Титан-- – ведет себя по-разному в зависимости от среды - Блог

1. Титануязвим к восстанавливающим кислотам, но устойчив к окислительным средам.
Краткое изложение ясно показывает: среды, которые поддерживают стабильность оксидной пленки титана,-поддерживая тем самым коррозионную стойкость металла-, как правило, являются окислительными, нейтральными или слабовосстанавливающими. Морская вода, растворы хлоридов, окисляющие неорганические кислоты, а также соляная или серная кислоты в концентрациях ниже 3% и 4% соответственно находятся в «зоне комфорта» титана.
Напротив, в растворах восстанавливающих кислот пассивность оксидной пленки нарушается, что приводит к более высоким скоростям коррозии, которые усиливаются с ростом температуры и концентрации. Проще говоря, чтобы оксидная пленка оставалась неповрежденной, ей необходим «кислород»; в восстановительной среде уровень кислорода недостаточен, и пленка разрушается. Однако два «обходных пути» могут смягчить эту ситуацию: во-первых, добавление солей тяжелых металлов (таких как ионы железа, никеля, меди или молибдена) к восстановительной кислоте может обеспечить значительное ингибирование коррозии; во-вторых, переключаемые материалы-титан-палладиевые сплавы (Ti-0,2Pd, класс 7) и титановые-никель-молибденовые сплавы (Ti-0,3Mo-0,8Ni, класс 12) обеспечивают заметно более высокую коррозионную стойкость в восстановительных кислотах.

II. Газообразный хлор и хлориды: влажный хлор – друг; Сухой хлор – убийца
Среди всех металлических материалов титан демонстрирует превосходную коррозионную стойкость во влажном газообразном хлоре и растворах хлоридов, что приводит к его широкому использованию на отбеливающих установках, установках электролитического хлорирования и очистных сооружениях. Однако взаимосвязь между титаном и хлором представляет собой то, что можно назвать самым драматичным «сухим-влажным парадоксом» в материаловедении. Титан реагирует с газообразным хлором с образованием тетрахлорида титана (TiCl₄) в ходе сильно экзотермической реакции. Если газообразный хлор достаточно сухой, выделяющееся тепло может вызвать горение титана, продолжающееся до тех пор, пока не израсходуется сухой хлор или титан. Критические данные показывают, что минимальное содержание воды, необходимое для поддержания пассивного состояния, составляет примерно 0,3–0,4% при комнатной температуре и увеличивается примерно до 1,5% при температуре около 200 градусов. В инструкциях по безопасности, изданных Всемирным советом по хлору (WCC), прямо говорится: «Титан никогда не должен вступать в контакт с газообразным хлором, содержащим менее 0,4% воды по массе-он будет гореть!» Это входит в десятку основных правил безопасности для хлор-щелочной промышленности. И наоборот, если присутствует влага, TiCl₄ гидролизуется с образованием белого гидроксида титана-стабильного твердого соединения-, тем самым эффективно разрывая цепь сгорания, в отличие от TiCl₄, который является очень летучей жидкостью (температура кипения: 136 градусов).
Что касается растворов хлоридов, титан демонстрирует коррозионную стойкость в большинстве сред, за исключением высоко-температурных растворов с высокой-концентрацией ZnCl₂, AlCl₃ и CaCl₂. Однако необходимо уделять пристальное внимание щелевой коррозии, особенно когда титан контактирует с органическими материалами, такими как политетрафторэтилен (ПТФЭ); Внутри щели истощение кислорода, накопление хлорид-ионов и падение pH могут легко привести к локальному разрушению оксидной пленки. Титан также демонстрирует отличную коррозионную стойкость в растворах, содержащих хлораты, хлориты, гипохлориты и перхлораты. В хлор-щелочной промышленности аноды с покрытием из титана-рутения-иридия (аноды DSA) полностью заменили графитовые аноды. По отраслевым данным, перенапряжение выделения хлора у титановых анодов примерно на 140 мВ ниже, чем у графитовых анодов, что приводит к экономии энергии на 10–20%; при этом срок их службы от 3–8 месяцев до 5–8 лет-более чем в десять раз превышает срок службы графита. На заводе по производству хлора-щелочи производительностью 10 000 тонн-тонн-используется около 8 тонн титана, образуя комплексную коррозионно-стойкую систему, включающую титановые аноды, титановые корзины и титановые охладители.

III. Бром, йод и фтор: «братья» хлора-Фтор — единственная ахиллесова пята
Титан проявляет коррозионную стойкость к брому и йоду, аналогичную устойчивости к хлору; пассивное состояние может поддерживаться при наличии определенного уровня влажности. Однако титан не обладает коррозионной стойкостью в присутствии фтора, плавиковой кислоты или растворов кислых фторидов-даже при очень низких концентрациях-, и для этих условий практически не существует ингибиторов коррозии.

IV. Речная и морская вода. Титан – самый-устойчивый к коррозии металл среди всех природных вод.
В учебниках содержится утверждение, которое ни в коей мере не является преувеличением: «Титан — самый устойчивый к коррозии-металлический материал во всех природных водах». В морской воде скорость коррозии технически чистого титана составляет менее 0,001 мм/год. Титановые трубки конденсатора, использовавшиеся в загрязненной морской воде более двух десятилетий, показали лишь незначительное изменение цвета без признаков коррозии.
Титан демонстрирует превосходную стойкость к щелевой коррозии, точечной и ударной коррозии в морской воде, а также низкую восприимчивость к коррозии под напряжением и коррозионной усталости; это также идеальный материал для защиты от кавитационной коррозии. Одной из практических проблем является морское биообрастание,-поскольку титан не подвергается коррозии и не является токсичным, моллюски и водоросли имеют тенденцию колонизировать его поверхность, хотя это не ставит под угрозу структурную целостность.

Polished Titanium Alloy Small Block Gr2 Gr5 best Grade 5 UNS R56400 Titanium Alloy Bars best