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チタンは錆びる?錆びない?チタンと錆/腐食の関係を徹底調査!

   

チタンは比較的最近になって広く普及した金属です。
軽い上に強く、現在では様々な金属部品として活用されているとても便利な金属です。
さらにこのチタンなのですが、錆びた姿を見たことがありません。
果たして、チタンは錆びない金属なのでしょうか?
ということで、今回はチタンと錆びの関係を調査してみました。
 

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1.チタンの濃厚食塩水環境での耐食性は?海水でも大丈夫?

金や白金は、金属として生まれながらにして不活性で、腐食しにくいように定まっています。

特に、金は全く腐食しません。

一方チタンは、生まれは活性であり、環境中では不働態化して初めて超一流の耐食性を身につけます。

軽いことから航空機の部品に使用され、また、耐食性が優れることで蒸発式の海水淡水化装置の伝熱管や食塩製造装置の蒸発釜などに使用されています。

ということで、チタンは海水などの過酷な状況であっても錆びない金属といっても過言ではないほど錆びにくい金属です。

チタンの強度は一般には鉄鋼より低いのですが、チタン合金の比強度は高張力鋼に匹敵します。

このことから、チタン合金は輸送機器等の重量の低減に役立ちます。

また、チタンの飽和食塩水に対する隙間腐食の耐食性が高く優れています。

隙間腐食に対する耐食性が、スーパーステンレス鋼の20Cr-24Ni-6Moや29Cr-2Ni-4Moよりはるかに優れます。

塩化物イオンを含有する腐食性の厳しい各種環境に適用できます。

チタン1
 

2.万能と思われるチタンの弱点とは?

しかし、チタンにも弱点がないわけではありません。

酸性環境やアルカリ性環境では使用を勧められません。

チタンは、酸性およびアルカリ領域で溶解してしまいます。

酸性ではTi³⁺イオン、アルカリ性で、不働態皮膜を形成するTiO、Ti₂O₃、TiO₂がHTiO₃⁻イオンとなり溶解します。

耐アルカリ性では、炭素鋼やステンレス鋼より劣ることから、反応装置などにおいてアルカリが生成する可能性がある装置での使用は避けるべきです。

硫酸、塩酸などの還元性の酸性環境では、チタンは腐食するとともに、チタン水素化物を生成して脆化する危険性もあります。

「錆び」と「腐食」

ちなみに、錆びは腐食によって生じた腐食生成物です。

金属が環境と関わって損傷する現象である腐食の結果、金属表面が腐食生成物の錆びで覆われます。

 
【航空機部品メーカー発 職人技のチタンペン】


 
 

3.関連記事を紹介!

以下の記事では、チタン以外の金属と錆びの関係について解説しています。

もしよろしかったら覗いてみてください。

【錆びない金属/錆びにくい金属/錆びやすい金属を理由含め解説!】
http://g2015graman.top/archives/7066.html

錆びない金属5
 

まとめ

チタンは軽く強い金属であることから、航空機の部品として活用されています。

濃厚食塩や塩化物環境には耐食性抜群ですので、海水でもほぼ錆びません。

ただし、還元性の酸や高温アルカリ溶液では腐食しますので、注意が必要です。

ということで、チタンは強度と耐食性と優秀な金属ではありますが、弱点があるということですね。
 

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