Ketahanan korosi dan karakteristik elektrokimia dasar paduan titanium
1.1 Ketahanan korosi pada paduan titanium
Paduan titanium dikenal luas sebagai "logam laut" dan bahan yang ideal untuk kapal karena ketahanan korosinya yang sangat baik. Sejumlah besar praktik teknik kelautan dan eksperimen ilmiah telah menunjukkan bahwa paduan titanium memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dalam air laut murni, hampir tidak terjadi korosi seragam, dan ketahanan yang sangat baik terhadap korosi lubang dan celah. Uji coba laut Tiongkok selama 16 tahun di Laut Cina Selatan, Laut Cina Timur, dan Laut Kuning telah menunjukkan bahwa material paduan titanium hampir tidak memiliki fenomena korosi yang signifikan pada air laut yang terendam penuh, kisaran pasang surut, dan zona percikan. Uji paparan nyata selama tiga tahun di lingkungan laut-dalam 800-1000m di Laut Cina Selatan juga telah mengonfirmasi bahwa paduan titanium memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap korosi seragam di lingkungan laut dalam.
Ketahanan korosi yang sangat baik dari bahan paduan titanium di lingkungan air laut terutama disebabkan oleh lima alasan berikut:
(1)
(Reaktivitas relatif antara logam titanium dan oksigen sangat cepat, melebihi aluminium, nikel, dan baja tahan karat, yang menentukan bahwa permukaan paduan titanium sulit berada dalam keadaan logam di lingkungan aerobik;
(2)
Paduan titanium dapat secara spontan membentuk lapisan oksida padat baik di lingkungan atmosfer maupun air, tanpa adanya lapisan hidroksida yang lepas, dan lapisan oksidanya memiliki sifat pelindung dan pemblokiran yang sangat baik;
(3)
Oksida TiO, TiO2, dan Ti2O3 yang terbentuk pada permukaan logam titanium sangat stabil dan memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap erosi ion klorida;
(4)
Film oksida permukaan titanium dibentuk melalui mekanisme pertumbuhan epitaksi, dengan gaya ikatan antarmuka yang kuat, rasio volume 1,76, dalam keadaan tegangan tekan, dan sedikit cacat film;
(5)
Lapisan oksida pada permukaan titanium memiliki sifat-penyembuhan diri yang sangat baik, dan akan dengan cepat menjadi pasif kembali dan memasuki kondisi stabil setelah terkorosi oleh media lingkungan atau dirusak oleh kekuatan eksternal. Karakteristik luar biasa ini menentukan bahwa paduan titanium adalah material logam tahan korosi-alami.
Oleh karena itu, secara umum diyakini bahwa peralatan teknik yang terbuat dari paduan titanium dapat menghindari masalah korosi, sehingga menyebabkan sedikit pertimbangan mengenai masalah korosi dan perlindungan struktur paduan titanium dalam desain teknik kelautan. Pemikiran yang konsisten ini dapat menimbulkan bahaya keselamatan teknik yang serius, terutama untuk peralatan yang digunakan di lingkungan ekstrem seperti laut dalam dalam jangka waktu lama, masalah keselamatan layanannya tidak dapat diabaikan.
Faktanya, meskipun bahan paduan titanium memiliki ketahanan terhadap korosi yang sangat baik, bahan tersebut masih menghadapi masalah kerusakan lingkungan seperti penurunan kinerja dan kegagalan korosi di lingkungan laut{0}dalam akibat faktor lingkungan ekstrem, beban mekanis, dan pengaruh komunitas mikroba. Misalnya, sebuah studi oleh Universitas Sains dan Teknologi Beijing menemukan [10] bahwa ketika pH air laut kurang dari 2, stabilitas dan ketahanan korosi film pasivasi paduan titanium menurun secara signifikan; Ion belerang dan ion fluorida mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap stabilitas paduan titanium, terutama bila konsentrasi ion fluorida melebihi 0,005mol/L, masalah korosi yang serius akan terjadi pada paduan titanium.
Angkatan Laut AS menemukan keretakan korosi tegangan pada-paduan titanium berkekuatan tinggi 13V-11Cr-3Al selama uji paparan laut sebenarnya di Samudera Pasifik dari jarak 700 hingga 2000 meter, dan sensitivitas korosi tegangan pada zona yang terkena pengaruh panas dan las lebih tinggi dibandingkan logam dasar. Menurut penelitian Harbin Engineering University, Institute of Metals, Chinese Academy of Sciences, Northeastern University dan institusi lain di China, dengan meningkatnya tekanan hidrostatik laut dalam, sensitivitas tegangan korosi pada paduan titanium meningkat. Korosi tegangan paduan titanium GR5 di bawah tekanan hidrostatik 20MPa berbentuk retak akibat hidrogen. Dengan meningkatnya kekuatan, sensitivitas korosi tegangan pada paduan titanium meningkat. Selain itu, dalam struktur teknik peralatan kelautan, struktur kompleks seperti pasangan listrik, celah, dan pengelasan tidak dapat dihindari, yang semakin memperburuk kompleksitas dan kerusakan kerusakan korosi lokal pada paduan titanium.
Permintaan Penawaran
E-mail:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
