Estudi sobre el rendiment antierosió de l'aliatge de titani i el recobriment de crom per a la construcció naval
En el manteniment de vaixells marins, els components han de suportar entorns de treball extrems, especialment el repte de l'erosió a alta temperatura, que limita molt la seva vida útil. Aquest article se centra en un mètode de processament innovador destinat a tractar materials d'aliatge de titani mitjançant processos específics i recobrir les seves superfícies amb una capa de crom per millorar la seva resistència a l'erosió. Mitjançant experiments d'ablació làser que simulen l'entorn de treball real dels vaixells, hem aprofundit en els efectes d'aquest processament sobre les propietats dels aliatges de titani i els recobriments de crom. Amb l'avenç continu de la tecnologia d'enginyeria oceànica, els requisits de rendiment dels components del vaixell són cada cop més estrictes. Els aliatges de titani tenen un paper important en la construcció naval per les seves excel·lents propietats mecàniques i resistència a la corrosió. No obstant això, el problema de l'erosió a alta temperatura en el medi marí continua sent un obstacle important per a la seva aplicació. Per abordar aquest repte, hem adoptat tècniques de processament avançades per tractar la superfície d'aliatges de titani i recobrir-los amb una capa de crom per tal de millorar la seva resistència a l'erosió.
Processament i preparació del material per al processament del substrat d'aliatge de titani: s'utilitza la tecnologia de tall de filferro de precisió per tallar la matèria primera d'aliatge de titani en mostres de mida estàndard (2 cm × 1 cm × 0,5 cm). Posteriorment, utilitzeu paper de vidre per polir, després poliu amb pasta per aconseguir un efecte mirall i, finalment, utilitzeu la neteja per ultrasons per eliminar les impureses de la superfície i assegurar la suavitat de la superfície del substrat. Processament de recobriment de crom: mitjançant la tecnologia avançada de revestiment d'ions d'arc, el recobriment de crom es diposita a la superfície de les mostres d'aliatge de titani preparades. Controlant amb precisió el grau de buit (6 × 10 ^ -3 Pa), la temperatura (300 graus C), la pressió de NH3 (2-3 Pa) i la tensió de polarització (800 ~ 1000 V), el recobriment de crom s'assegura que sigui uniforme i densa, amb un temps de deposició controlat en 10 ~ 20 minuts. Es van realitzar experiments d'ablació amb làser i anàlisi de resultats per avaluar el rendiment anti-ablació dels aliatges de titani processats i recobriments de crom. Hem dissenyat una sèrie d'experiments d'ablació làser. L'experiment va utilitzar un làser d'amplada de pols llarg fet a si mateix (model FLK-TIX6409Hz) per simular el procés d'ablació dels components del vaixell en entorns d'alta temperatura ajustant l'energia i el nombre del pols. Els resultats experimentals van mostrar que el substrat d'aliatge de titani no tractat presentava fosses d'ablació grans i profundes a la superfície sota ablació làser. Tot i que la zona central era llisa, va anar acompanyada de moltes esquerdes, i es van formar dipòsits d'òxids gruixuts a la zona de la vora. En canvi, la capa cromada a la superfície de l'aliatge de titani processat presenta un rendiment anti-ablació superior en les mateixes condicions, amb fosses d'ablació menys profundes, menys distribució d'esquerdes i una acumulació d'òxids significativament reduïda.
Mitjançant l'anàlisi de la microscòpia electrònica d'escaneig (SEM) i l'espectroscòpia dispersiva d'energia (EDAX) de la microestructura i la composició de la superfície extirpada, vam trobar que el recobriment de crom bloquejava eficaçment l'erosió directa del substrat d'aliatge de titani per oxigen a alta temperatura, va reduir l'ocurrència. de reaccions d'oxidació i, per tant, millora el rendiment global antiablació del material. Conclusió i perspectiva: aquest estudi va millorar amb èxit la resistència a l'ablació dels aliatges de titani i recobriments de crom mitjançant mètodes de processament innovadors. Els resultats experimentals indiquen que el recobriment de crom té un paper important en la protecció del substrat d'aliatge de titani de l'erosió a alta temperatura, allargant significativament la vida útil dels components del vaixell. La investigació futura pot explorar encara més l'impacte de diferents paràmetres de processament en el rendiment del recobriment, així com desenvolupar materials de recobriment protectors d'alt rendiment per satisfer la demanda urgent de components d'alt rendiment a la indústria de la construcció naval.
