Jūrų inžinerijos ir priežiūros srityje jūrinių komponentų ilgaamžiškumas susiduria su didžiuliu iššūkiu dėl aukštos temperatūros erozijos. Ši problema labai apriboja laivo dalių eksploatavimo trukmę. Spręsdamas šį susirūpinimą, buvo ištirtas naujas apdorojimo būdas, skirtas padidinti jūrinio titano lydinių atsparumą erozijai. Šio tyrimo pagrindinis taškas sukasi apie sudėtingus titano lydiniams taikomus apdorojimo metodus, kartu su chromo dangų nusodinimu ant jų paviršių, siekiant sustiprinti jų atsparumą terminei erozijai.
Nenumaldoma jūrų inžinerijos technologijų pažanga padidino laivų komponentams keliamus našumo reikalavimus. Titano lydiniai, garsėjantys išskirtinėmis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu korozijai, atlieka pagrindinį vaidmenį laivyno statyboje. Tačiau nuolatinis aukštos temperatūros erozijos iššūkis jūrų aplinkoje ir toliau trukdo plačiai taikyti juos. Siekiant kovoti su šia kliūtimi, titano lydinių paviršiui apdoroti buvo pritaikytas pažangus apdorojimo metodas, po to dengtos chromo dangos, siekiant padidinti jų atsparumą erozijai.
Apdorojimo metodika ir medžiagos paruošimas
Chromo dangos apdorojimas: chromo dangoms padengti ant paruoštų titano lydinio pavyzdžių naudojami pažangūs lankinio jonų dengimo metodai. Kruopščiai kontroliuojant tokius parametrus kaip vakuumo lygis (6×10^-3 Pa), temperatūra (300 laipsnių), NH3 slėgis (23 Pa) ir poslinkio įtampa (8001000 V), chromo dangos yra tolygiai tankios. nusodinimo laikas nuo 10 iki 20 minučių.
Lazerinės erozijos eksperimentavimas ir rezultatų analizė
Titano lydinio substrato apdorojimas: titano žaliavoms suskirstyti į standartizuotus bandinius, kurių matmenys yra 2 cm × 1 cm × 0,5 cm, naudojami tikslūs vielos pjovimo metodai. Vėliau atliekama poliravimo procedūra, naudojant 1500-šlifavimo popierių, kurios kulminacija yra veidrodinė apdaila, gaunama naudojant poliravimo mišinius. Tada naudojamas ultragarsinis valymas, siekiant pašalinti paviršiaus nešvarumus, užtikrinant, kad pagrindo paviršius būtų nepriekaištingai lygus.
Chromo dangos apdorojimas: chromo dangoms padengti ant paruoštų titano lydinio pavyzdžių naudojami pažangūs lankinio jonų dengimo metodai. Kruopščiai kontroliuojant tokius parametrus kaip vakuumo lygis (6×10^-3 Pa), temperatūra (300 laipsnių), NH3 slėgis (23 Pa) ir poslinkio įtampa (8001000 V), chromo dangos yra tolygiai tankios. nusodinimo laikas nuo 10 iki 20 minučių.
Lazerinės erozijos eksperimentavimas ir rezultatų analizė
Siekiant įvertinti apdorotų titano lydinių ir chromo dangų atsparumą erozijai, buvo sukurta lazerinių erozijos eksperimentų serija. Naudojant pagal užsakymą pagamintą ilgo impulso pločio lazerį (modelis FLK-TIX6409Hz) ir reguliuojant impulsų energiją bei dažnį, eksperimentai imituoja erozijos procesą, kurį patiria laivo komponentai esant aukštai temperatūrai. Rezultatai rodo, kad neapdorotuose titano lydinio substratuose yra gilių ir plačių erozijos duobių po lazerio erozijos, su lygiomis, bet įtrūkimais apkrautomis centrinėmis sritimis ir storomis oksidų sankaupomis išilgai kraštų. Priešingai, titano lydiniai su chromo dangomis pasižymi puikiu atsparumu erozijai esant identiškoms sąlygoms, turi mažesnes erozijos duobes, sumažina įtrūkimų susidarymą ir žymiai sumažina oksidų sankaupas.
Mikroskopinės eroduotų paviršių morfologijos ir kompozicijos analizės, atliktos naudojant skenuojančią elektronų mikroskopiją (SEM) ir energiją dispersinę rentgeno spindulių spektroskopiją (EDAX), atskleidžia, kad chromo dangos efektyviai apsaugo titano lydinio substratus nuo tiesioginės oksidacinės erozijos, kurią sukelia aukštos temperatūros deguonis, ir taip pažaboti. oksidacijos reakcijas ir padidina bendrą medžiagų atsparumą erozijai.
Novatoriški titano lydiniams taikomi apdorojimo metodai kartu su chromo dangomis yra daug žadantis būdas sustiprinti jūrinius komponentus nuo atšiaurių tikrovės, susijusios su aukštos temperatūros erozija jūrinėje aplinkoje. Šis tyrimas ne tik atskleidžia pagrindinį paviršiaus apdorojimo vaidmenį didinant medžiagų ilgaamžiškumą, bet ir pabrėžia pritaikytų sprendimų svarbą peržengiant jūrų inžinerijos atsparumo ribas.
