Korrosion von Strukturteilen aus Titanlegierungen

1. Korrosionsverhalten
Titan weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, da auf seiner Oberfläche ein schützender Oxidfilm fest haftet. Sobald der Film beschädigt ist, kann er in Gegenwart von Sauerstoff sofort und automatisch repariert werden. Im tatsächlichen Gebrauch kann es jedoch zu Korrosion kommen, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern (z. B. Temperaturanstieg, Konzentrationserhöhung eines bestimmten Mediums, Kontakt mit anderen korrosiven Metallen usw.). Unter der Beschichtung kann es aufgrund von Rissen oder Versagen der Beschichtung zu Lochfraß kommen. Bei Titanlegierungen mit einem Passivierungsfilm auf der Oberfläche wird die Wirkung des Passivierungsfilms auf der Oberfläche der Titanlegierung aufgrund unzureichender Sauerstoffversorgung in statischem Meerwasser oder Meerwasser mit geringem Durchfluss verringert und es kann auch Lochfraßkorrosion auftreten. Titan-Verbindungselemente sind außerdem korrosionsbeständig durch reine nicht oxidierende Säuren (wie Salzsäure, verdünnte Schwefelsäure usw.), Flusssäure, verdünnte Hochtemperatur-Phosphorsäure und konzentrierte Phosphorsäure bei Raumtemperatur.
Verbindungselemente aus Titanlegierungen sind wie andere leicht passivierbare Metalle anfällig für Spaltkorrosion und Wasserstoffversprödung, Spaltkorrosion tritt jedoch normalerweise in Hochtemperaturlösungen auf, die Halogenionen enthalten. Verbindungselemente aus Titanlegierungen unterliegen in Kombination mit inerteren Metallen galvanischer Korrosion. Die größere Auswirkung ist die spröde interkristalline Bruchkorrosion, die durch Wasserstoffabsorption aus Opferanoden oder kathodischem Schutz verursacht wird.
2. Mehrere mögliche Korrosionssituationen
⑴Stress Consumption Breaking (SCC)
Spannungsrisskorrosion ist eine der größten Sorgen für Verbindungstechniker. Verschiedene Titanlegierungsmaterialien reagieren unterschiedlich empfindlich auf Spannungskorrosion. Beispielsweise ist Ti-5111 im Meerwasserklima bei Raumtemperatur praktisch unbeeinflusst von SCC, doch die Bruchfestigkeit von Ti-6Al-4V nimmt in Meerwasser ab, insbesondere wenn dies der Fall ist Material wird verwendet Wenn Titanbefestigungen Meerwasser ausgesetzt sind und einer kontinuierlichen Zugkraft ausgesetzt sind, kommt es zu Spannungsrisskorrosion.
⑵Wasserstoffversprödungsbruch
Durch Meerwasserkorrosion oder kathodische Schutzsysteme im Meer erzeugter Wasserstoff kann aufgrund der Wasserstoffversprödung zum Bruch von Befestigungselementen führen. Obwohl Titanlegierungen für normale Meeresbedingungen geeignet sind, entsteht an der Oberfläche Wasserstoff, wenn sie mit aktiven Metallen kombiniert wird. Wenn die Temperatur unter 80 Grad liegt, diffundiert Wasserstoff nicht in das Titanmetall. Bei Temperaturen über 80 Grad kann es zur Wasserstoffversprödung kommen. .
⑶ Galvanische Korrosion
Titanlegierungen können sicher mit korrosionsbeständigen Metallen wie inertem Edelstahl und graphitverstärkten Verbundwerkstoffen verbunden werden. Bei der Verwendung in Aluminiumbauteilen kommt es jedoch häufig durch lokale Korrosion rund um die Titanbefestigungen zu Brüchen. Galvanische Korrosion kann durch die Auswahl geeigneter Materialien vermieden werden. Beispielsweise sind verschleißfeste Gewindebeschichtungen im Allgemeinen nicht leitend. Durch die Reduzierung der Fläche von Befestigungselementen aus Titan wird der galvanische Strom effektiv reduziert, wodurch die galvanische Korrosion von Befestigungselementen aus Titanlegierung tatsächlich begrenzt wird.
⑷Spaltkorrosion
Spaltkorrosion von Verbindungselementen aus Titanlegierungen (Standardteile aus Titan) wird häufig aus geometrischen Gründen, Materialgründen und Umweltgründen verursacht. Aufgrund der geometrischen Form von Befestigungselementen aus Titanlegierung entsteht auf natürliche Weise ein gewisser Spalt zwischen den Befestigungselementen, Schrauben und Muttern. Faktoren wie der Materialzustand von Verbindungselementen aus Titanlegierungen, die Art und der Gehalt an Legierungselementen sowie die Oberflächenbeschaffenheit wirken sich alle auf das Verhalten und den Prozess der Spaltkorrosion in Titanlegierungsmaterialien aus. Spaltkorrosion von Titanlegierungen kann bei bestimmten Umweltfaktoren wie bestimmten Medien und Temperaturen auftreten und tritt am wahrscheinlichsten in Lösungen auf, die Chloridionen enthalten. In einer Umgebung mit einer Temperatur unter 85 Grad wurde im Laborstadium keine Spaltkorrosion von Titanlegierungen festgestellt, aber der synchrone Potenzialüberwachungstest im Spalt zeigte, dass mit zunehmender Temperatur das Potenzial im Spalt auch bei Spaltkorrosion negativ wird tritt ein. Es zeigt, dass die treibende Kraft der Spaltkorrosion zunimmt.