Titan không hợp kim (titan nguyên chất về mặt thương mại, CP{0}}Ti) được công nhận rộng rãi nhờ khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau và trong số các loại tiêu chuẩn của nó,Cấp 2 (CP-Ti Cấp 2, còn được chỉ định là ASTM B265 Cấp 2)được mọi người coi là lựa chọn cân bằng và nổi bật nhất về khả năng chống ăn mòn trong hầu hết các tình huống công nghiệp, trong khi Lớp 7 (loại không hợp kim được sửa đổi với bổ sung palladium) vượt trội trong môi trường có tính khử cao và chứa clorua-thách thức các lớp titan nguyên chất thông thường.
Tất cả các loại titan không hợp kim đều dựa vào sự hình thành củamàng thụ động titan dioxide (TiO₂) tự phát, bám dính và tự phục hồiđể bảo vệ chống ăn mòn. Màng này không thấm đối với hầu hết các môi trường ăn mòn, ổn định về mặt hóa học trong phạm vi pH rộng (thường là pH 1–14) và có thể tự sửa chữa nhanh chóng nếu bị hư hỏng trong môi trường chứa oxy. Độ tinh khiết và hàm lượng nguyên tố vi lượng của từng loại ảnh hưởng trực tiếp đến tính đồng nhất và độ ổn định của màng thụ động này, do đó xác định hiệu suất ăn mòn của loại trong các tình huống cụ thể.
Lớp 1 (ASTM B265 Lớp 1)
Loại 1 là loại titan không hợp kim có độ dẻo cao nhất và{1}}có độ bền thấp nhất, có độ tinh khiết cao nhất (tối thiểu 99,5% Ti, có hàm lượng sắt và oxy cực thấp). Nó thể hiện khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường ăn mòn nhẹ như axit loãng (ví dụ: 10% H₂SO₄ ở nhiệt độ phòng), nước ngọt và điều kiện khí quyển. Tuy nhiên, màng thụ động của nó kém ổn định hơn trong axit oxy hóa đậm đặc hoặc môi trường-clorua cao và không được khuyến khích sử dụng trong môi trường khử (ví dụ: axit clohydric loãng nóng) do khả năng sửa chữa màng bị hạn chế.
Lớp 2 (ASTM B265 Lớp 2)
Loại 2 là loại titan không hợp kim được sử dụng rộng rãi nhất, có hàm lượng oxy và sắt cao hơn một chút so với Loại 1 (oxy: 0,18–0,25%, sắt: Nhỏ hơn hoặc bằng 0,30%) trong khi vẫn duy trì độ tinh khiết cao (Lớn hơn hoặc bằng 99,2% Ti). Khả năng chống ăn mòn của nó vượt trội hơn Cấp 1 trong hầu hết các môi trường khắc nghiệt vì những lý do sau:
Khả năng tương thích đa phương tiện: Nó chống ăn mòn trong axit hữu cơ (axit axetic, axit formic), axit oxy hóa vô cơ (axit nitric nồng độ lên tới 65% ở nhiệt độ sôi), nước mặn (nước biển, nước muối) và hầu hết các dung dịch kiềm (natri hydroxit nồng độ lên tới 50%).
Khả năng chống rỗ clorua: Nó có khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở tuyệt vời trong môi trường-chứa clorua (ví dụ: nước biển có nồng độ clorua lên tới 35.000 ppm) ở nhiệt độ dưới 120 độ, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng hàng hải và ngoài khơi.
Tính ổn định trong quá trình oxy hóa-khử môi trường hỗn hợp: Nó hoạt động tốt trong môi trường có các điều kiện oxy hóa và khử xen kẽ (ví dụ, các dòng quy trình hóa học có chứa cả axit nitric và ion clorua), trong đó màng thụ động vẫn còn nguyên mà không bị hỏng.
Lớp 3 (ASTM B265 Lớp 3)
Lớp 3 có hàm lượng oxy và sắt cao hơn (oxy: 0,25–0,35%, sắt: Nhỏ hơn hoặc bằng 0,30%) so với Lớp 2, dẫn đến độ bền cơ học cao hơn nhưng khả năng chống ăn mòn giảm nhẹ. Mặc dù nó vẫn giữ được hiệu suất tốt trong môi trường trung tính và oxy hóa yếu, màng thụ động của nó dễ bị hư hỏng hơn trong dung dịch clorua đậm đặc hoặc axit sunfuric loãng nóng, khiến nó ít phù hợp hơn cho các ứng dụng có tính ăn mòn cao so với Loại 2.
Lớp 4 (ASTM B265 Lớp 4)
Loại 4 có hàm lượng oxy và độ bền cao nhất (0,35–0,45%) trong số các loại titan không hợp kim tiêu chuẩn, nhưng khả năng chống ăn mòn của nó thấp nhất trong số các loại CP-Ti. Màng thụ động của nó kém đồng nhất do hàm lượng nguyên tố kẽ cao hơn và dễ bị ăn mòn cục bộ trong môi trường-clorua hoặc môi trường khử cao, hạn chế sử dụng nó trong các tình huống cần có độ ăn mòn-vừa phải,{7}}cao-.
Lớp 7 (ASTM B338 Lớp 7, Hợp kim Ti{3}}Pd)
Mặc dù thường được phân loại là "titan không hợp kim đã biến tính" (có bổ sung 0,12–0,25% palladium), Lớp 7 giải quyết hạn chế chính của các loại CP-Ti thông thường trong môi trường khử. Palladium hoạt động như mộtchất ổn định catốt, thúc đẩy quá trình khử các ion hydro và duy trì tính thụ động của màng TiO₂ ngay cả trong axit clohydric loãng nóng đã khử khí, axit sulfuric hoặc axit formic (môi trường mà Lớp 2 sẽ bị ăn mòn nói chung). Trong môi trường giàu clorua, có tính khử cao-(ví dụ: nhà máy hóa chất xử lý dòng clorua có tính axit), khả năng chống ăn mòn của Lớp 7 vượt qua tất cả các loại không hợp kim tiêu chuẩn, mặc dù nó không phải là loại "titan nguyên chất" theo đúng nghĩa do nguyên tố hợp kim palladium.
Vìcác loại titan hoàn toàn không được hợp kim (tinh khiết về mặt thương mại), Lớp 2mang lại khả năng chống ăn mòn vượt trội và linh hoạt nhất trong phạm vi rộng nhất của môi trường ăn mòn công nghiệp, cân bằng hiệu suất ăn mòn, độ dẻo cơ học và-hiệu quả về chi phí, đó là lý do tại sao nó là sự lựa chọn-cho các ứng dụng kỹ thuật hàng hải, xử lý hóa học và y sinh (ví dụ: thiết bị cấy ghép). Đối với các môi trường khử chuyên biệt mà CP-Ti tiêu chuẩn không đạt tiêu chuẩn, Cấp 7 (Ti-Pd) là lựa chọn thay thế tối ưu, mặc dù có chứa một lượng nhỏ hợp kim paladi.
