Le leghe di titanio, composte da titanio come metallo di base insieme ad altri elementi, offrono numerosi vantaggi come bassa densità, elevato rapporto-resistenza-peso, eccellente resistenza alla corrosione e proprietà di lavorazione favorevoli. Questi attributi rendono le leghe di titanio una scelta ideale per i materiali strutturali aerospaziali. Negli ambienti di produzione-del mondo reale, possono verificarsi vari tipi di corrosione nelle leghe di titanio, ciascuno con le sue forme distinte e i suoi meccanismi sottostanti. Questo articolo fornisce una panoramica completa delle forme e dei meccanismi di corrosione associati alle leghe di titanio, evidenziandone il significato e le implicazioni.
Corrosione interstiziale
La corrosione interstiziale si verifica nelle fessure o nei difetti dei componenti metallici quando un elettrolita forma un microambiente stagnante, provocando corrosione localizzata. Nelle soluzioni neutre e acide, la probabilità di corrosione da contatto nelle fessure delle leghe di titanio è significativamente più elevata rispetto alle soluzioni alcaline. Tuttavia, la corrosione da contatto non colpisce l’intera superficie della fessura ma alla fine porta a rotture di perforazione localizzate.
Corrosione per vaiolatura
Il titanio mostra un'eccellente resistenza alla corrosione per vaiolatura nella maggior parte delle soluzioni saline. Tuttavia, la corrosione per vaiolatura è più probabile che si verifichi in soluzioni non-acquose e in soluzioni di cloruro concentrate bollenti. In tali ambienti, gli ioni alogenuri attaccano la pellicola passiva sulla superficie del titanio, provocando vaiolature localizzate con diametri dei fori inferiori alla loro profondità. Alcuni mezzi organici possono anche indurre corrosione per vaiolatura sulle leghe di titanio in soluzioni di alogenuri. La corrosione per vaiolatura nelle leghe di titanio si verifica generalmente in condizioni di alta-concentrazione e alta-temperatura. Inoltre, sono necessarie condizioni e limitazioni specifiche per la vaiolatura in ambienti con solfuri e cloruri.
Infragilimento da idrogeno
L'infragilimento da idrogeno (HE), noto anche come fessurazione indotta dall'idrogeno-o danno da idrogeno, è uno dei meccanismi di cedimento allo stadio iniziale-delle leghe di titanio. La pellicola passiva di ossido sulla superficie del titanio e delle sue leghe possiede un'elevata resistenza e la suscettibilità all'infragilimento da idrogeno aumenta con l'aumentare della resistenza. Pertanto, l’infragilimento da idrogeno del film passivo sulle leghe di titanio è altamente sensibile.
Corrosione galvanica
La pellicola di ossido passivo sulla superficie del titanio promuove uno spostamento positivo nel potenziale dell'elettrodo del titanio, migliorandone la resistenza agli acidi e all'acqua. Tuttavia, il potenziale relativamente elevato delle leghe di titanio può creare un circuito elettrochimico con altri metalli in contatto, portando alla corrosione galvanica. Le leghe di titanio sono soggette a corrosione galvanica in due tipi di mezzi: il primo tipo comprende acqua di rubinetto, soluzioni saline, acqua di mare, atmosfera, acido nitrico, acido acetico, ecc., dove il potenziale stabile dell'elettrodo di Cd, Zn e Al è più negativo di quello di Ti, con conseguente aumento significativo (6-60 volte) della velocità di corrosione anodica. Il secondo tipo comprende H2SO4, HCl, ecc., dove il Ti può essere allo stato passivato o attivato. Tuttavia, la corrosione galvanica comunemente osservata durante il contatto si verifica solitamente nel primo tipo di mezzi corrosivi. I trattamenti di anodizzazione sono comunemente impiegati per formare strati modificati sulla superficie del substrato, inibendo la corrosione galvanica.
Comprendere le varie forme di corrosione e i relativi meccanismi nelle leghe di titanio è fondamentale per progettare materiali e strutture resistenti alla corrosione-. La corrosione interstiziale, la corrosione per vaiolatura, l'infragilimento da idrogeno e la corrosione galvanica sono forme di corrosione importanti che possono influenzare le prestazioni e l'integrità delle leghe di titanio in diversi ambienti.
