دراسة مقاومة الاجتثاث لسبائك التيتانيوم البحرية وطلاءات الكروم بعد المعالجة

في تصنيع وصيانة السفن البحرية، تتعرض المكونات البحرية لبيئات تشغيل قاسية، وخاصة التحدي المتمثل في ارتفاع درجة الحرارة، مما يحد بشكل كبير من عمر الخدمة. تركز هذه الورقة على طريقة معالجة مبتكرة تهدف إلى تعزيز مقاومة الاجتثاث لمواد سبائك التيتانيوم من خلال معالجتها بطبقة من الكروم على سطحها من خلال عملية محددة. من خلال تجارب الاستئصال بالليزر التي تحاكي بيئة العمل الفعلية للسفينة، نستكشف بدقة تأثيرات معالجة المعالجة هذه على خصائص سبائك التيتانيوم وطلاءات الكروم.
مع التقدم المستمر لتكنولوجيا الهندسة البحرية، أصبحت متطلبات الأداء لمكونات السفينة أكثر صرامة. تحتل سبائك التيتانيوم، بخصائصها الميكانيكية الممتازة ومقاومتها للتآكل، مكانة مهمة في بناء السفن. ومع ذلك، فإن الاجتثاث بدرجات الحرارة المرتفعة في البيئة البحرية لا يزال يمثل تحديًا كبيرًا يقيد تطبيقه. ومن أجل مواجهة هذا التحدي، اعتمدنا تكنولوجيا معالجة متقدمة لمعالجة سبائك التيتانيوم بطلاء الكروم على السطح، وذلك بهدف تعزيز مقاومتها للتآكل.

طريقة المعالجة وإعداد المواد معالجة الركيزة من سبائك التيتانيوم: تم 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، تم صقله باستخدام ورق صنفرة 1500 حبيبة رملية، ثم صقله باستخدام عجينة كاشطة للحصول على تأثير المرآة، وأخيرًا تنظيفه بواسطة الموجات فوق الصوتية لإزالة الشوائب السطحية لضمان الانتهاء من سطح الركيزة. معالجة طلاء الكروم: تم ترسيب طلاء الكروم على سطح عينات سبائك التيتانيوم المحضرة باستخدام تقنية الطلاء الأيوني القوسي المتقدمة. من خلال التحكم الدقيق في الفراغ (6×10^-3 Pa)، ودرجة الحرارة (300 درجة)، وضغط NH3 (2~3 Pa) والجهد الكهربي (800~1000 فولت)، تم ضمان أن يكون طلاء الكروم موحدًا وكثيفة، وتم التحكم في وقت الترسيب من 10 إلى 20 دقيقة. تجارب الاستئصال بالليزر وتحليل النتائج من أجل تقييم مقاومة الاستئصال لسبائك التيتانيوم المعالجة وطلاء الكروم، قمنا بتصميم سلسلة من تجارب الاستئصال بالليزر. استخدمت التجارب ليزرًا طويل عرض النبض محلي الصنع (نموذج FLK-TIX6409 هرتز) لمحاكاة عملية استئصال أجزاء السفينة في بيئة ذات درجة حرارة عالية عن طريق ضبط طاقة النبض وعدد النبضات. أظهرت النتائج التجريبية أن الركيزة المصنوعة من سبائك التيتانيوم غير المعالجة تحتوي على حفر استئصال كبيرة وعميقة على السطح تحت الاستئصال بالليزر، مع وجود عدد كبير من الشقوق في المنطقة الوسطى على الرغم من أنها ناعمة، وتراكم أكسيد سميك في منطقة الحافة. في المقابل، أظهرت الطبقة المطلية بالكروم الموجودة على سطح سبائك التيتانيوم المعالجة مقاومة فائقة للاستئصال في ظل نفس الظروف، مع حفر استئصال أقل عمقًا وشقوق أقل، وتراكم أكسيد أقل بشكل ملحوظ.
من خلال المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) والتحليل الطيفي المشتت للطاقة (EDAX) والتحليل التركيبي للأسطح المتحللة، وجدنا أن طلاء الكروم يمنع بشكل فعال التآكل المباشر للأكسجين عالي الحرارة على ركيزة سبائك التيتانيوم ويقلل من حدوثه. من تفاعلات الأكسدة، وبالتالي تحسين خصائص مقاومة الاجتثاث الشاملة للمادة.