46. 티타늄(12) 환원환경에서의 부식 
관리자  (Homepage)  2012-12-26 09:58:09, 조회 : 185, 추천 : 26

###아래 내용은 ASM International에서 발행한 책 "Material Selections for Corrosion

Control"의 일부분 한글 번역입니다. 오류에 대해서는 책임지지 않습니다.기술적으로

불확실한 부분이 있으면 타 기술서적을 참고하신후 판단하시기 바랍니다.###

티타늄 환원환경에서의 부식
Corrosion From Reducing Environment
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티타늄은 티타늄산화막이 불안정하고 스스로 막을 재생하지 못하는 분해환경에서는

부식공격을 받는다. 그것은 산화억제제와 함께한 염화수소나 황산용액이나 소량의

뭏로 억제된 유기산과 같은 억제된 리듀싱 조건에서는 부식에 잘 견딘다. 아래

조치를 통해 리듀싱 환경에서의 티타늄 내부식성을 증가시킬 수 있다.
1. 열산화나 아노다이징을 통한 산화막의 뚜께를 증가시킨다.
2. 아노딕전류를 흘림으로 금속을 아노딕 극화하거나 더 노블한 메탈로 갈바나이징

 커플링을 한다
3. 다른 금속과 합금을 만든다.
4. 모든 노출된 표면에 더 내부식성이 우수한 메탈이나 메탈산화물로 내산화 코팅을 한다
5. 막을 안전하기 위해서 리듀싱환경에서 산화억제재를 첨가한다.

황산,염산, 인산과 같은 비산화성 산을 위하여 0.2% 팔라디움(Pd)를 함유한

ASTM grade 7이 개발되었다. 순수 파나디움은 10배 이상 보호막을 유도하는 것을

도와주며 어떤 용액에서 티타늄의 부식률을 줄이는데 도움을 준다. 동일한 티타늄

보호는 전류에의해 티타늄을 더 적극적으로 만들므로서 역시 달성할 수 있다.

티타늄은 스테인레스스틸과 같은 다른 경쟁적인 소재보다도 더 광범위한 가능성을 가져

더 부식에 강하다. 대략 0.07에서 0.55 무게%의 Ru를 포함하는 티타니움-루데니움 합금은

 티타니움 팔라디움합금과 잘 비교가 된다. 이들의 보호 메카니즘은 유사한 것으로

믿어진다. 티타니움-니켈합금은 그들이 덜 열악한 환경이기 때문에 어떤면에서 못하기는

하지만 거의 비슷한 역할을 나타낸다. 그러나 이합금은 팔라디움이나 루데니움 합금보다는

훨씬 비용이 저렴하다. 티타늄-니켈합금은 CP티타늄보다도 약 20%정도 밖에 안되지만

 티타늄-팔라디움합금과 티타늄-루데니움합금은 가격이 대략 2배이다. 그리고 역시

이합금은 중성염화환경에서 아노딕피팅의 저항력과 사용온도를 섭씨150도(300F)도

까지 개선하였다.

티타늄과 지르코늄은 모든 함량번위에서 고용화를 형성한다. 지르코늄의 첨가는 티타늄의

내부식성뿐만 아니라 기계적인 특성을 향상시킨다. 티타늄에 지르코늄을 첨가한 합금은

특히 인산에서의 내부식성을 증가시킨다. 참조29와 같이 티타늄-지르코늄합금은

섭씨40도(105F)에서 인산용액을 60%농도까지 내부식성이 우수하다.

부식에의한 스트레스 파괴(Stress-Corrosion Cracking)

순수티타늄이나 그합금은 특히 보통온도에서 스트레스 부식 크랙킹, 내부입자 부식,

피팅부식(Pitting Corrosion)에 특히 강하다. 그러나 특별한 환경에서 어떤 합금은

특히 산소함량이 높거나, 알미늄이 6%를 초과하는 경우 스트레스 코로전 크랙킹을

나타낸다. 베타 이소모퍼스 페이스를 형성해 주는 몰리브덴이나 바나디움과 같은 원소를

첨가함으로 스트레스 코로전 크랙킹을 막아준다. 테이블 18-7은 순수티타늄이나

티타늄합금에서 스트레스 크로전 크랙킹을 증가시키는 환경을 보여준다.

뜨거운 소금에의한 파괴(Hot-Salt Cracking)

일반적으로 항공기 제트엔진의 고온용도에 사용될 때와 섭씨260도 이상의 온도에서

증기 염화나트륨에 접촉해서 공기중에서 열을 가할 때는 여러 종류의 티타늄,

예를들면 Ti-8Al-1Mo-1V(ti-8-1-1), Ti-6Al-4V 들은 통산적으로 알갱이 바운다리를

따라 스트레스 부식 크래킹이 진행된다. 이러한 고온의 소금 스트레스 크랙킹 문제를

해결하기 위해서 적절한 합금을 찾거나, 열처리, 유리코팅이나 알리미늄 개량 코팅과

같은 표면처리, 순수티타늄과 티타늄합금의 클래딩과 같은 여러 조치들이 취해지고

있다(Ref 32). 티타늄합금(Ti-8-1-1)의 실패 사례가 순수 메타놀에서 일어난다.

소량의 염소이온을 메타놀에 첨가함으로서 크랙진행을 억제할 수 잇다. 스트레스된

티타늄합금은 사염화탄소(CCl4)와 CH2Cl2와 같은 순수 비수용성 솔벤트에 의해

부식이 발생한다.표18.7(Table 18.7)는 핫솔트크래킹(Hot Salt-Cracking)에 대하여

몇가지 주용한 티타늄합금 상대적인 저항력을 보여준다.