טיטניום אינו מחליד כמו ברזל, אך הוא יכול לחוות קורוזיה מקומית בתנאים קיצוניים.
להלן ניתוח שיטתי המבוסס על מדע חומרים ופרקטיקה הנדסית.
I. מסקנה עיקרית: מנגנון ה"ללא חלודה-של טיטניום
הגנה מפני סרטי פסיבציה: טיטניום יוצר במהירות סרט טיטניום אוקסיד (TiO₂) צפוף בעובי 1-10 ננומטר בלבד באוויר או במים. הסרט הזה הוא -ריפוי עצמי; גם אם הוא נשרט מכנית, הוא יכול להתחדש במהירות בסביבה מחמצת, ולמנוע קורוזיה נוספת.
אינרטיות כימית: טיטניום מפגין אינרטיות כימית חזקה ביותר לרוב תמיסות החומצה, האלקליות והמלח (כולל מי ים, כלורידים, מיץ לימון וחומץ), ואינו משחרר יוני מתכת. לכן, הוא נמצא בשימוש נרחב בשתלים רפואיים וחומרים למגע עם מזון.
הבהרת מינוח: "החלדה" מתייחסת ספציפית לקורוזיה של תחמוצות ברזל הלחות (Fe₂O₃·nH₂O). טיטניום אינו מייצר מוצרים כאלה. בשפה היומיומית, "טיטניום לא מחליד" הוא למעשה ביטוי שגור של "טיטניום לא מחליד".
II. השוואה של נתוני עמידות בפני קורוזיה (סביבה טיפוסית)
| תנאים סביבתיים | שיעור קורוזיה (מ"מ/א) | חוֹמֶר | הערות |
|---|---|---|---|
| 3.5% NaCl מי ים | פחות או שווה ל-0.001 | דרגה 2, טיטניום טהור | אין כמעט קורוזיה אחידה, והסיכון לקורוזיה בבור נמוך ביותר. |
| 5% HCl (35 מעלות) | 1.27 | דרגה 2, טיטניום טהור | למרות שהנתונים נראים גבוהים, עדיין קיימים סיכונים הנדסיים עקב עובי הדופן הדק במיוחד של הציוד (<0.5mm). |
| 3.5% NaCl + 110 מעלות | >0.1 | דרגה 2, טיטניום טהור | קורוזיה משמעותית של חריצים הובילה לכשל בציוד תוך 8 חודשים. |
| 3.5% NaCl | פחות או שווה ל-0.003 | Gr7 (סגסוגת Ti-Mo) | מוליבדן משפר את היציבות של סרט הפסיבציה ומגביר את עמידות הקורוזיה שלו פי עשרה. |
| נוזלי גוף אנושיים (סימולציה) | <0.01 | דרגה 2, טיטניום טהור | אין קורוזיה או שחרור יונים לאחר 20 שנות השתלה |
III. מנגנוני כשל קורוזיה בסביבות קיצוניות
למרות העמידות המצוינת בפני קורוזיה של טיטניום, קורוזיה מקומית עדיין יכולה להתרחש בתנאים הבאים:
**Crevice Corrosion:** In high-temperature (>80 מעלות) וסביבות כלוריד בריכוז- גבוה (למשל, אמוניום כלוריד), נוזלים עומדים יוצרים תאי ריכוז חמצן, מה שמוביל לקורוזיה של חלת דבש של טיטניום טהור TA2 בריתכות ומתחת לאטמים, עם בורות קורוזיה המגיעים לעומק של עד 6 מ"מ.
**Hydrogen-Induced Stress Corrosion Cracking (HISCC):** In deep-sea high-pressure (>5000 מ') או סביבות המכילות מימן-, טיטניום סופג אטומי מימן והופך מפורר, ומפחית את קשיחות השבר שלו ל-22% מערכו המקורי. תרחישים אופייניים: גופי לחץ של צוללות- עמוקות בים, צינורות נפט וגז ימיים.
** פיצוח קורוזיה במתח (SCC):** דורש מתח מתיחה בו-זמני + מדיום ספציפי (Cl⁻, H₂S) + סגסוגת רגישה. קצב התפשטות הסדקים יכול להגיע פי מיליוני מזה של קורוזיה אחידה, ללא אזהרה מקרוסקופית.
IV. יישומים הנדסיים
יישומים מוצלחים:
- רפואי: מפרקים מלאכותיים, סטנטים לבביים, שתלים דנטליים (טיטניום משתלב עם רקמת העצם ליצירת "אוסאואינטגרציה")
- כימיקל: מאייד אמוניום כלוריד מסגסוגת טיטניום TA10, עם חיי שירות העולה על 15 שנים
ימית: קליפות עמידות-ללחץ עבור בדיקות ים עמוקות-, צנרת של ציוד להתפלת מי ים
Baoji Reliab Metal Materials Co., Ltd
נייד: 0086 13092900605
מחלקת מכירות 1: WhatsApp +8613092900605 (מר גארי)
מחלקת מכירות 2: +8613092913521(גב' סופיה)
כתובת: No.35 Baoti Rd, District Weibin, Baoji, סין
