Чего «боится» титановый сплав?

Титановый сплав — это сплав на основе титана с добавлением других элементов. Титановый сплав обладает такими характеристиками, как низкая плотность, высокая удельная прочность, хорошая коррозионная стойкость и хорошие технологические характеристики. Это идеальный конструкционный материал для аэрокосмической техники. Многие страны мира признали важность материалов из титанового сплава и успешно провели исследования и разработки по ним, а также получили практическое применение.

История развития титановых сплавов

① Первым практическим титановым сплавом был сплав Ti-6Al-4V, успешно разработанный Соединенными Штатами в 1954 году. Благодаря своей хорошей термостойкости, прочности, пластичности, вязкости, формуемости, свариваемости, коррозионной стойкости и биосовместимости он стал козырным сплавом в индустрии титановых сплавов. Использование этого сплава составило от 75% до 85% всех титановых сплавов. Многие другие титановые сплавы можно рассматривать как модификации сплава Ti-6Al-4V.

② В 1950-х и 1960-х годах в основном разрабатывались высокотемпературные титановые сплавы для авиационных двигателей и конструкционные титановые сплавы для фюзеляжей. В 1970-х годах была разработана партия коррозионно-стойких титановых сплавов. С 1980-х годов коррозионно-стойкие титановые сплавы и высокопрочные титановые сплавы получили дальнейшее развитие. Рабочая температура жаропрочных титановых сплавов увеличилась с 400 ℃ в 1950-х годах до 600-650 ℃ в 1990-х годах. Появление сплавов на основе A2 (Ti3Al) и r (TiAl) подтолкнуло использование титана в двигателе от холодного конца (вентилятор и компрессор) двигателя к горячему концу (турбина) двигателя. Конструкционные титановые сплавы развиваются в направлении высокой прочности, высокой пластичности, высокой прочности и высокой вязкости, высокого модуля и высокой устойчивости к повреждениям.

③ Кроме того, с 1970-х годов появились также сплавы с эффектом памяти формы, такие как Ti-Ni, Ti-Ni-Fe и Ti-Ni-Nb, которые все шире используются в машиностроении.

В мире разработаны сотни титановых сплавов, и существует от 20 до 30 наиболее известных сплавов, таких как Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-2Al-2,5Zr, Ti-32Mo, Ti-Mo-Ni, Ti-Pd, SP-700, Ti-6242, Ti-10-5-3, Ti-1023, BT9, BT20, IMI829, IMI834 и т. д.

Формы коррозии титановых сплавов

Хорошо известно, что титан обладает свойствами коррозионной стойкости, но в реальных производственных условиях титановые сплавы будут подвергаться различным видам коррозии. Давайте рассмотрим, чего больше всего боится неразрушимый титановый сплав:

1. Щелевая коррозия

В зазорах или дефектах металлических деталей локальная коррозия возникает из-за застоя электролитов, образующих электрохимические ячейки[i]. В нейтральных и кислых растворах вероятность контактной коррозии в зазорах титановых сплавов значительно больше, чем в щелочных растворах. Контактная коррозия не возникает на всей поверхности зазора, но в конечном итоге приводит к локальным сквозным повреждениям.

2. Явление точечной коррозии

В большинстве солевых растворов титан не подвержен точечной коррозии. Она в основном происходит в неводных растворах и кипящих высококонцентрированных хлоридных растворах. Ионы галогена в растворе разъедают пассивирующую пленку на поверхности титана[ii] и диффундируют в титан, вызывая точечную коррозию. Апертура питтинга меньше его глубины, и некоторые органические среды также вызывают точечную коррозию с титановыми сплавами в галогенных растворах. Точечная коррозия титановых сплавов в галогенных растворах обычно происходит в средах с высокой концентрацией и высокой температурой. Кроме того, точечная коррозия в сульфидах и хлоридах требует особых условий и ограничена.

3. Водородная хрупкость

Водородная хрупкость, также известная как водородное растрескивание или водородное повреждение, является одной из причин раннего повреждения и выхода из строя титановых сплавов. Пассивационная пленка на поверхности титана и его сплавов имеет высокую прочность. Чувствительность к водородной хрупкости увеличивается с ростом прочности, поэтому чувствительность пассивационной пленки к водородной хрупкости очень высока.

4. Контактная коррозия

Пассивная оксидная пленка на поверхности способствует смещению потенциала титана в сторону положительного потенциала, что повышает коррозионную стойкость титановых материалов к кислым и водным средам. Из-за высокого потенциала на поверхности титанового сплава он неизбежно заставляет другие металлы, контактирующие с ним, образовывать электрохимическую цепь и вызывать контактную коррозию.

Титановые сплавы подвержены контактной коррозии в следующих двух типах сред: первый тип — водопроводная вода, солевой раствор, морская вода, атмосфера, HNO3, уксусная кислота и т. д. Стабильный электродный потенциал Cd, Zn и Al в этом растворе более отрицателен, чем у Ti, и скорость анодной коррозии увеличивается в 6–60 раз; второй тип — H2SO4, HCl и т. д. Титан может находиться в этих растворах в пассивированном или активированном состоянии. Первый тип коррозии в растворе распространен в реальном процессе контактной коррозии. Анодирование обычно используется для формирования модифицированного слоя на поверхности подложки для предотвращения контактной коррозии.

Основным ограничением титана и титановых сплавов является их слабая химическая реактивность с другими материалами при высоких температурах. Это свойство заставляет титановые сплавы отличаться от обычных традиционных технологий очистки, плавки и литья и даже часто приводит к повреждению формы, делая цену титановых сплавов очень высокой. Поэтому в начале он в основном использовался в высокотехнологичных промышленных областях, таких как конструкции самолетов, самолеты, а также в нефтяной и химической промышленности.

Уси Чжуочэн Механические Компоненты Лтд.

Мы продаем высококачественный титановый крепеж, добро пожаловать за покупками: https://www.zhuochengscrew.com/products-84465

• Год создания
  --
• тип бизнеса
  --
• Страна / регион
  --
• Основная промышленность
  --
• Основные продукты
  --
• Предприятие юридическое лицо
  --
• Общие сотрудники
  --
• Годовое выпускное значение
  --
• Экспортный рынок
  --
• Сотрудничает клиентов
  --