Ruster titan? Veiledning for bruk av titandiler

Nei, titan ruster ikke. Denne egenskapen gjør at titan vanligvis brukes i mange bransjer. Imidlertid lurer mange fortsatt på om titan kan ruste i sjøvann eller andre tøffe miljøer. Les denne artikkelen for å lære hvorfor det ikke ruster, slik at du kan bestemme når du skal velge titan til prosjektet ditt.

Ruster titan?

Titan ruster ikke fordi det er et ikke-jernholdig metall. Jernholdige metaller er utsatt for rust fordi hovedinnholdet er jern. Dessuten kan titan danne en passiv oksidfilm (TiO2 ₎ når det reagerer med oksygen, noe som kan forhindre at titan ruster.

Kan ren titan ruste?

Nei, rent titan kan ikke ruste på grunn av det lave Fe-innholdet. Vanlige rene titankvaliteter som brukes i industrien inneholder vanligvis ≤0.50 % Fe-element. For eksempel er de kjemiske elementene i rent titan av grad 2:

Det er lett å se at Fe-innholdet i titan av grad 2 er lavere enn 0.3 %, noe som ikke kan føre til at titan ruster.

Kan titanlegeringer ruste?

Titanlegeringer ruster ikke fordi de ikke er jernbaserte legeringer. De vanlige legeringselementene i titanlegeringer er Al, V, Mo, Zr, Nb, Cr, osv., og over 80 % av elementet er Ti. Derfor ruster det fortsatt ikke, selv om man tilsetter Fe-elementet i titanlegeringen.

Titanrust vs. titankorrosjon vs. titanoksidasjon

Mange er forvirret over titanrust, titankorrosjon og titanoksidasjon. De er faktisk relative til hverandre, men ikke det samme. Lær hva som er forskjellene mellom dem.

Titanrust vs. titankorrosjon

I mange artikler diskuteres titanrust og titankorrosjon sammen, men de skilles ikke helt og holdent fra hverandre. Som vi alle vet, er rust en type korrosjonsfenomen, vanligvis fremtrer det som et rødbrunt rustlag.

«Titanrust» er imidlertid ikke et formelt begrep fordi det ikke finnes rust på titan. I motsetning til titanrust er titankorrosjon et vanlig fenomen i titanapplikasjoner. Hvis du for eksempel finner fargeendringer, gropdannelse, mørkning i sprekker eller sprøhet i titan, er dette typisk titankorrosjon. Men hvis du finner et rødt lag på titan, betyr det sannsynligvis ikke titanrust.

Titanrust vs. titanoksidasjon

Som vi har introdusert tidligere, finnes ikke titanrust. Titanoksidasjon er et vanlig og gunstig fenomen som oppstår når titan reagerer med oksygen. Reaksjonen kan generere en passiv film. Det beskyttende laget som dannes ved titanoksidasjon kan forhindre korrosjon av titan. I motsetning til rødrustlaget er den passive filmen gjennomsiktig.

Gjør fjerning av oksidlaget titanrust?

Nei. Fjerning eller ødeleggelse av oksidlaget vil ikke føre til rust på titan. Oksidlaget er sterkt knyttet til korrosjon, men ikke rust. Titan ruster ikke på grunn av lavt innhold av Fe-elementet. Derfor kan fjerning av oksidlaget føre til at titan korroderer, men ikke ruster.

Hvorfor ruster ikke titan?

Jerninnhold er kjernefaktoren som påvirker rustforebyggende ytelse av titan.

Jerninnhold

Jern i titan er en kontrollert urenhet når det gjelder sammensetning, men ikke en jernlegering. For eksempel er den høyeste mengden jern som er tillatt i grad 2 og 5 av titan i henhold til ASTM B265-standardene henholdsvis 0.30 % og 0.40 %. Disse mengdene vil ikke generere en kontinuerlig mengde jernmatrise som fører til rustprosessen. Eksternt generert jern som følge av bruk av stålverktøy, slipemidler og håndteringsutstyr vil føre til rustdannelse på grunn av oksidasjon av jernet på titanoverflaten.

Trenger titan rust- eller korrosjonsbeskyttelse?

Generelt sett trenger ikke bruk av titan noe spesielt belegg for å motstå rust, siden metallet er iboende stabilt. Og titan i seg selv har sterk korrosjonsbestandighet. Titan trenger korrosjonsbeskyttelse i visse ekstreme miljøer. Vanlige metodene for å beskytte titan mot korrosjon inkluderer:

• Endring av mer korrosjonsbestandig titankvalitet som grad 7
• Påføring av overflatebehandling som anodisering

Hva brukes titan til fordi det ikke ruster?

Titan velges når rustmotstand, vedlikehold og levetid er viktigere enn materialets høye kostnad.

Marine deler

Propellaksler, impeller til sjøvannspumper, festemidler og varmevekslerrør laget av titan av grad 2 eller 5 kan brukes, siden de kontinuerlig utsettes for kloridholdig medium. Disse delene laget av titan kan fungere bra fordi titan ikke ruster. Men hvis delene er laget av stål, er de utsatt for svikt på kort tid.

Medisinske komponenter

Mange kirurgiske komponenter som lårbensstammer, beinplater og bur må implanteres i menneskekroppen. Det er viktig å merke seg at menneskekroppsvæske er et svært korrosivt saltmiljø som forårsaker... Derfor kan bruk av konvensjonelle metaller som stål utgjøre helserisiko på grunn av potensialet for rust, ettersom stål ikke har utmerket rustmotstand. Titans rustbestandige natur gjør det til det ideelle materialet for medisinske implantatkomponenter.

Olje- og gassdeler

Rørene, manifolden og brønnhodet som vil bli utsatt for korrosive forhold med tilstedeværelse av klorid og sulfider, er laget av titanlegeringer, nærmere bestemt titanlegering grad 12. Dette materialet er ikke utsatt for rust, noe som kan skje med høyfast stål under de samme driftsforholdene.

Hva er de vanlige rustlignende flekkene på titan?

Utseendet til rødbrune flekker betyr ikke nødvendigvis at titanet er korrodert. Det er vanligvis et resultat av forurensning av noe annet som finnes på toppen av titanmaterialets overflate.

Jernforurensningsflekker

Urenheter i jernet blir fanget i overflaten av titanet under produksjonen og oksiderer separat fra hverandre. Dette fører til flekker som gir inntrykk av at titanet har rustet, mens det i virkeligheten ikke ruster.

Maskinering av restflekker

Varmen som genereres av skjæreoperasjoner under CNC-maskinering vil forårsake lokal fortykkelse av oksidfilmen. Dette skaper en interferensfargeeffekt i form av strå, lilla eller blå farge, som rett og slett er en varmemisfarging av metallet og ikke rust.

Rustoverføring fra ståldeler

Ved håndtering av blandede sammenstillinger kan rustpartikler av karbonstål migrere til titanoverflaten på grunn av fuktighetskontakt med titanoverflaten. Rusten fjernes lett fra titanoverflaten ved avtørking eller behandling med svak syre.

Hvordan unngå rustlignende flekker når man CNC-maskinerer titandiler?

De vanligste rustflekkene som oppstår på titan er forårsaket av forurensning med jernholdige elementer som kommer til overflaten av titan under maskinering, håndtering og rengjøring. Hos Tuofa kan følgende prosedyrer implementeres for å unngå slik forurensning.

Bruk av rene maskineringsverktøy

Det er nødvendig å bruke rene maskineringsverktøy, inventar, arbeidsflater og slipemidler ved maskinering av titandeler. Spesialverktøy vil forhindre forurensning av titanoverflater med spor av jern på grunn av de høyere kravene til renslighet.

Forhindre krysskontaminering fra jernholdige metaller

For å forhindre krysskontaminering, separer titanmaskinering fra karbonstålmaskinering og håndtering. Dette vil minimere risikoen for overføring av jernpartikler til titandeler. Ikke-jernholdige overflater, riktig rengjøring og håndtering av titandeler vil også bidra til å forhindre slik kontaminering.

Rengjør titandeler etter maskinering

Rengjør maskinerte titandeler fra spon, maskineringsvæsker, slipende partikler og andre forurensninger. Riktig rengjøringsprosess hos Tuofa er utviklet for å fjerne all forurensning og holde overflaten ren før inspeksjon og etterbehandling av deler.

Inspiser deler for overflateforurensning

Hos Tuofa analyseres først enhver unormal misfarging for å avgjøre om det er korrosjon eller ikke. En visuell inspeksjon vil bidra til å oppdage avleiringer på overflaten, mens vannbruddstesten gir en idé om overflatens renhet. Dersom det er avleiringer av fritt jern, kan ferroksyltesten utføres.

Kan titan ruste i en montering?

Selv om titan i seg selv ikke kan ruste selv etter montering, finnes det ytterligere faktorer i monteringen som ikke er tilstede i den løse delen. De to risikofaktorene som må kontrolleres er kontakt med forskjellige metaller og tilstedeværelsen av fuktighet i sprekkene i monteringen.

Nei, titan kan fortsatt ikke ruste i en sammenstilling. I en sammenstilling kan titan imidlertid akselerere rusthastigheten til andre sammenkoblede deler.

Hvorfor kan rust oppstå i en titanmontering?

Når titankomponenter settes sammen med jernbaserte substratkomponenter, kan de jernbaserte substratkomponentene ruste, mens titankomponentene kan utvise et fenomen kjent som "pseudorusting".

Når stålfester, skiver eller braketter sammenføyes med titandeler, vil hver del korrodere separat og avsette korrosjonen på titanet i nærheten.

Slik forhindrer du rust i en titanmontering

Når Tuofa monterer titandelkomponenter, brukes titanfestemidler eller andre ikke-jernholdige materialer som er kompatible med titan, skjøter av forskjellige metaller isoleres med ikke-ledende pakninger eller belegg, og det lages kanaler for drenering av fuktighet fra sprekkene i komponenten. Ved bulkmontering av kjøretøy og utstyr utformes alt det ovennevnte i monteringstegningen helt i begynnelsen av skjæreprosessen.

Titan vs. andre metaller: Rustbestandig og utvalg

Sammenlignet med følgende materialer viser titan utmerket rustmotstand. La oss sammenligne dem og finne ut hvorfor de er lette å ruste.

Titan vs. karbonstål

Karbonstål har dårlig rustbeskyttelse. I våte omgivelser kan karbonstål lett reagere med oksygen og danne et rødt rustlag på overflaten av deler. Derfor trenger karbonståldeler vanligvis overflatebehandling, mens titan kan utsettes for luft fritt i mange omganger.

Titan vs. rustfritt stål

Rustfritt stål er også et rustbestandig metall fordi det kan danne en beskyttende passiv film av Cr2O3 _når det _utsettes for luft. Men evnen til å forhindre rust er ikke bedre enn titans i oksygenfattige miljøer.

Titan vs aluminium

Akkurat som titan er aluminium et ikke-jernholdig metall, og ruster derfor ikke.

Titan er imidlertid dyrere enn rustfritt stål, karbonstål og aluminium. Hvis du ikke har høye krav til rustbestandighet, er ikke titan det beste valget.

Konklusjon

Titan ruster ikke i tradisjonell forstand siden det ikke er en jernlegering, men snarere på grunn av den passive filmen av titanoksid som forhindrer korrosjon. Det er et veldig effektivt system, men det er noen ting som kan påvirke ytelsen, som temperatur, korrosivt miljø, overflateforurensning og monteringsprosesser. For å få et godt produkt må alle disse parameterne kontrolleres under produksjonsprosessen.

FAQ

Ruster titan av grad 5?

Nei. Titan i grad 5 (Ti-6Al-4V) kan ikke ruste fordi det ikke er basert på jern. Det har den karakteristiske korrosjonsmotstanden på grunn av den passive oksidfilmen som dannes på overflaten, mens innholdet av aluminium og vanadium er ansvarlig for legeringens mekaniske og metallurgiske egenskaper.

Misfarges titan?

Fargen på titan kan endres i henhold til variasjoner i tykkelsen og sammensetningen av overflateoksidlaget. Varmebehandling, anodisering, maskinering og forurensning kan få titan til å se annerledes ut, men dette betyr ikke automatisk korrosjon og tap av metall under overflaten.

Ruster titan i vann?

På grunn av stabiliteten til titans passive film viser titan svært god korrosjonsbestandighet i både ferskvann og saltvann. Likevel kan metallets oppførsel i vandige miljøer avhenge av faktorer som temperatur, kjemi, tilstedeværelse av kloridioner og formen på sprekken, og det kan derfor ikke hevdes at titan er immun mot korrosjon i alle vandige miljøer.

Hvorfor endrer maskinerte titandeler farge? Er det rust?

Normalt ikke. Fargeendringene i maskinert titan er relatert til varmen som genereres under maskineringsprosessen og som påvirker tykkelsen på overflatens oksidfilm. Dette forårsaker dannelse av interferensfarger (strå, lilla, blå osv.). Overflateforurensning og videre overflatebehandling kan påvirke fargen på overflaten.