การศึกษาประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะผสมไททาเนียมและการเคลือบโครเมียมสำหรับการต่อเรือ

ในการบำรุงรักษาเรือเดินทะเล ส่วนประกอบต่างๆ จำเป็นต้องทนต่อสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งความท้าทายจากการกัดเซาะที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจำกัดอายุการใช้งานอย่างมาก บทความนี้มุ่งเน้นไปที่วิธีการประมวลผลเชิงนวัตกรรมที่มุ่งรักษาวัสดุโลหะผสมไทเทเนียมผ่านกระบวนการเฉพาะ และเคลือบพื้นผิวด้วยชั้นโครเมียมเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการกัดเซาะ ด้วยการทดลองระเหยด้วยเลเซอร์เพื่อจำลองสภาพแวดล้อมการทำงานจริงของเรือ เราได้เจาะลึกถึงผลกระทบของการประมวลผลนี้ต่อคุณสมบัติของโลหะผสมไทเทเนียมและการเคลือบโครเมียม ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีวิศวกรรมมหาสมุทร ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับส่วนประกอบของเรือจึงเข้มงวดมากขึ้น โลหะผสมไทเทเนียมมีบทบาทสำคัญในการต่อเรือเนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมและทนต่อการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ปัญหาการกัดเซาะที่อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมทางทะเลยังคงเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการใช้งาน เพื่อจัดการกับความท้าทายนี้ เราได้นำเทคนิคการประมวลผลขั้นสูงมาใช้ในการรักษาพื้นผิวโลหะผสมไทเทเนียมและเคลือบด้วยชั้นโครเมียมเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการกัดเซาะ

การแปรรูปและการเตรียมวัสดุสำหรับการประมวลผลซับสเตรตโลหะผสมไทเทเนียม: เทคโนโลยีการตัดลวดที่มีความแม่นยำใช้ในการตัดวัตถุดิบโลหะผสมไทเทเนียมให้เป็นตัวอย่างขนาดมาตรฐาน (2 ซม. × 1 ซม. × 0.5 ซม.) จากนั้นใช้กระดาษทรายในการขัด จากนั้นขัดด้วยครีมเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์กระจก และสุดท้ายใช้การทำความสะอาดอัลตราโซนิกเพื่อขจัดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวและรับประกันความเรียบเนียนของพื้นผิวของพื้นผิว กระบวนการเคลือบโครเมียม: ด้วยการใช้เทคโนโลยีการชุบอาร์คไอออนขั้นสูง การเคลือบโครเมียมจะถูกสะสมบนพื้นผิวของตัวอย่างโลหะผสมไทเทเนียมที่เตรียมไว้ ด้วยการควบคุมระดับสุญญากาศ (6 × 10 ^ -3 Pa) อุณหภูมิ (300 องศา C) ความดัน NH3 (2-3 Pa) และแรงดันไบแอส (800~1000 V) อย่างแม่นยำ การเคลือบโครเมียม มั่นใจได้ว่าจะสม่ำเสมอและหนาแน่น โดยมีการควบคุมเวลาการสะสมภายใน 10~20 นาที การทดลองระเหยด้วยเลเซอร์และการวิเคราะห์ผลลัพธ์ได้ดำเนินการเพื่อประเมินประสิทธิภาพการป้องกันการระเหยของโลหะผสมไทเทเนียมและการเคลือบโครเมียมที่ผ่านการแปรรูป เราได้ออกแบบชุดการทดลองทำลายด้วยเลเซอร์ การทดลองนี้ใช้เลเซอร์ความกว้างพัลส์ยาวที่สร้างขึ้นเอง (รุ่น FLK-TIX6409Hz) เพื่อจำลองกระบวนการระเหยของส่วนประกอบในเรือในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงโดยการปรับพลังงานและจำนวนพัลส์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าซับสเตรตโลหะผสมไทเทเนียมที่ไม่ผ่านการบำบัดมีหลุมระเหยขนาดใหญ่และลึกบนพื้นผิวภายใต้การระเหยด้วยเลเซอร์ แม้ว่าพื้นที่ส่วนกลางจะเรียบ แต่ก็มีรอยแตกจำนวนมากและมีออกไซด์หนาก่อตัวขึ้นในบริเวณขอบ ในทางตรงกันข้าม ชั้นที่ชุบโครเมียมบนพื้นผิวของโลหะผสมไททาเนียมที่ผ่านการประมวลผลแล้วจะแสดงประสิทธิภาพการป้องกันการขัดถูที่เหนือกว่าภายใต้สภาวะเดียวกัน โดยมีหลุมระเหยที่ตื้นกว่าทำให้การกระจายตัวของรอยแตกร้าวน้อยลง และลดการสะสมของออกไซด์ได้อย่างมาก

จากการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) และการวิเคราะห์การกระจายพลังงาน (EDAX) ของโครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบของพื้นผิวที่ถูกระเหย เราพบว่าการเคลือบโครเมียมสามารถปิดกั้นการกัดเซาะโดยตรงของซับสเตรตโลหะผสมไทเทเนียมโดยออกซิเจนอุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดการเกิด ของปฏิกิริยาออกซิเดชัน และทำให้ประสิทธิภาพการป้องกันการระเหยโดยรวมของวัสดุดีขึ้น บทสรุปและแนวโน้ม: การศึกษานี้ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงความต้านทานการลอกของโลหะผสมไทเทเนียมและการเคลือบโครเมียมด้วยวิธีการประมวลผลที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ผลการทดลองระบุว่าการเคลือบโครเมียมมีบทบาทสำคัญในการปกป้องซับสเตรตโลหะผสมไททาเนียมจากการกัดเซาะที่อุณหภูมิสูง ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบของเรือได้อย่างมาก การวิจัยในอนาคตสามารถสำรวจผลกระทบของพารามิเตอร์การประมวลผลที่แตกต่างกันต่อประสิทธิภาพการเคลือบ เช่นเดียวกับการพัฒนาวัสดุเคลือบป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูงมากขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการเร่งด่วนสำหรับส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพสูงในอุตสาหกรรมการต่อเรือ