Studie om anti-erosjonsytelsen til titanlegering og krombelegg for skipsbygging
Ved vedlikehold av marine fartøyer må komponentene tåle ekstreme arbeidsmiljøer, spesielt utfordringen med høytemperaturerosjon, som i stor grad begrenser deres levetid. Denne artikkelen fokuserer på en innovativ prosessmetode som tar sikte på å behandle titanlegeringsmaterialer gjennom spesifikke prosesser og belegge overflatene deres med et kromlag for å øke motstanden mot erosjon. Gjennom laserablasjonseksperimenter som simulerer det faktiske arbeidsmiljøet til skip, har vi fordypet oss i effekten av denne behandlingen på egenskapene til titanlegeringer og krombelegg. Med den kontinuerlige utviklingen av havteknisk teknologi, blir ytelseskravene til skipskomponenter stadig strengere. Titanlegeringer spiller en viktig rolle i skipsbygging på grunn av deres utmerkede mekaniske egenskaper og korrosjonsbestandighet. Problemet med høytemperaturerosjon i det marine miljøet er imidlertid fortsatt et stort hinder for anvendelsen. For å møte denne utfordringen har vi tatt i bruk avanserte prosesseringsteknikker for å overflatebehandle titanlegeringer og belegge dem med et kromlag for å øke deres motstand mot erosjon.
Bearbeiding og materialforberedelse for behandling av titanlegeringssubstrat: Presisjonstrådskjæringsteknologi brukes til å kutte titanlegeringsråmaterialet til prøver i standardstørrelse (2 cm × 1 cm × 0,5 cm). Bruk deretter sandpapir til polering, poler deretter med pasta for å oppnå en speileffekt, og bruk til slutt ultralydrens for å fjerne urenheter på overflaten og sikre jevnheten til underlagets overflate. Behandling av krombelegg: Ved bruk av avansert lysbue-ion-beleggteknologi avsettes krombelegg på overflaten av preparerte prøver av titanlegering. Ved nøyaktig å kontrollere vakuumgraden (6 × 10 ^ -3 Pa), temperaturen (300 grader C), NH3-trykket (2-3 Pa) og forspenningen (800~1000 V), krombelegget sikres å være jevn og tett, med en avsetningstid kontrollert innen 10~20 minutter. Laserablasjonseksperimenter og resultatanalyse ble utført for å evaluere anti-ablasjonsytelsen til behandlede titanlegeringer og krombelegg. Vi designet en serie med laserablasjonseksperimenter. Eksperimentet brukte en selvlaget laser med lang pulsbredde (modell FLK-TIX6409Hz) for å simulere ablasjonsprosessen til skipskomponenter i høytemperaturmiljøer ved å justere pulsenergien og antallet. De eksperimentelle resultatene viste at det ubehandlede titanlegeringssubstratet viste store og dype ablasjonsgroper på overflaten under laserablasjon. Selv om det sentrale området var glatt, ble det ledsaget av mange sprekker, og det ble dannet tykke oksidavsetninger i kantområdet. I motsetning til dette viser det forkrommede laget på overflaten av den behandlede titanlegeringen overlegen anti-ablasjonsytelse under de samme forholdene, med grunnere ablasjonsgroper mindre sprekkfordeling og betydelig redusert oksidakkumulering.
Gjennom skanningselektronmikroskopi (SEM) og energidispersiv spektroskopi (EDAX) analyse av mikrostrukturen og sammensetningen av den ablerte overflaten fant vi at krombelegget effektivt blokkerte den direkte erosjonen av titanlegeringssubstratet av høytemperatur oksygen, reduserte forekomsten av oksidasjonsreaksjoner, og dermed forbedret den generelle antiablasjonsytelsen til materialet. Konklusjon og utsikter: Denne studien forbedret ablasjonsmotstanden til titanlegeringer og krombelegg med suksess gjennom innovative prosesseringsmetoder. De eksperimentelle resultatene indikerer at krombelegg spiller en viktig rolle i å beskytte titanlegeringssubstratet mot høytemperaturerosjon, noe som forlenger levetiden til skipskomponenter betydelig. Fremtidig forskning kan videre utforske virkningen av ulike prosessparametere på beleggsytelse, samt utvikle mer høyytelses beskyttende beleggmaterialer for å møte den presserende etterspørselen etter høyytelseskomponenter i skipsbyggingsindustrien.
