Studiu privind performanța anti-eroziune a aliajului de titan și a acoperirii cu crom pentru construcțiile navale

În întreținerea navelor marine, componentele trebuie să reziste la medii de lucru extreme, în special la provocarea eroziunii la temperaturi ridicate, care limitează foarte mult durata de viață a acestora. Acest articol se concentrează pe o metodă inovatoare de prelucrare care vizează tratarea materialelor din aliaj de titan prin procese specifice și acoperirea suprafețelor acestora cu un strat de crom pentru a le spori rezistența la eroziune. Prin experimente de ablație cu laser care simulează mediul real de lucru al navelor, am aprofundat în efectele acestei prelucrări asupra proprietăților aliajelor de titan și a acoperirilor de crom. Odată cu progresul continuu al tehnologiei de inginerie oceanică, cerințele de performanță pentru componentele navei devin din ce în ce mai stricte. Aliajele de titan joacă un rol important în construcțiile navale datorită proprietăților lor mecanice excelente și rezistenței la coroziune. Cu toate acestea, problema eroziunii la temperaturi înalte în mediul marin rămâne un obstacol major în calea aplicării sale. Pentru a face față acestei provocări, am adoptat tehnici avansate de procesare pentru a trata aliajele de titan pe suprafață și pentru a le acoperi cu un strat de crom pentru a le spori rezistența la eroziune.

Prelucrarea și pregătirea materialului pentru prelucrarea substratului din aliaj de titan: Tehnologia de tăiere cu sârmă de precizie este utilizată pentru a tăia materia primă din aliaj de titan în mostre de dimensiune standard (2 cm × 1 cm × 0,5 cm). Ulterior, utilizați șmirghel pentru lustruire, apoi lustruiți cu pastă pentru a obține un efect de oglindă și, în final, utilizați curățarea cu ultrasunete pentru a îndepărta impuritățile de suprafață și pentru a asigura netezimea suprafeței substratului. Procesarea acoperirii cu crom: Utilizând tehnologia avansată de placare cu ioni cu arc, acoperirea cu crom este depusă pe suprafața mostrelor de aliaj de titan preparate. Prin controlul precis al gradului de vid (6 × 10 ^ -3 Pa), al temperaturii (300 grade C), al presiunii NH3 (2-3 Pa) și al tensiunii de polarizare (800~1000 V), acoperirea cu crom este asigurată a fi uniformă și densă, cu un timp de depunere controlat în 10~20 minute. Au fost efectuate experimente de ablație cu laser și analiza rezultatelor pentru a evalua performanța anti-ablație a aliajelor de titan prelucrate și a acoperirilor de crom. Am proiectat o serie de experimente de ablație cu laser. Experimentul a folosit un laser cu lățime lungă a impulsurilor (modelul FLK-TIX6409Hz) pentru a simula procesul de ablație a componentelor navei în medii cu temperatură înaltă, prin ajustarea energiei și a numărului pulsului. Rezultatele experimentale au arătat că substratul de aliaj de titan netratat a prezentat gropi mari și adânci de ablație pe suprafața sub ablație cu laser. Deși zona centrală era netedă, aceasta a fost însoțită de multe fisuri, iar în zona marginii s-au format depozite groase de oxizi. În schimb, stratul cromat de pe suprafața aliajului de titan prelucrat prezintă o performanță anti-ablație superioară în aceleași condiții, cu gropi de ablație mai puțin adânci, o distribuție mai mică a fisurilor și o acumulare de oxid semnificativ redusă.

Prin analiza microscopiei electronice cu scanare (SEM) și spectroscopiei cu dispersie energetică (EDAX) a microstructurii și compoziției suprafeței ablate, am constatat că acoperirea cu crom a blocat eficient eroziunea directă a substratului din aliaj de titan de către oxigenul la temperatură înaltă, a redus apariția. a reacțiilor de oxidare și, astfel, a îmbunătățit performanța globală anti-ablație a materialului. Concluzie și perspective: Acest studiu a îmbunătățit cu succes rezistența la ablație a aliajelor de titan și a acoperirilor de crom prin metode inovatoare de procesare. Rezultatele experimentale indică faptul că acoperirea cu crom joacă un rol important în protejarea substratului din aliaj de titan de eroziunea la temperatură înaltă, prelungind semnificativ durata de viață a componentelor navei. Cercetările viitoare pot explora în continuare impactul diferiților parametri de procesare asupra performanței acoperirii, precum și pot dezvolta mai multe materiale de acoperire de protecție de înaltă performanță pentru a satisface cererea urgentă de componente de înaltă performanță în industria construcțiilor navale.