม เพื่อให้ช่องเชื่อมในปริมาณเหล็กที่มีการแปลเพิ่มขึ้น เมื่อการกัดกร่อนมีลักษณะไม่สม่ำเสมอ การใช้ชิ้นส่วนเหล็กเพื่อรองรับอุปกรณ์ไทเทเนียม การย้อมสีเหล็กบนพื้นผิวสัมผัสของเหล็กไทเทเนียมนั้นแทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ในการเร่งการกัดกร่อนบริเวณคราบเหล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีไฮโดรเจน เมื่อความเสียหายทางกลเกิดขึ้นกับฟิล์มไทเทเนียมออกไซด์บนพื้นผิวที่เปื้อน ไฮโดรเจนจะแทรกซึมเข้าไปในโลหะ และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดัน และเงื่อนไขอื่น ๆ การแพร่กระจายของไฮโดรเจนจะเกิดขึ้นตามมา ซึ่งทำให้ไทเทเนียมผลิตระดับการแตกตัวของไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน ดังนั้นควรใช้ไทเทเนียมที่อุณหภูมิและความดันปานกลาง และในระบบที่ประกอบด้วยไฮโดรเจน เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของเหล็กบนพื้นผิว

โดยทั่วไปไทเทเนียมจะไม่เกิดการกัดกร่อนของรูพรุน ไทเทเนียมยังมีความเสถียรต่อความล้าจากการกัดกร่อน

ความต้านทานการกัดกร่อนของรอยแยกไทเทเนียมจะดีกว่า โดยเฉพาะโลหะผสม Ti-0.3Mo-0.8Ni และ Ti-0.2Pd ดังนั้น Ti-0.3Mo-0.8Ni และโลหะผสม Ti-0.2Pd ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุพื้นผิวการปิดผนึกของอุปกรณ์คอนเทนเนอร์เพื่อแก้ปัญหาการกัดกร่อนของรอยแยกของพื้นผิวการปิดผนึกของอุปกรณ์

2. การใช้ไทเทเนียม

เนื่องจากไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ไทเทเนียมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปิโตรเลียม เคมี การผลิตเกลือ ยา โลหะวิทยา อิเล็กทรอนิกส์ การบิน การบินและอวกาศ ทางทะเล และสาขาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมสำหรับสารละลายเกลือส่วนใหญ่ เช่น ไทเทเนียมในสารละลายคลอไรด์ มากกว่าความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กโครเมียม-นิกเกิลสูง และไม่มีปรากฏการณ์การกัดกร่อนของรูพรุน อย่างไรก็ตาม อัตราการกัดกร่อนจะสูงกว่าในอะลูมิเนียมไตรคลอไรด์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการไฮโดรไลซิสของอะลูมิเนียมไตรคลอไรด์เพื่อผลิตกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น ไทเทเนียมยังมีเสถียรภาพที่ดีต่อโซเดียมคลอไรต์ร้อนและไฮโปคลอไรต์ที่มีความเข้มข้นต่างๆ ดังนั้นไทเทเนียมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตเกลือแบบสุญญากาศและการฟอกสี

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีต่อสารละลายอัลคาไลส่วนใหญ่ ไทเทเนียมมีความเสถียรในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า 50% หากสารละลายอัลคาไลมีคลอไรด์ไอออนหรือคลอไรด์ ความต้านทานการกัดกร่อนจะเกินกว่านิกเกิลและเซอร์โคเนียมด้วยซ้ำ อย่างไรก็ตามการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นในกรณีที่อุณหภูมิและความเข้มข้นเพิ่มขึ้น ปัจจุบันอุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไลเป็นสาขาใหญ่ของการประยุกต์ใช้ไทเทเนียมพลเรือนในประเทศ

ไทเทเนียมในก๊าซคลอรีนแห้งไม่ทนต่อการกัดกร่อนในขณะที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้ แต่ในก๊าซคลอรีนเปียกมีความเสถียรสูงมากกว่าเซอร์โคเนียม แฮสเตลลอยซี และโลหะผสมโมเนล และแม้แต่ในกรดคลอรีนซัลฟิวริกอิ่มตัว ไฮโดรคลอริก กรดและคลอไรด์และสื่ออื่น ๆ ยังมีความเสถียร ดังนั้นไทเทเนียมจึงเป็นวิธีกรดซัลฟิวริกในการผลิตวัสดุอุปกรณ์สำคัญไทเทเนียมไดออกไซด์

เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียมในไฮโดรคาร์บอนได้ดีมากแม้ในที่ที่มีกรดและคลอไรด์เจือปนก็ยังดีมากอีกด้วย ดังนั้นไทเทเนียมจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในสารเคมีอินทรีย์ เช่น PTA (กรดเทเรฟทาลิกละเอียด), PVA (ไวนิล) เป็นต้น

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนในน้ำทะเลได้ดีเยี่ยม ไทเทเนียมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล และแหล่งทางทะเลอื่นๆ