Vergleich der Korrosionsbeständigkeit von Titan und anderen Metallen

Titan weist eine hervorragende Beständigkeit gegen allgemeine und lokale Korrosion in neutralen, oxidierenden Atmosphären und in reduzierenden Umgebungen auf, in denen Korrosionsinhibitoren vorhanden sind. Obwohl Titan durch stark reduzierende Säuren oder Chromate korrodiert werden kann, bleibt es in schwach reduzierenden Medien stabil. Darüber hinaus behält Titan auch bei erhöhten Temperaturen eine gute Korrosionsbeständigkeit. Daher wird Titan häufig in korrosiven Umgebungen wie Hochtemperatursalzen, feuchtem Chlorgas, Salpetersäure und Essigsäure verwendet. Die überlegene Korrosionsbeständigkeit von Titan wird auf die Bildung eines stabilen Passivfilms auf seiner Oberfläche zurückgeführt, der sich in oxidierenden Umgebungen auch bei Beschädigung leicht regenerieren kann. Titan bleibt sowohl in ruhendem als auch schnell fließendem Meerwasser in einem passiven Zustand, selbst wenn es große Mengen Sediment enthält. Nach fünf Jahren Tests in Meerwasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 m/s betrug die Korrosionsrate von Titan nur 0,00076 μm/a; Selbst bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 20 m/s ist die Korrosion von Titan im Meerwasser vernachlässigbar. Die ausgezeichnete Meerwasserkorrosionsbeständigkeit von Titan und seinen Legierungen sowie ihre hohe spezifische Festigkeit und gute spezifische Zähigkeit machen sie zu wichtigen Werkstoffen im Schiffbau und in der Meerestechnik. Die gute Korrosionsbeständigkeit von Titanlegierungen ermöglicht es ihnen, den normalen Gebrauch unter verschiedenen Korrosionsbedingungen aufrechtzuerhalten, was ein gemeinsames Design mit der Gesamtstruktur bei gleicher Lebensdauer ermöglicht, die Wartungskosten senkt und die Servicefähigkeiten verbessert. Gleichzeitig kann dadurch der konstruktive Spielraum für Korrosion verringert werden, wodurch das Strukturgewicht der Ausrüstung deutlich reduziert wird. Es ist kein Beschichtungsschutz erforderlich, was den Herstellungsprozess der Ausrüstung vereinfacht und die Herstellungskosten effektiv senkt.

Im Vergleich zu anderen Metallen weisen Titanlegierungen eine überlegene Meerwasserkorrosionsbeständigkeit auf. Wie in Tabelle 1 dargestellt, beträgt die jährliche Korrosionsrate von Titanlegierungen in Meeresatmosphären 0, während unter anderem Aluminiumlegierungen und Edelstahl unterschiedliche Korrosionsgrade aufweisen.

Tabelle 1 Jährliche Korrosionsraten verschiedener Metallmaterialien in der Meeresatmosphäre