Corrosion du titane et des alliages de titane

Une corrosion uniforme se produit à la surface des échantillons ou des pièces en titane, formant une couche de produits de corrosion d'épaisseur uniforme qui adhère étroitement à la surface du titane et ne se dilate généralement pas vers l'intérieur avec le temps, à quelques exceptions près. Dans de nombreux milieux corrosifs, les performances de corrosion du titane sont aussi bonnes, voire meilleures, que celles d'autres métaux dotés de revêtements protecteurs, tels que l'aluminium. La corrosion du titane est généralement de nature électrolytique, il existe donc une certaine relation entre la corrosion et le potentiel d'électrode et le courant électrodynamique. La polarisation anodique et cathodique a également une forte influence sur les mécanismes et les vitesses de corrosion. Le potentiel électrique du titane dépend en grande partie des propriétés isolantes du film d'oxyde. Par conséquent, les caractéristiques du film d’oxyde de titane en surface jouent un rôle décisif dans sa résistance à la corrosion. Tous les facteurs susceptibles d’améliorer la densité, l’épaisseur et les propriétés isolantes du film d’oxyde contribueront à améliorer la résistance à la corrosion. Au contraire, tout facteur réduisant la capacité de protection efficace du film d’oxyde, qu’il soit mécanique ou chimique, entraînera une baisse spectaculaire de la résistance à la corrosion du titane.

Dans la plupart des cas, la corrosion du titane est de nature localisée, l’étendue de la corrosion en un point étant significativement différente de l’étendue de la corrosion en un autre point. La corrosion caverneuse, la corrosion par cavité, la fissuration par corrosion sous contrainte, etc. sont toutes des corrosions localisées. La corrosion caverneuse se produit généralement entre les brides ou les plis et entre les espaces proches de l'accumulation. Cela ne se produira pas si l’écart est trop petit ou trop grand. La corrosion par cavitation est un type de corrosion qui se produit dans les ouvertures. Ce type de corrosion peut facilement se produire en présence de plasma CI-, Br-, I. La fissuration par corrosion sous contrainte est un type de corrosion qui se produit dans les pièces ou les échantillons sous l'action combinée d'une contrainte de traction et d'un environnement corrosif.

La forme de corrosion des échantillons ou des pièces dans des fluides corrosifs est accélérée par l'action mécanique du fluide, car le fluide peut éliminer tout ou partie des produits de corrosion, exposer de nouvelles surfaces et accélérer la corrosion.

La corrosion par contact avec des métaux différents est également appelée corrosion galvanique. Dans un environnement corrosif, placement de deux composants métalliques ou structurels avec des potentiels électriques différents. Si un court-circuit électrique se produit, le métal ayant le potentiel le plus faible se corrodera.

Sucer H2 ou H2 Crisp

Dans des circonstances normales, le titane et les alliages de titane contiennent toujours du H2. Si le H2 est extrait d'un matériau, des hydrures cassants se formeront lorsque la quantité extraite dépassera la limite de la solution solide, conduisant à une fragilisation par l'hydrogène.

Dans la plupart des cas, la corrosion du titane et des alliages de titane est localisée et le degré de corrosion en un point est très différent du degré de corrosion en un autre point. Par conséquent, l’évaluation quantitative de la corrosion ne peut être basée que sur une grande quantité de données statistiques plutôt que sur les résultats de quelques échantillons. Un autre problème sérieux dans l’évaluation de la corrosion est de savoir quoi utiliser comme norme. La perte de masse est rarement utilisée et le degré de corrosion est principalement jugé en fonction de la perte de résistance, des modifications de l'apparence de la surface ou des perforations. D’une manière générale, le titane et ses alliages se corrodent lentement. A moins que vous ne soyez totalement inapte aux conditions. Pour évaluer correctement les performances du titane, les tests sont souvent effectués sur des dizaines de jours, voire des années. Dans de nombreux cas, le titane et les alliages de titane se corrodent d'abord rapidement, puis ralentissent et finalement, une légère corrosion se produit souvent. Mais dans certains cas, les alliages de titane subiront une transformation après un certain temps, et leur structure et leurs propriétés changeront radicalement. Les tests d’utilisation à court terme ne sont donc pas entièrement fiables. Il existe de nombreuses méthodes de test rapide, mais de manière générale, plus le test est rapide, moins les résultats sont fiables.

Le titane fait partie des métaux thermodynamiquement extrêmement instables. Son potentiel d'électrode standard est de {{0}},63 V. La surface est toujours recouverte d'un film de TiO2 fin et dense. Par conséquent, le potentiel de stabilité du titane et de ses alliages tend à être positif. Par exemple, le potentiel stable du titane dans l’eau de mer à 25 degrés est d’environ 0,09 V. Le potentiel de l'électrode est principalement calculé sur la base de données thermodynamiques. En raison des différentes sources de données, différentes données peuvent apparaître, ce qui est normal.

Il y a toujours un mince film d'oxyde à la surface du titane et des alliages de titane, qui est naturellement généré dans l'air. Son excellente résistance à la corrosion provient de l’adhérence stable et forte et du bon film d’oxyde protecteur qui existe toujours sur sa surface. La résistance à la corrosion du film protecteur est exprimée par le rapport P/B. Ce n'est que lorsque la valeur P/B est supérieure à 1 qu'elle a un effet protecteur. Dans le cas contraire, la résistance à la corrosion sera faible, mais elle ne pourra pas être supérieure à 2,5. Si elle est supérieure à cette valeur, la contrainte de compression dans le film d'oxyde augmente, ce qui peut facilement provoquer la rupture du film d'oxyde et réduire la résistance à la corrosion. La valeur optimale est de 1 à 2,5.

Le titane formera immédiatement un film d'oxyde dans l'atmosphère ou dans une solution aqueuse. L'épaisseur du film formé dans l'atmosphère à température ambiante est de 1,2 nm à 1,6 nm et augmente avec le temps. Il augmentera jusqu'à 5 nm après 70 jours et pourra s'épaissir jusqu'à 8 nm ~ 9 nm après 545 jours. . Le renforcement artificiel des conditions d'oxydation, telles que le chauffage, l'ajout d'oxydants ou l'anodisation, peut accélérer l'oxydation, augmenter l'épaisseur du film et améliorer la résistance à la corrosion.

Le film d'oxyde à la surface du titane et des alliages de titane n'est généralement pas une structure unique, et sa composition et sa structure sont liées aux conditions de formation. Habituellement, l'interface entre le film d'oxyde et l'environnement est principalement du TiO2, tandis que l'interface entre le film d'oxyde et le métal peut être principalement du TiO2, avec des couches de transition de différents états de valence ou même des oxydes non stœchiométriques au milieu. Cela signifie que le film d'oxyde superficiel du titane et des alliages de titane présente une structure multicouche complexe. Quant à leur processus de formation, il ne peut pas être simplement compris comme une réaction directe entre Ti et O2. Plusieurs chercheurs ont proposé plusieurs mécanismes de formation. Les chercheurs russes pensent que l'hydrure est généré en premier, puis qu'un film d'oxyde pur se forme sur l'hydrure.