Μελέτη για την αντιδιαβρωτική απόδοση του κράματος τιτανίου και της επικάλυψης χρωμίου για τη ναυπηγική βιομηχανία
Στη συντήρηση των θαλάσσιων σκαφών, τα εξαρτήματα πρέπει να αντέχουν σε ακραία περιβάλλοντα εργασίας, ειδικά στην πρόκληση της διάβρωσης σε υψηλές θερμοκρασίες, η οποία περιορίζει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους. Αυτό το άρθρο εστιάζει σε μια καινοτόμο μέθοδο επεξεργασίας που στοχεύει στην επεξεργασία υλικών από κράμα τιτανίου μέσω ειδικών διεργασιών και στην επικάλυψη των επιφανειών τους με ένα στρώμα χρωμίου για ενίσχυση της αντοχής τους στη διάβρωση. Μέσω πειραμάτων αφαίρεσης λέιζερ που προσομοιώνουν το πραγματικό περιβάλλον εργασίας των πλοίων, έχουμε εμβαθύνει στις επιπτώσεις αυτής της επεξεργασίας στις ιδιότητες των κραμάτων τιτανίου και των επικαλύψεων χρωμίου. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας της μηχανικής των ωκεανών, οι απαιτήσεις απόδοσης για εξαρτήματα πλοίων γίνονται όλο και πιο αυστηρές. Τα κράματα τιτανίου παίζουν σημαντικό ρόλο στη ναυπηγική βιομηχανία λόγω των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων και της αντοχής στη διάβρωση. Ωστόσο, το πρόβλημα της διάβρωσης σε υψηλές θερμοκρασίες στο θαλάσσιο περιβάλλον παραμένει σημαντικό εμπόδιο στην εφαρμογή του. Για να αντιμετωπίσουμε αυτήν την πρόκληση, έχουμε υιοθετήσει προηγμένες τεχνικές επεξεργασίας για την επιφανειακή επεξεργασία των κραμάτων τιτανίου και την επικάλυψη τους με ένα στρώμα χρωμίου προκειμένου να ενισχύσουμε την αντοχή τους στη διάβρωση.
Επεξεργασία και προετοιμασία υλικού για την επεξεργασία υποστρώματος από κράμα τιτανίου: Η τεχνολογία κοπής σύρματος ακριβείας χρησιμοποιείται για την κοπή της πρώτης ύλης από κράμα τιτανίου σε δείγματα τυπικού μεγέθους (2 cm × 1 cm × 0,5 cm). Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε γυαλόχαρτο για γυάλισμα, στη συνέχεια γυαλίστε με πάστα για να επιτύχετε ένα εφέ καθρέφτη και τέλος χρησιμοποιήστε καθαρισμό με υπερήχους για να αφαιρέσετε τις ακαθαρσίες της επιφάνειας και να εξασφαλίσετε την ομαλότητα της επιφάνειας του υποστρώματος. Επεξεργασία επικάλυψης χρωμίου: Χρησιμοποιώντας προηγμένη τεχνολογία επιμετάλλωσης ιόντων τόξου, η επικάλυψη χρωμίου εναποτίθεται στην επιφάνεια των προετοιμασμένων δειγμάτων από κράμα τιτανίου. Με τον ακριβή έλεγχο του βαθμού κενού (6 × 10 ^ -3 Pa), της θερμοκρασίας (300 βαθμοί C), της πίεσης NH3 (2-3} Pa) και της τάσης πόλωσης (800~1000 V), η επίστρωση χρωμίου διασφαλίζεται ότι είναι ομοιόμορφο και πυκνό, με χρόνο εναπόθεσης ελεγχόμενο εντός 10~20 λεπτών. Πειράματα αφαίρεσης με λέιζερ και ανάλυση αποτελεσμάτων διεξήχθησαν για να αξιολογηθεί η απόδοση κατά της κατάλυσης επεξεργασμένων κραμάτων τιτανίου και επικαλύψεων χρωμίου. Σχεδιάσαμε μια σειρά πειραμάτων αφαίρεσης με λέιζερ. Το πείραμα χρησιμοποίησε ένα αυτοκατασκευασμένο λέιζερ μεγάλου πλάτους παλμού (μοντέλο FLK-TIX6409Hz) για να προσομοιώσει τη διαδικασία αφαίρεσης των εξαρτημάτων του πλοίου σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, προσαρμόζοντας την ενέργεια και τον αριθμό του παλμού. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι το μη επεξεργασμένο υπόστρωμα από κράμα τιτανίου εμφάνισε μεγάλες και βαθιές κοιλότητες αφαίρεσης στην επιφάνεια υπό αφαίρεση με λέιζερ. Αν και η κεντρική περιοχή ήταν λεία, συνοδευόταν από πολλές ρωγμές και σχηματίστηκαν παχιές εναποθέσεις οξειδίων στην περιοχή της άκρης. Αντίθετα, η επιχρωμιωμένη στρώση στην επιφάνεια του επεξεργασμένου κράματος τιτανίου παρουσιάζει ανώτερη απόδοση κατά της αφαίρεσης υπό τις ίδιες συνθήκες, με ρηχότερα κοιλώματα κατάλυσης λιγότερη κατανομή ρωγμών και σημαντικά μειωμένη συσσώρευση οξειδίων.
Μέσω της ανάλυσης της μικροδομής και της σύνθεσης της αποκομμένης επιφάνειας με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) και φασματοσκοπία διασποράς ενέργειας (EDAX), διαπιστώσαμε ότι η επικάλυψη χρωμίου εμπόδισε αποτελεσματικά την άμεση διάβρωση του υποστρώματος από κράμα τιτανίου από οξυγόνο υψηλής θερμοκρασίας, μείωσε την εμφάνιση των αντιδράσεων οξείδωσης, και έτσι βελτίωσε τη συνολική απόδοση κατά της αφαίρεσης του υλικού. Συμπέρασμα και προοπτική: Αυτή η μελέτη βελτίωσε με επιτυχία την αντοχή στην κατάλυση κραμάτων τιτανίου και επικαλύψεων χρωμίου μέσω καινοτόμων μεθόδων επεξεργασίας. Τα πειραματικά αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η επίστρωση χρωμίου παίζει σημαντικό ρόλο στην προστασία του υποστρώματος από κράμα τιτανίου από τη διάβρωση υψηλής θερμοκρασίας, επεκτείνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων του πλοίου. Η μελλοντική έρευνα μπορεί να διερευνήσει περαιτέρω τον αντίκτυπο των διαφορετικών παραμέτρων επεξεργασίας στην απόδοση της επίστρωσης, καθώς και να αναπτύξει περισσότερα υλικά προστασίας υψηλής απόδοσης για να καλύψει την επείγουσα ζήτηση για εξαρτήματα υψηλής απόδοσης στη ναυπηγική βιομηχανία.
