Štúdia o ablačnej odolnosti námorných titánových zliatin a chrómových povlakov po spracovaní

Pri výrobe a údržbe námorných plavidiel sú námorné komponenty vystavené extrémnym prevádzkovým prostrediam, najmä problémom vysokoteplotnej ablácie, čo značne obmedzuje ich životnosť. Tento článok sa zameriava na inovatívnu metódu spracovania zameranú na zvýšenie ablačnej odolnosti materiálov zliatiny titánu ich ošetrením vrstvou chrómu na ich povrchu prostredníctvom špecifického procesu. Prostredníctvom experimentov s laserovou abláciou, ktoré simulujú skutočné pracovné prostredie lode, dôkladne preskúmame účinky tohto spracovania na vlastnosti titánových zliatin a chrómových povlakov.
S neustálym pokrokom technológie námorného inžinierstva sú požiadavky na výkon komponentov lodí čoraz prísnejšie. Zliatina titánu so svojimi vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami a odolnosťou proti korózii zaujíma významné postavenie v stavbe lodí. Vysokoteplotná ablácia v morskom prostredí je však stále veľkou výzvou, ktorá obmedzuje jej aplikáciu. Aby sme splnili túto výzvu, prijali sme pokročilú technológiu spracovania na povrchovú úpravu titánových zliatin chrómovaním s cieľom zvýšiť ich ablatívnu odolnosť proti korózii.

Spôsob spracovania a príprava materiálu Spracovanie substrátu zo zliatiny titánu: na rezanie suroviny z titánovej zliatiny na vzorky štandardnej veľkosti (2 cm × 1 cm × 0,5 cm) sa použila technológia presného rezania drôtom. Následne bol vyleštený brúsnym papierom zrnitosti 1500, následne vyleštený brúsnou pastou do zrkadlového efektu a nakoniec vyčistený ultrazvukovou vlnou, aby sa odstránili povrchové nečistoty pre zabezpečenie povrchovej úpravy podkladu. Spracovanie chrómového povlaku: Chrómový povlak bol nanesený na povrch pripravených vzoriek titánovej zliatiny pomocou pokročilej technológie oblúkového iónového pokovovania. Presným riadením vákua (6×10^-3 Pa), teploty (300 stupňov), tlaku NH3 (2~3 Pa) a predpätia (800~1000 V) sa zabezpečilo, že chrómový povlak bude rovnomerný. a hustý a čas nanášania bol riadený na 10 až 20 minút. Laserové ablačné experimenty a analýza výsledkov Na vyhodnotenie ablačnej odolnosti spracovanej titánovej zliatiny a chrómového povlaku sme navrhli sériu laserových ablačných experimentov. Experimenty používali domáci laser s dlhou šírkou pulzu (model FLK-TIX6409Hz) na simuláciu procesu ablácie častí lode v prostredí s vysokou teplotou úpravou energie pulzu a počtu pulzov. Experimentálne výsledky ukazujú, že neošetrený substrát z titánovej zliatiny má na povrchu pod laserovou abláciou veľké a hlboké ablačné krátery, s veľkým počtom trhlín v strednej oblasti, hoci sú hladké, a s hustým nahromadením oxidu v okrajovej oblasti. Na rozdiel od toho pochrómovaná vrstva na povrchu spracovanej titánovej zliatiny vykazovala vynikajúcu odolnosť voči ablácii za rovnakých podmienok, s plytšími ablačnými jamkami a menším počtom trhlín a výrazne menšou tvorbou oxidov.
Prostredníctvom skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM) a energeticky disperznej spektroskopie (EDAX) mikromorfológie a analýzy zloženia ablatovaných povrchov sme zistili, že chrómový povlak účinne blokuje priamu eróziu vysokoteplotného kyslíka na substráte z titánovej zliatiny a znižuje výskyt. oxidačných reakcií, čím sa zlepšujú celkové vlastnosti materiálu odolné voči ablácii.