Die Titan-Palladium-Legierung ist eine α-Titanlegierung mit Titan als Matrix und einem geringen Palladium anteil (typischerweise 0,04 % – 0,25 %). Die katalytische Wirkung des Palladiums verbessert die Korrosionsbeständigkeit von Titan in reduzierenden Medien deutlich, während gleichzeitig die Vorteile von Titan wie geringes Gewicht, hohe Festigkeit und gute Bearbeitbarkeit erhalten bleiben.
Titan selbst besitzt eine gute Korrosionsbeständigkeit. In bestimmten reduzierenden, nicht-oxidierenden oder lokal sauerstoffarmen sauren Medien (wie verdünnter Salzsäure, verdünnter Schwefelsäure, Phosphorsäure, Oxalsäure usw.) ist der schützende Oxidfilm auf der Oberfläche jedoch nicht stabil genug und neigt zu Spalt- oder Lochfraßkorrosion.
Kathodischer Legierungseffekt: Palladium ist ein Edelmetall mit einem deutlich höheren Potenzial als Titan. In korrosiven Umgebungen verteilt sich Palladium gleichmäßig als kleine Kathodenphase in der Titanmatrix. Es fördert die Passivierung. Bei beginnender lokaler Korrosion kann die kathodische Wirkung von Palladium die Passivierung des Titananodenbereichs deutlich beschleunigen und rasch einen schützenden Oxidfilm (TiO₂) neu bilden. Durch die Reduzierung der Korrosionsrate weist die Titan-Palladium-Legierung in reduzierenden Medien eine um mehrere Größenordnungen höhere Korrosionsbeständigkeit auf als Reintitan, insbesondere unter extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen, hohen Konzentrationen oder niedrigen pH-Werten.
Die hervorragende Korrosionsbeständigkeit zeigt sich sowohl in oxidierenden als auch in reduzierenden Medien und ist insbesondere hinsichtlich der Beständigkeit gegen Nahtkorrosion deutlich überlegen. Sie erbt die Vorteile von Titan, wie geringe Dichte, hohe spezifische Festigkeit, Nichtmagnetismus und gute Biokompatibilität. Zudem ist sie hervorragend bearbeitbar. Ihre mechanischen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften ähneln denen von Reintitan, sodass Schmieden, Walzen, Schweißen usw. möglich sind. Auch nach dem Schweißen bleibt die Korrosionsbeständigkeit erhalten. Das breite Anwendungsspektrum hat die Einsatzmöglichkeiten von Titan in der chemischen Industrie erweitert. Vergleich mit der Titan-Molybdän-Nickel-Legierung (Gr 12):
Gr 7 (Ti-Pd): Durch die kathodische Modifizierung mit dem Edelmetall Palladium beruht der Korrosionsschutzmechanismus auf der „erleichterten Passivierung“. Die Legierung zeigt selbst in oxidierenden Medien hervorragende Ergebnisse. Gr 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni): Durch die Erhöhung der thermodynamischen Stabilität von Titan in reduzierenden Medien mittels der Zugabe von Molybdän und Nickel wird der Mechanismus der „Legierungsverfestigung“ angewendet. Die Beständigkeit gegenüber Korrosion durch reduzierende Säuren ist besser als die von Reintitan, aber in der Regel etwas geringer als die von Gr 7. Die Kosten sind jedoch deutlich niedriger als bei Gr 7. Empfehlung: Bei ausreichendem Budget und extremen Betriebsbedingungen empfiehlt sich Gr 7. Wenn die Kosten eine wichtige Rolle spielen und die Arbeitsbedingungen mäßig anspruchsvoll sind, ist die Güteklasse 12 die kostengünstigere Wahl.
Beispiele: Chemische Anwendungen: Salzsäureverdampfer, Leitungen für verdünnte Schwefelsäure, Phosphorsäurereaktor, Harnstoffsyntheseturm, Elektrolysezelle (beständig gegen reduzierende Säuren, hohe Temperaturen und Chloridionenkorrosion); Petrochemische Entschwefelungsanlage, Leitungen für saure Gase, Hydrierungsanlagen (beständig gegen Schwefelwasserstoff, organische Säuren, hohe Temperaturen und hohen Druck); Schiffstechnische Anwendungen: Meerwasserentsalzungsanlagen, Wärmetauscher für Schiffsplattformen, Meerwasseraufbereitungssysteme (beständig gegen Meerwasserkorrosion und biologische Anhaftung); Metallurgische Anwendungen: Nassmetallurgische Anlagen, Galvanisierbecken, Leitungen für korrosive Flüssigkeiten (beständig gegen starke Säuren, starke Laugen und hochsalzhaltige Medien). Pharmazeutische und pharmazeutische Reaktionsgefäße, sterile Flüssigkeitstransportsysteme, korrosionsbeständig, gute Biokompatibilität, keine Schwermetallbelastung.
Wärmebehandlung und Weiterverarbeitung sollten unter Vakuum oder in inerter Atmosphäre erfolgen, um Oxidation und Wasserstoffaufnahme zu verhindern. Während der Verarbeitung ist darauf zu achten, dass keine Eisenverunreinigung auftritt, da diese die Korrosionsbeständigkeit des Materials beeinträchtigen kann. Titan-Palladium-Legierungen (z. B. TA9/Gr 7) gelten als die korrosionsbeständigsten Titanwerkstoffe. Durch die Zugabe einer geringen Menge des Edelmetalls Palladium konnte die Korrosionsbeständigkeit deutlich verbessert werden. Sie eignen sich besonders gut für den Einsatz in reduzierenden sauren Medien. Ihre hohe Leistungsfähigkeit hat ihren Preis, und sie stellen eine der besten Materiallösungen für extreme Korrosionsprobleme dar.
