Dalam pembuatan dan penyelenggaraan kapal laut, komponen laut tertakluk kepada persekitaran operasi yang melampau, terutamanya cabaran ablasi suhu tinggi, yang sangat membatasi hayat perkhidmatan mereka. Makalah ini memberi tumpuan kepada kaedah pemprosesan inovatif yang bertujuan untuk meningkatkan rintangan ablasi bahan aloi titanium dengan merawatnya dengan lapisan kromium pada permukaannya melalui proses tertentu. Melalui eksperimen ablasi laser yang mensimulasikan persekitaran operasi sebenar kapal, kami memberikan gambaran tentang kesan rawatan pemprosesan ini terhadap sifat -sifat aloi titanium dan salutan krom.
Dengan kemajuan teknologi kejuruteraan marin yang berterusan, keperluan prestasi untuk komponen kapal menjadi semakin ketat. Aloi Titanium, dengan sifat mekanikal yang sangat baik dan rintangan kakisannya, menduduki kedudukan penting dalam pembinaan kapal. Walau bagaimanapun, ablasi suhu tinggi dalam persekitaran laut masih merupakan cabaran utama yang menyekat permohonannya. Untuk memenuhi cabaran ini, kami telah mengguna pakai teknologi pemprosesan maju untuk merawat aloi titanium dengan penyaduran kromium, dengan tujuan untuk meningkatkan rintangan kakisan ablatif mereka.
Kaedah pemprosesan dan penyediaan bahan
Pemprosesan Substrat Alloy Titanium: Bahan mentah aloi titanium dipotong menjadi spesimen saiz standard (2 cm × 1 cm × 0. 5 cm) menggunakan teknologi pemotongan dawai ketepatan. Seterusnya, 1500 grit kertas pasir digunakan untuk menggilap, kemudian pasta kasar digunakan untuk menggilap ke kesan cermin, dan akhirnya pembersihan ultrasonik digunakan untuk menghilangkan kekotoran permukaan untuk memastikan kemasan permukaan substrat.
Pemprosesan salutan kromium: Salutan kromium disimpan di permukaan sampel aloi titanium yang disediakan menggunakan teknologi penyaduran arka lanjutan. Dengan mengawal vakum (6 × 10^-3 PA), suhu (300 darjah), tekanan NH3 (2 ~ 3 pa) dan voltan bias (800 ~ 1000 V), salutan kromium dipastikan seragam dan padat, dan masa pemendapan dikawal pada 10 ~ 20 minit.
Eksperimen ablasi laser dan analisis hasil
Satu siri eksperimen ablasi laser direka untuk menilai rintangan ablasi aloi titanium dan salutan kromium yang diproses. Eksperimen menggunakan laser lebar nadi panjang buatan sendiri (model FLK-TIX6409HZ) untuk mensimulasikan proses ablasi bahagian kapal dalam persekitaran suhu tinggi dengan menyesuaikan tenaga nadi dan bilangan denyutan.
Hasil eksperimen menunjukkan bahawa substrat aloi titanium yang tidak dirawat mempunyai kawah ablasi yang besar dan mendalam di permukaan di bawah ablasi laser, dengan sejumlah besar keretakan di kawasan tengah walaupun licin, dan pengumpulan oksida tebal di kawasan tepi. Sebaliknya, lapisan bersalut kromium pada permukaan aloi titanium yang diproses menunjukkan rintangan ablasi yang unggul di bawah keadaan yang sama, dengan lubang ablasi yang lebih cetek dan retak yang lebih sedikit, dan pembentukan oksida yang jauh lebih rendah.
Melalui pengimbasan mikroskopi elektron (SEM) dan spektroskopi penyebaran tenaga (EDAX) mikro-morfologi dan analisis komposisi dari permukaan ablated, kami mendapati bahawa salutan kromium secara berkesan menyekat hakisan langsung oksygen.
Kesimpulan dan pandangan
Dalam kajian ini, rintangan ablasi aloi titanium dan salutan kromium berjaya dipertingkatkan melalui kaedah pemprosesan inovatif. Hasil eksperimen menunjukkan bahawa salutan kromium memainkan peranan penting dalam melindungi substrat aloi titanium dari ablasi suhu tinggi, yang secara signifikan memanjangkan hayat perkhidmatan komponen kapal. Penyelidikan masa depan dapat meneroka kesan parameter pemprosesan yang berbeza pada prestasi salutan, serta pembangunan bahan-bahan pelindung yang lebih tinggi, untuk memenuhi permintaan segera untuk bahagian berprestasi tinggi dalam bidang pembinaan kapal.
