ほとんどの条件下でのチタンの腐食は本質的に局所的なものであり、ある時点での腐食の程度は別の時点での腐食の程度とは大きく異なります。 隙間腐食、細孔腐食、応力腐食割れなどが局所腐食です。 隙間腐食はエッジや折り曲げエッジとスタックとの隙間付近で発生しますが、隙間が小さすぎても大きすぎても発生しません。 細孔腐食は、開いた穴における腐食の一種であり、CI-、Br-、I- およびその他のイオンが存在すると、この種の腐食が発生しやすくなります。 応力腐食割れは、ワークピースまたは試験片が引張応力と腐食環境の複合影響下にあるときに発生する一種の腐食です。
摩耗
腐食性流動媒体内の試験片またはワークピースは、流体の機械的作用により腐食を形成し、流体が腐食生成物の一部またはすべてを除去し、新しい表面が露出し、腐食が加速される可能性があるため、腐食が加速されます。
異種金属接触腐食は、ガルバニックカップリング腐食としても知られ、腐食環境に 2 つの異なる電位の金属または構造コンポーネントが配置され、電気的短絡の場合、低電位の金属が腐食を引き起こします。
H2吸収またはH2脆化
通常の状態では、チタンおよびチタン合金には常に H2 が含まれており、材料から H2 が抽出されると、抽出量が固溶限界を超えると、脆い水素化物が形成され、水素脆化が発生します。
ほとんどの条件下では、チタンおよびチタン合金の腐食は本質的に局所的なものであり、同時に、ある箇所の腐食の程度は別の箇所の腐食の程度とは大きく異なります。 したがって、腐食の定量的評価は、少数の試験片の結果ではなく、大量の統計資料に基づいてのみ行うことができます。 腐食の評価は、もう 1 つの深刻な問題です。標準としては、めったに使用されない質量損失を基準として、主に強度の損失、表面の外観の変化、または穴あきに基づいて腐食の程度を決定します。 一般に、チタンおよびチタン合金の腐食プロセスは遅いです。 ただし、使用条件への適応が完全に欠如している場合は除きます。 使用中のチタンの性能を正しく評価するには、通常、数十日、場合によっては数年にわたるテストを実行する必要があります。 チタンおよびチタン合金は多くの場合、最初は急速に腐食しますが、その後速度が低下し、最後には弱い腐食のみが発生することがよくあります。 ただし、場合によっては、チタン合金は時間が経つと変態し、組織や特性が劇的に変化します。 したがって、短期間の使用テストは完全に信頼できるものではありません。 迅速使用テストには多くの方法がありますが、一般に、テストが速くなるほど、結果の信頼性は低くなります。
チタンは熱力学的に非常に不安定な金属の一つに属しており、その標準電極電位は {{0}}.63 V です。表面は常に薄く緻密な TiO2 膜で覆われているため、チタンの電位は安定します。チタン合金は正の値に偏っています。たとえば、25 度の海水中のチタンの安定化電位は約 0.09 V です。電極電位は主に熱力学データから計算され、データ ソースが異なるため異なる場合があります。これは正常です。 。
チタンおよびチタン合金の表面には常に大気中に存在する自然酸化膜の薄い層があり、その優れた耐食性はその表面に常に安定した強力な付着力と酸化膜の良好な保護層があることに由来しています。表面。 この保護膜の耐食性は、Ｐ／Ｂの比で表すことができる。Ｐ／Ｂ値が１より大きいと保護性があり、そうでなければ耐食性が低いが、２．５以下、例えばこの値より大きいと、耐食性が低下する。圧縮応力内の酸化皮膜が増加すると、酸化皮膜破壊を引き起こしやすくなり、耐食性が低下します。最適値は1～2.5です。
チタンは大気中や水溶液中ではすぐに酸化膜を形成し、室温大気中では膜厚1.2nm～1.6nmが形成され、時間と成長の延長により、70日後に5nmに増加し、545日で酸化膜を形成することができます。 8nm～9nmまで厚くすることができます。 加熱、酸化剤、陽極酸化などの酸化条件を人為的に強めることで酸化を促進し、皮膜の厚みを増し、耐食性を向上させることができます。
チタンおよびチタン合金の表面の酸化皮膜は一般に単一の構造ではなく、その組成や構造は生成条件に関係します。 通常、酸化膜とその界面の大部分は TiO2 であり、酸化膜と金属界面は TiO2- ベースであり、中間の異なる価数の遷移層、または非化学的等価酸化物。チタンおよびチタン合金の表面が複雑な多層構造の酸化皮膜を形成していることを示します。 その形成過程については、Ti と O2 の直接反応として単純に理解することはできません。 一部の研究者や学者はさまざまな形成メカニズムを提案していますが、ロシアの学者は、第一世代の水素化物、次に水素化物で純粋な酸化物膜が形成されると考えています。
