Štúdia o antieróznom výkone titánovej zliatiny a chrómového náteru pre stavbu lodí
Pri údržbe námorných plavidiel musia komponenty odolávať extrémnym pracovným prostrediam, najmä výzve vysokoteplotnej erózie, ktorá značne obmedzuje ich životnosť. Tento článok sa zameriava na inovatívnu metódu spracovania zameranú na ošetrenie materiálov zliatiny titánu prostredníctvom špecifických procesov a potiahnutie ich povrchov vrstvou chrómu na zvýšenie ich odolnosti voči erózii. Prostredníctvom laserových ablačných experimentov simulujúcich skutočné pracovné prostredie lodí sme sa ponorili do účinkov tohto spracovania na vlastnosti titánových zliatin a chrómových povlakov. S neustálym pokrokom technológie oceánskeho inžinierstva sú požiadavky na výkon komponentov lodí čoraz prísnejšie. Zliatiny titánu zohrávajú dôležitú úlohu pri stavbe lodí vďaka svojim vynikajúcim mechanickým vlastnostiam a odolnosti voči korózii. Problém vysokoteplotnej erózie v morskom prostredí však zostáva hlavnou prekážkou jej uplatňovania. Na vyriešenie tejto výzvy sme prijali pokročilé techniky spracovania na povrchovú úpravu titánových zliatin a ich potiahnutie vrstvou chrómu, aby sa zvýšila ich odolnosť voči erózii.
Spracovanie a príprava materiálu na spracovanie substrátu z titánovej zliatiny: Technológia presného rezania drôtom sa používa na rezanie suroviny z titánovej zliatiny na vzorky štandardnej veľkosti (2 cm × 1 cm × 0,5 cm). Následne použite brúsny papier na leštenie, následne vyleštite pastou pre dosiahnutie zrkadlového efektu a nakoniec pomocou ultrazvukového čistenia odstráňte povrchové nečistoty a zaistite hladkosť povrchu podkladu. Spracovanie chrómového povlaku: Pomocou pokročilej technológie oblúkového iónového pokovovania sa chrómový povlak nanáša na povrch pripravených vzoriek titánovej zliatiny. Presným riadením stupňa vákua (6 × 10 ^ -3 Pa), teploty (300 stupňov C), tlaku NH3 (2-3 Pa) a predpätia (800~1000 V) sa chrómový povlak je zaručené, že je rovnomerné a husté, s časom nanášania riadeným v rámci 10 až 20 minút. Boli uskutočnené experimenty s laserovou abláciou a analýza výsledkov s cieľom vyhodnotiť antiablačný výkon spracovaných titánových zliatin a chrómových povlakov. Navrhli sme sériu experimentov s laserovou abláciou. Experiment použil vlastnoručne vyrobený laser s dlhou šírkou impulzu (model FLK-TIX6409Hz) na simuláciu procesu ablácie komponentov lode vo vysokoteplotnom prostredí úpravou energie a počtu impulzov. Experimentálne výsledky ukázali, že neošetrený substrát z titánovej zliatiny vykazoval na povrchu pri laserovej ablácii veľké a hlboké ablačné jamky. Aj keď bola centrálna oblasť hladká, bola sprevádzaná mnohými trhlinami a v okrajovej oblasti sa vytvorili silné oxidové usadeniny. Na rozdiel od toho pochrómovaná vrstva na povrchu spracovanej titánovej zliatiny vykazuje za rovnakých podmienok vynikajúci antiablačný výkon, s plytšími ablačnými jamkami, menšou distribúciou trhlín a výrazne zníženou akumuláciou oxidov.
Analýzou mikroštruktúry a zloženia ablatovaného povrchu skenovacou elektrónovou mikroskopiou (SEM) a energeticky disperznou spektroskopiou (EDAX) sme zistili, že chrómový povlak účinne blokuje priamu eróziu substrátu z titánovej zliatiny vysokoteplotným kyslíkom, znižuje výskyt oxidačných reakcií, čím sa zlepšil celkový antiablačný výkon materiálu. Záver a vyhliadky: Táto štúdia úspešne zlepšila odolnosť titánových zliatin a chrómových povlakov voči ablácii prostredníctvom inovatívnych metód spracovania. Experimentálne výsledky naznačujú, že chrómový povlak hrá dôležitú úlohu pri ochrane substrátu z titánovej zliatiny pred vysokoteplotnou eróziou, čím sa výrazne predlžuje životnosť komponentov lode. Budúci výskum môže ďalej preskúmať vplyv rôznych parametrov spracovania na výkon náteru, ako aj vyvinúť vysokovýkonnejšie ochranné náterové materiály, aby sa uspokojil naliehavý dopyt po vysokovýkonných komponentoch v lodiarskom priemysle.
