Studi Ketahanan Ablasi Paduan Titanium Laut Dan Pelapis Kromium Setelah Pengolahan

Dalam pembuatan dan pemeliharaan kapal laut, komponen kelautan dihadapkan pada lingkungan pengoperasian yang ekstrem, terutama tantangan ablasi suhu tinggi, yang sangat membatasi masa pakainya. Makalah ini berfokus pada metode pemrosesan inovatif yang bertujuan untuk meningkatkan ketahanan ablasi bahan paduan titanium dengan memperlakukannya dengan lapisan kromium pada permukaannya melalui proses tertentu. Melalui eksperimen ablasi laser yang mensimulasikan lingkungan pengoperasian kapal yang sebenarnya, kami memberikan wawasan tentang efek perlakuan pemrosesan ini terhadap sifat paduan titanium dan lapisan krom.
Dengan kemajuan teknologi rekayasa kelautan yang berkelanjutan, persyaratan kinerja komponen kapal menjadi semakin ketat. Paduan titanium, dengan sifat mekanik dan ketahanan korosi yang sangat baik, menempati posisi penting dalam pembuatan kapal. Namun, ablasi suhu tinggi di lingkungan laut masih menjadi tantangan besar yang membatasi penerapannya. Untuk memenuhi tantangan ini, kami telah mengadopsi teknologi pemrosesan canggih untuk mengolah permukaan paduan titanium dengan pelapisan kromium, dengan tujuan untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi ablatif.

Cara pengolahan dan persiapan bahan
Pemrosesan substrat paduan titanium: bahan baku paduan titanium dipotong menjadi spesimen berukuran standar (2 cm × 1 cm × 0,5 cm) menggunakan teknologi pemotongan kawat presisi. Selanjutnya, amplas 1500 grit digunakan untuk pemolesan, kemudian pasta abrasif digunakan untuk memoles hingga efek cermin, dan terakhir pembersihan ultrasonik digunakan untuk menghilangkan kotoran permukaan untuk memastikan permukaan akhir substrat.
Pemrosesan Pelapisan Kromium: Pelapisan kromium diendapkan pada permukaan sampel paduan titanium yang disiapkan menggunakan teknologi pelapisan ion busur yang canggih. Dengan mengontrol secara tepat vakum (6×10^-3 Pa), suhu (300 derajat), tekanan NH3 (2~3 Pa) dan tegangan bias (800~1000 V), lapisan kromium dipastikan seragam dan padat, dan waktu deposisi dikontrol pada 10~20 menit.
Eksperimen ablasi laser dan analisis hasil
Serangkaian percobaan ablasi laser dirancang untuk mengevaluasi ketahanan ablasi dari paduan titanium dan lapisan kromium yang diproses. Eksperimen tersebut menggunakan laser lebar pulsa panjang buatan sendiri (model FLK-TIX6409Hz) untuk mensimulasikan proses ablasi bagian-bagian kapal di lingkungan bersuhu tinggi dengan menyesuaikan energi pulsa dan jumlah pulsa.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa substrat paduan titanium yang tidak diolah memiliki kawah ablasi yang besar dan dalam pada permukaan yang terkena ablasi laser, dengan banyak retakan di area tengah meskipun halus, dan akumulasi oksida yang tebal di area tepi. Sebaliknya, lapisan berlapis kromium pada permukaan paduan titanium yang diproses menunjukkan ketahanan ablasi yang unggul dalam kondisi yang sama, dengan lubang ablasi yang lebih dangkal dan retakan yang lebih sedikit, serta penumpukan oksida yang jauh lebih sedikit.
Melalui pemindaian mikroskop elektron (SEM) dan spektroskopi dispersif energi (EDAX) mikro-morfologi dan analisis komposisi permukaan ablasi, kami menemukan bahwa lapisan kromium secara efektif memblokir erosi langsung oksigen suhu tinggi pada substrat paduan titanium dan mengurangi terjadinya erosi. reaksi oksidasi, sehingga meningkatkan sifat tahan ablasi material secara keseluruhan.
Kesimpulan dan Pandangan
Dalam studi ini, ketahanan ablasi paduan titanium dan lapisan kromium berhasil ditingkatkan melalui metode pemrosesan yang inovatif. Hasil percobaan menunjukkan bahwa lapisan kromium berperan penting dalam melindungi substrat paduan titanium dari ablasi suhu tinggi, yang secara signifikan memperpanjang masa pakai komponen kapal. Penelitian di masa depan dapat mengeksplorasi lebih jauh pengaruh parameter pemrosesan yang berbeda terhadap kinerja pelapisan, serta pengembangan lebih banyak bahan pelapis pelindung berkinerja tinggi, untuk memenuhi permintaan mendesak akan suku cadang berkinerja tinggi di bidang pembuatan kapal.