Jūrinių titano lydinių ir chromo dangų atsparumo abliacijai po apdorojimo tyrimas

Gaminant ir prižiūrint jūrinius laivus, jūriniai komponentai patiria ekstremalią eksploatavimo aplinką, ypač aukštos temperatūros abliacijos iššūkį, kuris labai apriboja jų tarnavimo laiką. Šiame darbe pagrindinis dėmesys skiriamas novatoriškam apdorojimo metodui, kuriuo siekiama padidinti titano lydinių medžiagų atsparumą abliacijai, apdorojant jas chromo sluoksniu ant paviršiaus tam tikru būdu. Atlikdami lazerinės abliacijos eksperimentus, kurie imituoja tikrąją laivo darbo aplinką, nuodugniai ištiriame šio apdorojimo poveikį titano lydinių ir chromo dangų savybėms.
Nuolat tobulėjant jūrų inžinerijos technologijoms, laivų komponentų veikimo reikalavimai tampa vis griežtesni. Titano lydinys, pasižymintis puikiomis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu korozijai, užima svarbią vietą laivų statyboje. Tačiau aukštos temperatūros abliacija jūros aplinkoje vis dar yra didelis iššūkis, ribojantis jos taikymą. Siekdami įveikti šį iššūkį, pritaikėme pažangią apdorojimo technologiją, skirtą titano lydinių paviršiui apdoroti chromu, siekiant padidinti jų atsparumą korozijai.

Apdorojimo būdas ir medžiagos paruošimas Titano lydinio substrato apdirbimas: titano lydinio žaliavai perpjauti į standartinio dydžio (2 cm × 1 cm × 0,5 cm) bandinius naudota tiksli vielos pjovimo technologija. Vėliau jis buvo poliruotas naudojant 1500 grūdėtumo švitrinį popierių, po to nupoliruotas abrazyvine pasta iki veidrodinio efekto ir galiausiai nuvalytas ultragarso banga, kad būtų pašalintos paviršiaus nešvarumai, kad būtų užtikrintas pagrindo paviršiaus apdaila. Chromo dangos apdorojimas: chromo danga buvo nusodinta ant paruoštų titano lydinio mėginių paviršiaus naudojant pažangią lanko jonų dengimo technologiją. Tiksliai valdant vakuumą (6 × 10^-3 Pa), temperatūrą (300 laipsnių), NH3 slėgį (2–3 Pa) ir poslinkio įtampą (800–1000 V), buvo užtikrinta, kad chromo danga būtų vienoda. ir tankus, o nusodinimo laikas buvo kontroliuojamas 10–20 minučių. Lazerinės abliacijos eksperimentai ir rezultatų analizė Siekdami įvertinti apdoroto titano lydinio ir chromo dangos atsparumą abliacijai, sukūrėme lazerinės abliacijos eksperimentų seriją. Eksperimentuose buvo naudojamas savadarbis ilgo impulso pločio lazeris (modelis FLK-TIX6409Hz), siekiant imituoti laivo dalių abliacijos procesą aukštos temperatūros aplinkoje, reguliuojant impulsų energiją ir impulsų skaičių. Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad neapdoroto titano lydinio substrato paviršiuje yra dideli ir gilūs abliacijos krateriai, kurių paviršius yra abliuojamas lazeriu, su daugybe įtrūkimų centrinėje srityje, nors ir lygaus, ir storo oksido kaupimosi kraštų srityje. Priešingai, chromu dengtas sluoksnis ant apdoroto titano lydinio paviršiaus pasižymėjo puikiu atsparumu abliacijai tomis pačiomis sąlygomis, su seklesnėmis abliacijos duobėmis ir mažiau įtrūkimų bei žymiai mažiau oksidų kaupimosi.
Atlikdami skenuojančią elektroninę mikroskopiją (SEM) ir energijos dispersinę spektroskopiją (EDAX) mikromorfologiją ir pašalintų paviršių sudėties analizę, nustatėme, kad chromo danga veiksmingai blokavo tiesioginę aukštos temperatūros deguonies eroziją ant titano lydinio pagrindo ir sumažino reiškinį. oksidacijos reakcijų, taip pagerinant bendras medžiagos atsparumo abliacijai savybes.