При производството и поддръжката на морските съдове морските компоненти са подложени на екстремни работни среди, особено предизвикателството за високотемпературна аблация, което значително ограничава експлоатационния им живот. Този документ се фокусира върху иновативен метод за обработка, насочен към засилване на устойчивостта на аблация на титанови сплавски материали, като ги обработва с хром слой на тяхната повърхност чрез конкретен процес. Чрез експерименти с лазерна аблация, които симулират действителната работна среда на кораб, ние предоставяме представа за ефектите от това обработка на обработката върху свойствата на титанови сплави и хромирани покрития.
С непрекъснатия напредък на технологията на морското инженерство, изискванията за производителност на компонентите на корабите стават все по -строги. Титановата сплав, с отличните си механични свойства и устойчивост на корозия, заема важна позиция при корабостроителницата. Въпреки това, високотемпературната аблация в морската среда все още е основно предизвикателство, което ограничава приложението му. За да посрещнем това предизвикателство, ние приехме усъвършенствана технология за обработка на повърхностно лечение на титанови сплави с хромово покритие с оглед засилване на тяхната аблативна устойчивост на корозия.
Метод на обработка и подготовка на материали
Обработка на субстрат с титанова сплав: Суровината на титанната сплав беше нарязана на образци със стандартен размер (2 см × 1 см × 0. 5 cm), използвайки прецизна технология за рязане на тел. Впоследствие 1500 песъчинки са използвани за полиране, след това абразивна паста се използва за полиране до огледален ефект и накрая е използвано ултразвуково почистване за отстраняване на повърхностни примеси, за да се гарантира повърхностното покритие на субстрата.
Обработка на хромово покритие: Хромовото покритие се отлага върху повърхността на подготвените проби от титанова сплав с помощта на технология за усъвършенствана дъга. Чрез прецизно контролиране на вакуума (6 × 10^-3 PA), температура (300 градуса), налягане на NH3 (2 ~ 3 PA) и напрежение на отклонение (800 ~ 1000 V), покритието на хрома се гарантира, че е равномерно и плътно, а времето за отлагане се контролира на 10 ~ 20 минути.
Експеримент с лазерна аблация и анализ на резултатите
Поредица от експерименти с лазерна аблация са проектирани за оценка на устойчивостта на аблация на обработената титанова сплав и хромово покритие. Експериментите използваха домашен лазер с дълга пулса (модел flk-tix6409Hz), за да симулират процеса на аблация на корабните части във висока температура, като регулират енергията на импулса и броя на импулсите.
Експерименталните резултати показват, че нелекуваният субстрат от титанова сплав има големи и дълбоки кратери за аблация на повърхността при лазерна аблация, с голям брой пукнатини в централната област, макар и гладки, и дебело натрупване на оксид в зоната на ръба. За разлика от тях, слоят с хром на повърхността на преработената титанова сплав показва превъзходна устойчивост на аблация при същите условия, с по-плитки ями за аблация и по-малко пукнатини и значително по-малко натрупване на оксид.
Чрез сканираща електронна микроскопия (SEM) и енергийно дисперсивна спектроскопия (EDAX) микроморфология и композиционен анализ на повърхностите на Ablated, установихме, че хромовото покритие ефективно блокира директната ерозия на високотемпературния кислород върху субстрата на сплав от титана и намалява възникването на реакциите на оксидация, като по този начин подобрява общата реакция на окисления.
Заключение и перспективи
В това проучване устойчивостта на аблацията на титанови сплави и хромови покрития е успешно подобрена чрез иновативни методи за обработка. Експерименталните резултати показват, че хромовото покритие играе важна роля за защитата на субстрата на титанната сплав от високотемпературна аблация, която значително удължава експлоатационния живот на компонентите на кораба. Бъдещите изследвания могат допълнително да проучат ефектите на различните параметри на обработката върху работата на покритието, както и разработването на по-високоефективни защитни материали за покритие, за да се отговори на спешното търсене на части с високопроизводителност в областта на корабостроенето.
