У производњи и одржавању морских пловила, морске компоненте су подвргнуте екстремним оперативним окружењима, посебно изазовом аблације високог температура, што увелико ограничава њихов радни век. Овај рад се фокусира на иновативну методу обраде чији је циљ унапређење отпорности на аблацијску материју алогима титанијум третирајући их са хроминским слојем на њиховој површини специфичним процесом. Кроз ласерске аблације експерименте који симулирају стварно оперативно окружење брода, пружамо увид у ефекте ове обраде ове обраде на својствима легура титанијума и хромираних премаза.
Уз континуирани напредак технологије морског инжењерства, захтеви за перформансе за компоненте бродова постају све строжији. Алегација титанија, са одличним механичким својствима и отпорношћу на корозију, заузима важну позицију у бродоградњи. Међутим, аблација високог температура у морском окружењу и даље је велики изазов који ограничава његову примену. Да бисмо испунили овај изазов, усвојили смо напредну технологију обраде на површинску легуру титанијум-а са хромираним плочама, у циљу унапређења њихове аблативне отпорности на корозију.
Метода обраде и припрема материјала
Обрада подлоге од легуре титанијум: сировина сировина титанијум-алета је исечена на узорке стандардне величине (2 цм × 1 цм × 0. 5 цм) користећи прецизност технологије сечења жица. Након тога, 1500 гриц брусних папа користило се за полирање, а затим је абразивна паста искоришћена за пољски на огледало, а на крају је ултразвучно чишћење коришћено за уклањање површинских нечистоћа да би се осигурало површинске обраде подлоге.
Обрада хромима премаз: Цхромиум премаз је депонован на површини припремљених узорака легура титанијум-а користећи напредни АРЦ ион технологију за преграде. Прецизно контролом вакуума (6 × 10 ^ {-3 ПА), температура (300 степени), НХ3 притисак (2 ~ 1 ПА) и напон пристрасности (800 ~ 1000 В), на површини је уједначено и густо, а време таложења је контролирано у 10 ~ 20 минута.
Ласерски експеримент и анализа резултата
Серија експеримената ласерских аблација дизајнирана је за процену отпорности на аблацију прерађеног легура титанијума и хромима. Експерименти су користили домаће ласерске ласере дуге пулсе (модел ФЛК-ТИКС6409ХЗ) да би симулирали поступак аблације дијелова бродских дијелова у окружењу високе температуре прилагођавањем енергије импулса и број импулса.
Експериментални резултати показују да необрађена супстрат од легуре титанијум-а има велике и дубоке аблације на површини под ласерским аблацијом, са великим бројем пукотина у средишњем подручју иако глатка и густа акумулација оксида у подручју ивице. Супротно томе, хромирани слој на површини прерађеног легура титанијум-а показао је врхунску отпорност на аблацију под истим условима, са плитким длацима за аблацију и мање пукотина и знатно мање оксида.
Кроз скенирање електронске микроскопије (СЕМ) и енергетска дисперзивна спектроскопија (ЕДАКС) микро-морфологија и композицијска анализа аблаираних површина, нашли смо да је хроманизам ефикасно блокирао директну ерозију кисеоника високог температура на легуру на алуминији титанијум-а, и смањио појаву оксидационих реакција, на тај начин побољшала општим својствима материјала отпорна на високо отпорно на располагање материјала.
Закључак и изгледи
У овој студији, отпорност на аблацијску легуру титанијум-а и хромима је успешно побољшан кроз иновативне методе обраде. Експериментални резултати показују да хромирање игра овлашћује важну улогу у заштити супстрата од легуре титанијум-а од аблације високе температуре, која значајно проширује радни век бродских компоненти. Будућа истраживања могу даље да истражују ефекте различитих параметара обраде на перформансе премаза, као и развој више заштитних материјала са високим перформансама, како би се испуниле хитну потражњу за дијеловима високих перформанси у пољу бродоградње.
