Študija o protierozijski učinkovitosti titanove zlitine in kromove prevleke za ladjedelništvo
Pri vzdrževanju pomorskih plovil morajo komponente prenesti ekstremna delovna okolja, zlasti izziv visokotemperaturne erozije, ki močno omejuje njihovo življenjsko dobo. Ta članek se osredotoča na inovativno metodo obdelave, katere cilj je obdelava materialov iz titanove zlitine s posebnimi postopki in prevleka njihovih površin s plastjo kroma za povečanje njihove odpornosti proti eroziji. S poskusi laserske ablacije, ki simulirajo dejansko delovno okolje ladij, smo se poglobili v učinke te obdelave na lastnosti titanovih zlitin in kromovih prevlek. Z nenehnim napredkom tehnologije oceanskega inženiringa postajajo zahteve glede zmogljivosti za ladijske komponente vse strožje. Titanove zlitine igrajo pomembno vlogo v ladjedelništvu zaradi svojih odličnih mehanskih lastnosti in odpornosti proti koroziji. Vendar problem visokotemperaturne erozije v morskem okolju ostaja velika ovira za njegovo uporabo. Za reševanje tega izziva smo sprejeli napredne tehnike obdelave za površinsko obdelavo titanovih zlitin in njihovo prevleko s plastjo kroma, da povečamo njihovo odpornost proti eroziji.
Obdelava in priprava materiala za obdelavo podlage iz titanove zlitine: Natančna tehnologija rezanja žice se uporablja za rezanje surovine iz titanove zlitine v vzorce standardne velikosti (2 cm × 1 cm × 0,5 cm). Nato uporabite brusni papir za poliranje, nato polirajte s pasto, da dosežete zrcalni učinek in na koncu z ultrazvočnim čiščenjem odstranite površinske nečistoče in zagotovite gladkost površine podlage. Obdelava kromove prevleke: z uporabo napredne tehnologije obločnega ionskega prevleke se kromova prevleka nanese na površino pripravljenih vzorcev titanove zlitine. Z natančnim nadzorom stopnje vakuuma (6 × 10 ^ -3 Pa), temperature (300 stopinj C), tlaka NH3 (2-3 Pa) in prednapetosti (800~1000 V) se kromova prevleka je zagotovljeno, da je enoten in gost, s časom nanašanja, nadzorovanim v 10-20 minutah. Poskusi z lasersko ablacijo in analiza rezultatov so bili izvedeni za oceno učinkovitosti proti ablaciji obdelanih titanovih zlitin in kromovih prevlek. Zasnovali smo vrsto poskusov laserske ablacije. Eksperiment je uporabil lastno izdelan laser z dolgo impulzno širino (model FLK-TIX6409Hz) za simulacijo procesa ablacije komponent ladje v visokotemperaturnem okolju s prilagoditvijo energije in števila impulzov. Eksperimentalni rezultati so pokazali, da je neobdelana podlaga iz titanove zlitine pokazala velike in globoke ablacijske jame na površini med lasersko ablacijo. Čeprav je bilo osrednje območje gladko, so ga spremljale številne razpoke, na robnem območju pa so nastale debele oksidne usedline. Nasprotno pa kromirana plast na površini obdelane titanove zlitine kaže vrhunsko učinkovitost proti ablaciji pod enakimi pogoji, s plitvejšimi ablacijskimi jamicami, manj porazdelitvijo razpok in znatno zmanjšanim kopičenjem oksida.
Z analizo mikrostrukture in sestave ablirane površine z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM) in energijsko disperzijsko spektroskopijo (EDAX) smo ugotovili, da je kromova prevleka učinkovito blokirala neposredno erozijo substrata iz titanove zlitine zaradi visokotemperaturnega kisika in zmanjšala pojav oksidacijskih reakcij in tako izboljšal splošno učinkovitost materiala proti ablaciji. Zaključek in možnost: Ta študija je z inovativnimi metodami obdelave uspešno izboljšala odpornost titanovih zlitin in kromovih prevlek na ablacijo. Eksperimentalni rezultati kažejo, da ima kromova prevleka pomembno vlogo pri zaščiti substrata iz titanove zlitine pred visokotemperaturno erozijo, kar znatno podaljša življenjsko dobo ladijskih komponent. Prihodnje raziskave lahko nadalje raziščejo vpliv različnih procesnih parametrov na učinkovitost prevleke, pa tudi razvijejo bolj zmogljive materiale za zaščitne prevleke, da bi zadostili nujnemu povpraševanju po visoko zmogljivih komponentah v ladjedelniški industriji.
