بررسی عملکرد ضد فرسایش آلیاژ تیتانیوم و پوشش کروم برای کشتی سازی
در تعمیر و نگهداری شناورهای دریایی، اجزا باید در برابر محیط های کاری شدید، به ویژه چالش فرسایش دمای بالا، که عمر مفید آنها را تا حد زیادی محدود می کند، مقاومت کنند. این مقاله بر روی یک روش پردازش نوآورانه با هدف درمان مواد آلیاژ تیتانیوم از طریق فرآیندهای خاص و پوشش سطوح آنها با یک لایه کروم برای افزایش مقاومت آنها در برابر فرسایش تمرکز دارد. از طریق آزمایشهای فرسایش لیزری که محیط کار واقعی کشتیها را شبیهسازی میکنند، به تأثیرات این پردازش بر روی خواص آلیاژهای تیتانیوم و پوششهای کروم پرداختهایم. با پیشرفت مداوم فناوری مهندسی اقیانوس، الزامات عملکرد برای اجزای کشتی به طور فزایندهای سختگیرانه میشوند. آلیاژهای تیتانیوم به دلیل خواص مکانیکی عالی و مقاومت در برابر خوردگی نقش مهمی در کشتی سازی دارند. با این حال، مشکل فرسایش در دمای بالا در محیط دریایی یک مانع بزرگ برای کاربرد آن باقی مانده است. برای مقابله با این چالش، ما تکنیکهای پردازش پیشرفتهای را برای درمان سطحی آلیاژهای تیتانیوم و پوشش آنها با یک لایه کروم به منظور افزایش مقاومت آنها در برابر فرسایش اتخاذ کردهایم.
پردازش و آمادهسازی مواد برای پردازش بستر آلیاژ تیتانیوم: فناوری برش سیم دقیق برای برش مواد خام آلیاژ تیتانیوم به نمونههای با اندازه استاندارد (2 سانتیمتر × 1 سانتیمتر × 0.5 سانتیمتر) استفاده میشود. پس از آن، از کاغذ سنباده برای پرداخت استفاده کنید، سپس با خمیر پولیش دهید تا جلوه آینه ای حاصل شود و در نهایت از تمیز کردن اولتراسونیک برای حذف ناخالصی های سطح و اطمینان از صافی سطح بستر استفاده کنید. پردازش پوشش کروم: با استفاده از فناوری پیشرفته آبکاری یون قوس، پوشش کروم بر روی سطح نمونه های آلیاژ تیتانیوم آماده شده رسوب می کند. با کنترل دقیق درجه خلاء (6 × 10 ^ -3 Pa)، دما (300 درجه سانتیگراد)، فشار NH3 ({10}} Pa) و ولتاژ بایاس (800~1000 ولت)، پوشش کروم تضمین می شود که یکنواخت و متراکم است، با زمان رسوب گذاری در 10 تا 20 دقیقه کنترل می شود. آزمایشهای لیزری فرسایش و تجزیه و تحلیل نتایج برای ارزیابی عملکرد ضد فرسایش آلیاژهای تیتانیوم فرآوریشده و پوششهای کروم انجام شد. ما مجموعهای از آزمایشهای لیزر فرسایش را طراحی کردیم. این آزمایش از یک لیزر با عرض پالس بلند خود ساخته (مدل FLK-TIX6409Hz) برای شبیهسازی فرآیند فرسایش اجزای کشتی در محیطهای با دمای بالا با تنظیم انرژی و تعداد پالس استفاده کرد. نتایج تجربی نشان داد که بستر آلیاژ تیتانیوم تیمار نشده حفرههای فرسایشی بزرگ و عمیق را در سطح تحت فرسایش لیزری نشان میدهد. اگرچه ناحیه مرکزی صاف بود، اما با ترک های زیادی همراه بود و رسوبات اکسید غلیظی در ناحیه لبه ایجاد شد. در مقابل، لایه کرومکاری شده روی سطح آلیاژ تیتانیوم فرآوریشده، عملکرد ضد فرسایشی عالی را در شرایط یکسان نشان میدهد، با حفرههای فرسایشی کمعمقتر، توزیع ترک کمتری دارد و تجمع اکسید به طور قابلتوجهی کاهش مییابد.
از طریق تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیفسنجی پراکنده انرژی (EDAX) از ریزساختار و ترکیب سطح فرسوده، متوجه شدیم که پوشش کروم به طور موثر فرسایش مستقیم بستر آلیاژ تیتانیوم توسط اکسیژن با دمای بالا را مسدود کرده و وقوع را کاهش میدهد. از واکنش های اکسیداسیون، و در نتیجه بهبود عملکرد کلی ضد فرسایش مواد. نتیجهگیری و چشمانداز: این مطالعه با روشهای نوآورانه فرآوری، مقاومت فرسایشی آلیاژهای تیتانیوم و پوششهای کروم را با موفقیت بهبود بخشید. نتایج تجربی نشان میدهد که پوشش کروم نقش مهمی در محافظت از بستر آلیاژ تیتانیوم از فرسایش در دمای بالا ایفا میکند و به طور قابلتوجهی طول عمر اجزای کشتی را افزایش میدهد. تحقیقات آینده می تواند تأثیر پارامترهای مختلف پردازش را بر عملکرد پوشش بیشتر بررسی کند، و همچنین مواد پوشش محافظ با عملکرد بالا را برای پاسخگویی به تقاضای فوری برای قطعات با کارایی بالا در صنعت کشتی سازی توسعه دهد.
