Dans la fabrication et l'entretien des navires marins, les composants marins sont soumis à des environnements opérationnels extrêmes, en particulier le défi de l'ablation à haute température, ce qui limite considérablement leur durée de vie. Cet article se concentre sur une méthode de traitement innovante visant à améliorer la résistance à l'ablation des matériaux en alliage de titane en les traitant avec une couche de chrome à leur surface à travers un processus spécifique. Grâce à des expériences d'ablation laser qui simulent l'environnement de fonctionnement réel d'un navire, nous fournissons un aperçu des effets de ce traitement de traitement sur les propriétés des alliages de titane et des revêtements chromés.
Avec les progrès continus de la technologie d'ingénierie maritime, les exigences de performance pour les composants du navire deviennent de plus en plus strictes. L'alliage de titane, avec ses excellentes propriétés mécaniques et sa résistance à la corrosion, occupe une position importante dans la construction navale. Cependant, l'ablation à haute température dans le milieu marin est toujours un défi majeur qui restreint son application. Afin de relever ce défi, nous avons adopté une technologie de traitement avancée pour traiter en surface les alliages de titane avec un placage de chrome, en vue d'améliorer leur résistance à la corrosion ablative.
Méthode de traitement et préparation des matériaux
Traitement du substrat en alliage de titane: La matière première en alliage de titane a été coupée en échantillons de taille standard (2 cm × 1 cm × 0. 5 cm) en utilisant la technologie de coupe filaire de précision. Par la suite, le papier de verre de grain 1500 a été utilisé pour le polissage, puis la pâte abrasive a été utilisée pour polir à un effet miroir, et enfin le nettoyage à ultrasons a été utilisé pour éliminer les impuretés de surface pour assurer la finition de surface du substrat.
Traitement du revêtement de chrome: le revêtement de chrome a été déposé à la surface des échantillons d'alliage de titane préparés en utilisant une technologie de placage à arc avancé. En contrôlant précisément le vide (6 × 10 ^ -3 PA), la température (300 degrés), la pression NH3 (2 ~ 3 PA) et la tension de biais (800 ~ 1000 V), le revêtement de chrome est assuré comme uniforme et dense, et le temps de dépôt est contrôlé à 10 ~ 20 minutes.
Expérience d'ablation au laser et analyse des résultats
Une série d'expériences d'ablation au laser a été conçue pour évaluer la résistance à l'ablation de l'alliage de titane transformé et du revêtement de chrome. Les expériences ont utilisé un laser à large largeur d'impulsion maison (modèle FLK-TIX6409Hz) pour simuler le processus d'ablation des pièces du navire dans un environnement à haute température en ajustant l'énergie d'impulsions et le nombre d'impulsions.
Les résultats expérimentaux montrent que le substrat d'alliage de titane non traité a des cratères d'ablation grands et profonds à la surface sous ablation au laser, avec un grand nombre de fissures dans la zone centrale bien que lisse et une accumulation d'oxyde épaisse dans la zone de bord. En revanche, la couche plaquée au chrome à la surface de l'alliage de titane traité a montré une résistance à l'ablation supérieure dans les mêmes conditions, avec des fosses d'ablation moins profondes et moins de fissures, et une accumulation d'oxyde nettement moins inférieure.
Grâce à la microscopie électronique à balayage (SEM) et à la micro-morphologie de la spectroscopie à dispersion d'énergie (EDAX) et à l'analyse compositionnelle des surfaces ablées, nous avons constaté que le revêtement de chrome a effectivement bloqué l'érosion directe de l'oxygène à haute température sur le substrat général de l'alliage du titane et a réduit la survenue des réactions d'oxydation, améliorant ainsi le résumé ablement ablement ablent les propriétés résistantes de l'amblation.
Conclusion et perspectives
Dans cette étude, la résistance à l'ablation des alliages de titane et des revêtements de chrome a été améliorée avec succès grâce à des méthodes de traitement innovantes. Les résultats expérimentaux montrent que le revêtement de chrome joue un rôle important dans la protection du substrat en alliage de titane de l'ablation à haute température, qui prolonge considérablement la durée de vie des composants du navire. Les recherches futures peuvent explorer davantage les effets de différents paramètres de traitement sur les performances du revêtement, ainsi que le développement de matériaux de revêtement de protection plus performants, afin de répondre à la demande urgente de pièces haute performance dans le domaine de la construction navale.
