التيتانيوم غير المخلوط (التيتانيوم النقي تجاريًا، CP-Ti) معروف على نطاق واسع بمقاومته الممتازة للتآكل عبر البيئات العدوانية المختلفة، ومن بين درجاته القياسية،الدرجة 2 (CP-Ti Grade 2، المعينة أيضًا باسم ASTM B265 Grade 2)يعتبر عالميًا الخيار الأكثر توازنًا وتميزًا لمقاومة التآكل في معظم السيناريوهات الصناعية، في حين أن الدرجة 7 (درجة معدلة غير مخلوط مع إضافة البلاديوم) تتفوق في البيئات التي تحتوي على نسبة عالية من الاختزال والكلوريد- والتي تتحدى درجات التيتانيوم النقي التقليدية.
تعتمد جميع درجات التيتانيوم غير المخلوط على تكوين أغشاء سلبي من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) تلقائي وملتصق ويعالج ذاتيًاللحماية من التآكل. هذا الغشاء غير منفذ لمعظم الوسائط المسببة للتآكل، ومستقر كيميائيًا على نطاق واسع من الأس الهيدروجيني (عادةً الأس الهيدروجيني 1–14)، ويمكنه إصلاح نفسه بسرعة في حالة تلفه في البيئات التي تحتوي على الأكسجين-. يؤثر محتوى النقاء والعناصر النزرة لكل درجة بشكل مباشر على توحيد واستقرار هذا الغشاء السلبي، وبالتالي تحديد أداء التآكل للدرجة في سيناريوهات محددة.
الصف 1 (ASTM B265 الصف 1)
الدرجة 1 هي درجة التيتانيوم غير المخلوط الأكثر ليونة والأقل قوة-، مع أعلى درجة نقاء (الحد الأدنى 99.5% Ti، مع محتوى منخفض جدًا من الحديد والأكسجين). يُظهر مقاومة جيدة للتآكل في البيئات الخفيفة المسببة للتآكل مثل الأحماض المخففة (على سبيل المثال، 10% H₂SO₄ في درجة حرارة الغرفة)، والمياه العذبة، والظروف الجوية. ومع ذلك، فإن غشاءه السلبي يكون أقل استقرارًا في الأحماض المؤكسدة المركزة أو وسائط-الكلوريد العالية، ولا يوصى باستخدامه في البيئات المختزلة (على سبيل المثال، حمض الهيدروكلوريك المخفف الساخن) بسبب القدرة المحدودة على إصلاح الغشاء-.
الصف 2 (ASTM B265 الصف 2)
الدرجة 2 هي درجة التيتانيوم غير المخلوط الأكثر استخدامًا، مع محتوى أكسجين وحديد أعلى قليلاً من الدرجة 1 (الأكسجين: 0.18–0.25%، الحديد: أقل من أو يساوي 0.30%) مع الحفاظ على درجة نقاء عالية (أكبر من أو يساوي 99.2% Ti). تتفوق مقاومتها للتآكل على الدرجة الأولى في معظم البيئات العدوانية للأسباب التالية:
توافق واسع للوسائط: يقاوم التآكل في الأحماض العضوية (حمض الأسيتيك، حمض الفورميك)، والأحماض المؤكسدة غير العضوية (حمض النيتريك حتى تركيز 65% عند درجة حرارة الغليان)، والمياه المالحة (مياه البحر، والمحلول الملحي)، ومعظم المحاليل القلوية (هيدروكسيد الصوديوم حتى تركيز 50%).
مقاومة تأليب الكلوريد: يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل والتآكل في الشقوق في البيئات التي تحتوي على الكلوريد -(على سبيل المثال، مياه البحر بتركيزات كلوريد تصل إلى 35000 جزء في المليون) عند درجات حرارة أقل من 120 درجة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات البحرية والبعيدة عن الشاطئ.
الاستقرار في أكسدة-تقليل الوسائط المختلطة: إنه يعمل بشكل جيد في البيئات ذات ظروف الأكسدة والاختزال المتناوبة (على سبيل المثال، تيارات العمليات الكيميائية التي تحتوي على كل من حمض النيتريك وأيونات الكلوريد)، حيث يظل الفيلم السلبي سليمًا دون أن ينهار.
الصف 3 (ASTM B265 الصف 3)
يحتوي الصف 3 على نسبة أعلى من الأكسجين والحديد (الأكسجين: 0.25-0.35%، الحديد: أقل من أو يساوي 0.30%) مقارنة بالصف 2، مما يؤدي إلى قوة ميكانيكية أعلى ولكن مقاومة التآكل أقل قليلاً. في حين أنه يحتفظ بأداء جيد في الوسائط المحايدة والضعيفة المؤكسدة، فإن غشاءه السلبي يكون أكثر عرضة للتلف في محاليل الكلوريد المركزة أو حمض الكبريتيك المخفف الساخن، مما يجعله أقل ملاءمة للتطبيقات شديدة التآكل مقارنة بالصف الثاني.
الصف 4 (ASTM B265 الصف 4)
يحتوي الصف 4 على أعلى محتوى للأكسجين (0.35-0.45%) وأعلى قوة بين درجات التيتانيوم غير المخلوط القياسية، ولكن مقاومته للتآكل هي الأدنى بين درجات CP-Ti. فيلمها السلبي أقل تجانسًا نظرًا لارتفاع محتوى العناصر الخلالية، كما أنه عرضة للتآكل الموضعي في البيئات التي تحتوي على نسبة عالية من الكلوريد- أو البيئات المختزلة، مما يحد من استخدامه في السيناريوهات المطلوبة للتآكل-المعتدلة والعالية-القوة-.
الصف 7 (ASTM B338 الصف 7، سبائك Ti-Pd)
على الرغم من تصنيفه غالبًا على أنه "تيتانيوم غير مخلوط معدل" (مع إضافة 0.12–0.25% البلاديوم)، فإن الدرجة 7 تعالج القيود الرئيسية لدرجات CP-Ti التقليدية في البيئات المختزلة. البلاديوم بمثابةاستقرار الكاثودي، تعزيز تقليل أيونات الهيدروجين والحفاظ على سلبية فيلم TiO₂ حتى في حمض الهيدروكلوريك المخفف الساخن منزوع الهواء، أو حمض الكبريتيك، أو حمض الفورميك (الوسائط التي قد تعاني فيها الدرجة الثانية من التآكل العام). في البيئات الغنية بالكلوريد- شديدة الاختزال (على سبيل المثال، المصانع الكيميائية التي تتعامل مع تيارات الكلوريد الحمضية)، تتجاوز مقاومة التآكل من الدرجة 7 جميع الدرجات القياسية غير المخلوط، على الرغم من أنها ليست درجة "تيتانيوم نقي" بالمعنى الدقيق للكلمة بسبب عنصر سبائك البلاديوم.
لدرجات التيتانيوم غير المخلوط تمامًا (النقي تجاريًا)., الصف 2يقدم مقاومة التآكل الأكثر تميزًا وتنوعًا عبر أكبر مجموعة من البيئات الصناعية المسببة للتآكل، مما يوازن بين أداء التآكل والمرونة الميكانيكية والفعالية من حيث التكلفة-، وهذا هو السبب وراء كونه الاختيار الأمثل للهندسة البحرية والمعالجة الكيميائية والتطبيقات الطبية الحيوية (على سبيل المثال، الأجهزة القابلة للزرع). بالنسبة لبيئات الاختزال المتخصصة حيث يفشل CP-Ti القياسي، فإن الدرجة 7 (Ti-Pd) هي البديل الأمثل، على الرغم من احتوائها على كمية صغيرة من سبائك البلاديوم.
