Študija odpornosti pomorskih titanovih zlitin in kromovih prevlek po predelavi na ablacijo

Pri izdelavi in ​​vzdrževanju ladijskih plovil so ladijske komponente izpostavljene ekstremnim delovnim okoljem, zlasti izzivu visokotemperaturne ablacije, ki močno omejuje njihovo življenjsko dobo. Ta članek se osredotoča na inovativno metodo obdelave, namenjeno povečanju odpornosti proti ablaciji materialov iz titanovih zlitin z obdelavo s plastjo kroma na površini s posebnim postopkom. S poskusi laserske ablacije, ki simulirajo dejansko delovno okolje ladje, temeljito raziskujemo učinke te obdelave na lastnosti titanovih zlitin in kromovih prevlek.
Z nenehnim napredkom pomorske inženirske tehnologije postajajo zahteve glede zmogljivosti za ladijske komponente vse strožje. Titanova zlitina s svojimi odličnimi mehanskimi lastnostmi in odpornostjo proti koroziji zavzema pomembno mesto v ladjedelništvu. Vendar pa je visokotemperaturna ablacija v morskem okolju še vedno velik izziv, ki omejuje njeno uporabo. Da bi se soočili s tem izzivom, smo sprejeli napredno tehnologijo obdelave za površinsko obdelavo titanovih zlitin s kromiranjem, da bi povečali njihovo odpornost proti ablativni koroziji.

Metoda obdelave in priprava materiala Obdelava substrata iz titanove zlitine: tehnologija natančnega rezanja žice je bila uporabljena za rezanje surovine iz titanove zlitine na vzorce standardne velikosti (2 cm × 1 cm × 0,5 cm). Nato je bil poliran z brusnim papirjem zrnatosti 1500, nato poliran z abrazivno pasto do zrcalnega učinka in končno očiščen z ultrazvočnimi valovi, da so odstranili površinske nečistoče in tako zagotovili končno obdelavo površine podlage. Obdelava kromove prevleke: Kromova prevleka je bila nanesena na površino pripravljenih vzorcev titanove zlitine z uporabo napredne tehnologije obločnega ionskega prevleke. Z natančnim nadzorom vakuuma (6×10^-3 Pa), temperature (300 stopinj), tlaka NH3 (2~3 Pa) in prednapetosti (800~1000 V) je bila zagotovljena enotna kromova prevleka in gosto, čas odlaganja pa je bil nadzorovan na 10 ~ 20 minut. Poskusi z lasersko ablacijo in analiza rezultatov Da bi ovrednotili odpornost obdelane titanove zlitine in kromovega premaza na ablacijo, smo zasnovali serijo eksperimentov z lasersko ablacijo. Poskusi so uporabili domači laser z dolgo impulzno širino (model FLK-TIX6409Hz) za simulacijo procesa ablacije delov ladje v visokotemperaturnem okolju s prilagajanjem energije impulza in števila impulzov. Eksperimentalni rezultati kažejo, da ima neobdelana podlaga iz titanove zlitine velike in globoke ablacijske kraterje na površini med lasersko ablacijo, z velikim številom razpok v osrednjem območju, čeprav gladke, in debelo kopičenje oksida na robnem območju. V nasprotju s tem je kromirana plast na površini obdelane titanove zlitine pokazala vrhunsko odpornost na ablacijo pod enakimi pogoji, s plitvejšimi ablacijskimi jamami in manj razpokami ter znatno manjšim kopičenjem oksida.
Z mikromorfologijo in analizo sestave abliranih površin z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM) in energijsko disperzijsko spektroskopijo (EDAX) smo ugotovili, da je kromova prevleka učinkovito blokirala neposredno erozijo visokotemperaturnega kisika na substratu iz titanove zlitine in zmanjšala pojav oksidacijskih reakcij, s čimer se izboljšajo splošne lastnosti materiala, odporne na ablacijo.