دراسة الأداء المضاد للتآكل لسبائك التيتانيوم وطلاء الكروم في بناء السفن

في صيانة السفن البحرية، تحتاج المكونات إلى تحمل بيئات العمل القاسية، وخاصة تحدي التآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية، مما يحد بشكل كبير من عمر الخدمة. تركز هذه المقالة على طريقة معالجة مبتكرة تهدف إلى معالجة مواد سبائك التيتانيوم من خلال عمليات محددة وطلاء أسطحها بطبقة من الكروم لتعزيز مقاومتها للتآكل. ومن خلال تجارب الاستئصال بالليزر التي تحاكي بيئة العمل الفعلية للسفن، تعمقنا في تأثيرات هذه المعالجة على خصائص سبائك التيتانيوم وطلاءات الكروم. مع التقدم المستمر في تكنولوجيا هندسة المحيطات، أصبحت متطلبات الأداء لمكونات السفينة أكثر صرامة. تلعب سبائك التيتانيوم دورًا مهمًا في بناء السفن نظرًا لخصائصها الميكانيكية الممتازة ومقاومتها للتآكل. ومع ذلك، فإن مشكلة التآكل الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة في البيئة البحرية لا تزال تشكل عائقا رئيسيا أمام تطبيقه. ولمواجهة هذا التحدي، اعتمدنا تقنيات معالجة متقدمة لمعالجة سبائك التيتانيوم على السطح وتغليفها بطبقة من الكروم لتعزيز مقاومتها للتآكل.

المعالجة وإعداد المواد لمعالجة الركيزة من سبائك التيتانيوم: يتم استخدام تقنية قطع الأسلاك الدقيقة لقطع المواد الخام من سبائك التيتانيوم إلى عينات ذات حجم قياسي (2 سم × 1 سم × 0.5 سم). بعد ذلك، استخدم ورق الصنفرة للتلميع، ثم قم بالتلميع بالمعجون لتحقيق تأثير المرآة، وأخيرًا استخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية لإزالة الشوائب السطحية وضمان نعومة سطح الركيزة. معالجة طلاء الكروم: باستخدام تقنية الطلاء الأيوني القوسي المتقدمة، يتم ترسيب طلاء الكروم على سطح عينات سبائك التيتانيوم المعدة. من خلال التحكم الدقيق في درجة الفراغ (6 × 10 ^ -3 Pa)، ودرجة الحرارة (300 درجة مئوية)، وضغط NH3 (2-3 Pa)، والجهد الكهربي (800~1000 فولت)، يتم طلاء الكروم يتم التأكد من أنها موحدة وكثيفة، مع التحكم في وقت الترسيب خلال 10 إلى 20 دقيقة. تم إجراء تجارب الاستئصال بالليزر وتحليل النتائج لتقييم الأداء المضاد للاستئصال لسبائك التيتانيوم المعالجة وطلاءات الكروم. قمنا بتصميم سلسلة من تجارب الاستئصال بالليزر. استخدمت التجربة ليزرًا طويل عرض النبض (نموذج FLK-TIX6409 هرتز) لمحاكاة عملية استئصال مكونات السفينة في البيئات ذات درجة الحرارة العالية عن طريق ضبط طاقة النبض وعددها. أظهرت النتائج التجريبية أن الركيزة غير المعالجة من سبائك التيتانيوم أظهرت حفرًا كبيرة وعميقة على السطح تحت الاستئصال بالليزر. وعلى الرغم من أن المنطقة الوسطى كانت ناعمة، إلا أنها كانت مصحوبة بالعديد من الشقوق، وتشكلت رواسب أكسيدية سميكة في منطقة الحافة. في المقابل، تُظهر الطبقة المطلية بالكروم الموجودة على سطح سبائك التيتانيوم المعالجة أداءً فائقًا في مقاومة الاستئصال في ظل نفس الظروف، مع وجود حفر استئصال أقل عمقًا وتوزيع أقل للشقوق، وتراكم أكسيد منخفض بشكل كبير.

من خلال مسح المجهر الإلكتروني (SEM) وتحليل التحليل الطيفي المشتت للطاقة (EDAX) للبنية المجهرية وتكوين السطح المتحلل، وجدنا أن طلاء الكروم يمنع بشكل فعال التآكل المباشر لركيزة سبائك التيتانيوم بواسطة الأكسجين عالي الحرارة، مما يقلل من حدوث من تفاعلات الأكسدة، وبالتالي تحسين الأداء العام لمكافحة الاجتثاث للمادة. الاستنتاج والاحتمال: نجحت هذه الدراسة في تحسين مقاومة الاجتثاث لسبائك التيتانيوم وطلاءات الكروم من خلال طرق المعالجة المبتكرة. تشير النتائج التجريبية إلى أن طلاء الكروم يلعب دورًا مهمًا في حماية ركيزة سبائك التيتانيوم من التآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية، مما يؤدي إلى إطالة عمر خدمة مكونات السفينة بشكل كبير. يمكن للأبحاث المستقبلية أن تستكشف تأثير معلمات المعالجة المختلفة على أداء الطلاء، بالإضافة إلى تطوير المزيد من مواد الطلاء الواقية عالية الأداء لتلبية الطلب العاجل على المكونات عالية الأداء في صناعة بناء السفن.