Студија о антиерозионим карактеристикама премаза од легуре титанијума и хрома за бродоградњу

У одржавању морских пловила, компоненте треба да издрже екстремна радна окружења, посебно изазове високе температуре ерозије, што у великој мери ограничава њихов радни век. Овај чланак се фокусира на иновативну методу обраде која има за циљ третирање материјала од легура титанијума кроз специфичне процесе и премазивање њихових површина слојем хрома како би се побољшала њихова отпорност на ерозију. Кроз експерименте ласерске аблације који симулирају стварно радно окружење бродова, ушли смо у ефекте ове обраде на својства легура титанијума и превлака хрома. Уз континуирано унапређење технологије океанског инжењеринга, захтеви за перформансе за компоненте брода постају све строжи. Легуре титанијума играју важну улогу у бродоградњи због својих одличних механичких својстава и отпорности на корозију. Међутим, проблем високотемпературне ерозије у морском окружењу остаје главна препрека његовој примени. Да бисмо одговорили на овај изазов, усвојили смо напредне технике обраде за површинску обраду легура титанијума и облагање их слојем хрома како бисмо побољшали њихову отпорност на ерозију.

Обрада и припрема материјала за обраду супстрата од легуре титанијума: Технологија прецизног сечења жице се користи за сечење сировог материјала легуре титанијума у ​​узорке стандардне величине (2 цм × 1 цм × 0.5 цм). Након тога користите брусни папир за полирање, затим полирајте пастом да бисте постигли ефекат огледала и на крају користите ултразвучно чишћење да бисте уклонили површинске нечистоће и осигурали глаткоћу површине подлоге. Обрада превлаке хрома: Користећи напредну технологију јонског превлачења, хромирани премаз се наноси на површину припремљених узорака легуре титанијума. Прецизном контролом степена вакуума (6 × 10 ^ -3 Па), температуре (300 степени Ц), притиска НХ3 (2-3 Па) и преднапона (800~1000 В), превлака хрома осигурано је да буде уједначено и густо, са временом таложења које се контролише у року од 10~20 минута. Експерименти ласерске аблације и анализа резултата су спроведени да би се проценио учинак против аблације обрађених легура титанијума и превлака хрома. Дизајнирали смо серију експеримената ласерске аблације. Експеримент је користио ласер са дугом ширином импулса (модел ФЛК-ТИКС6409Хз) који је сам направио за симулацију процеса аблације бродских компоненти у окружењима високе температуре подешавањем енергије и броја импулса. Експериментални резултати су показали да необрађена подлога од легуре титанијума показује велике и дубоке аблационе јаме на површини под ласерском аблацијом. Иако је централна област била глатка, праћена је великим бројем пукотина, а у рубном делу формиране су дебеле наслаге оксида. Насупрот томе, хромирани слој на површини обрађене легуре титанијума показује супериорне перформансе против аблације под истим условима, са плићим аблацијским јамама, мање дистрибуције пукотина и значајно смањеном акумулацијом оксида.

Кроз скенирајућу електронску микроскопију (СЕМ) и енергетску дисперзивну спектроскопију (ЕДАКС) анализу микроструктуре и састава аблиране површине, открили смо да хромирани премаз ефикасно блокира директну ерозију супстрата титанијумске легуре кисеоником на високим температурама, смањује појаву оксидационих реакција, и на тај начин побољшао укупни антиаблацијски учинак материјала. Закључак и изгледи: Ова студија је успешно побољшала отпорност на аблацију легура титанијума и превлака хрома кроз иновативне методе обраде. Експериментални резултати показују да хромирани премаз игра важну улогу у заштити подлоге од легуре титанијума од ерозије при високим температурама, значајно продужавајући век трајања бродских компоненти. Будућа истраживања могу даље да истраже утицај различитих параметара обраде на перформансе премаза, као и да развију материјале за заштитне премазе високих перформанси како би се задовољила хитна потражња за компонентама високих перформанси у индустрији бродоградње.