Korrosioonikindlus-2. klassi 1. klassi titaan

Kas 2. klassi titaani korrosioonikindlus on 1. klassist parem?

Jah, korrosioonikindlus2. klassi titaan (UNS R50400)on üldiselt parem kui1. klassi titaan (UNS R50250)enamikus teeninduskeskkondades, kuigi erinevus on nüansirikas ja tuleneb nende keemilisest koostisest ja mikrostruktuurilistest omadustest. Allpool on üksikasjalik tehniline analüüs:

1. Keemilise koostise sihtasutus

Nii klass 1 kui ka klass 2 on legeerimata titaan (kaubanduslikult puhas titaan, CP Ti), mille peamine erinevus seisnebhapnikusisaldus-kriitiline tegur, mis mõjutab nii mehaanilist tugevust kui ka korrosioonikindlust:

Hinne	Hapnikusisaldus (maksimaalne)	Rauasisaldus (maksimaalne)	Muud lisandid
1. klass	0.18%	0.20%	Vähem kui 0,30% või sellega võrdne (kokku)
2. klass	0.25%	0.30%	Vähem kui 0,40% või sellega võrdne (kokku)

2. klass sisaldab veidi rohkem hapnikku ja rauda, mis suurendab sellepassiivne kile stabiilsus-tihe, kleepuv TiO₂ kiht, mis moodustub spontaanselt titaanpindadele ja toimib korrosioonitõkkena.

2. Korrosioonikindluse tulemuslikkuse võrdlus

2. klassi paremus on kõige ilmsem järgmistel juhtudel:

a. Üldine korrosioonikindlus

Mõlemal klassil on suurepärane vastupidavus neutraalsetele/nõrgalt happelistele/aluselistele lahustele (nt magevesi, merevesi, orgaanilised happed nagu äädikhape). 2. klassi paksem ja stabiilsem passiivkile pakub aga paremat pikaajalist-kaitset ühtlase korrosiooni eest, eriti keskkondades, kus on mõõdukaid oksüdeerivaid aineid (nt lahjendatud kloriidid, madala kontsentratsiooniga väävelhape{7}}).

Korrosioonikiiruse andmed (ASTM G31, merevee sukelduskatse):

Hinne 1: ~0,002 mm/aastas

2. klass: ~0,001 mm/aastas

2. klassi madalam korrosioonimäär näitab suurepärast-pikaajalist vastupidavust.

b. Punktide ja pragude korrosioonikindlus

Punktkorrosioonile (tavaline kloriidi-rikastes keskkondades, nagu merevesi või soolvesi) peavad vastu mõlemad klassid, kuid 2. klassi kõrgem hapnikusisaldus parandab passiivse kile vastupidavust kohalikule lagunemisele. Sellesüvendite potentsiaal (Eₚ)on ~ 200 mV kõrgem kui 1. aste (mõõdetuna ASTM G5 potentsiodünaamiliste polarisatsioonitestidega), mis tähendab, et see nõuab oksüdeerivamat keskkonda, et alustada täppide moodustumist.

Pragude korrosiooni (oht tihedate vahede või poltliidete korral) on samamoodi paremini kontrollitud 2. klassis, kuna selle passiivne kile on vähem altid lagunemisele seisvate elektrolüütidega pragude keskkondades.

c. Vastupidavus pingekorrosioonile (SCC).

Mõlemad klassid on enamikus keskkondades, sealhulgas kloriidi, vesiniksulfiidi ja söövitavate lahuste suhtes, väga vastupidavad SCC-le. Kuid 2. klassi pisut suurem tugevus (voolavus: 275 MPa vs. 1. klassi oma 170 MPa) tagab mehaanilise pinge korral veidi parema vastupidavuse SCC-le, kuna materjal on vähem vastuvõtlik plastilisele deformatsioonile, mis võib passiivset kilet kahjustada.

d. Piirangud (kui erinevus on tühine)

Tugevalt redutseerivates keskkondades (nt kontsentreeritud vesinikkloriidhape, vesinikfluoriidhape) või tugevalt oksüdeerivates keskkondades (nt kontsentreeritud lämmastikhape > 60%) korrodeeruvad mõlemad klassid ja hapnikusisalduse erinevusel on väike mõju -vajalikud on titaanisulamid (nt 5. klassi Ti-6Al-4V) või erimaterjalid (nt tantaal).

Üli-puhas keskkonnas (nt deioniseeritud vesi, kõrge-puhtusastmega kemikaalid) on 1. ja 2. klassi korrosioonikindlus peaaegu identne, kuna saasteainete puudumine minimeerib passiivse kile lagunemise.

info-450-446 info-449-446

info-449-446 info-447-442

3. Praktilised tagajärjed rakendustele

2. klassi suurepärane korrosioonikindlus koos suurema tugevusega muudab selle eelistatud valikuks:

Merekomponendid (kere kinnitusdetailid, soojusvahetid, mereveetorustikud)

Keemilise töötlemise seadmed (reaktorid, ventiilid, liitmikud, mis käitlevad söövitavaid vedelikke)

Meditsiiniseadmed (implantaadid, kirurgiainstrumendid,{0}}kus biosobivus ja korrosioonikindlus on kriitilise tähtsusega)

Lennunduskomponendid (hüdraulikasüsteemid, kütusetorud)

1. klassi, kuigi veidi vähem korrosioonikindel{1}}, kasutatakse sageli:

Üliõhukesed lehed või fooliumid (suurema elastsuse tõttu)

Madala -stressiga rakendused kergetes keskkondades (nt toiduainete töötlemise seadmed, mageveetorustikud)

Rakendused, mis nõuavad maksimaalset vormitavust (nt sügavtõmbamine, keerulised valmistamised)

4. Standardite viide

ASTM B265 (titaani ja titaanisulami lehtede, ribade ja plaatide standardspetsifikatsioon): märgib selgesõnaliselt, et klass 2 pakub "kõrgemat korrosioonikindlust võrreldes 1. klassiga mõõdukalt agressiivses keskkonnas".

ISO 5832-2 (titaan ja titaanisulamid-töödeldud tooted): klassifitseerib 2. klassi "üldotstarbeliseks klassiks, millel on 1. klassiga võrreldes parem korrosioonikindlus ja tugevus."

Järeldus

Kokkuvõttes annab 2. klassi titaankõrgem korrosioonikindlus1. klassile enamikus praktilistes teeninduskeskkondades, eriti sellistes, mis hõlmavad kloriide, mõõdukaid oksüdeerivaid aineid või pikaajalist{1}}kokkupuudet söövitavate vedelikega. Erinevus tuleneb 2. klassi kõrgemast hapnikusisaldusest, mis tugevdab selle passiivset kilet ja parandab vastupidavust ühtlasele korrosioonile, punktkorrosioonile ja pragude korrosioonile. Kuigi ülipuhastes või väga ekstreemsetes keskkondades on vahe minimaalne, on 2. klass usaldusväärsem valik rakenduste jaoks, kus korrosioonikindlus on esmane nõue.