Ym maes peirianneg a chynnal a chadw morol, mae gwydnwch cydrannau morol yn wynebu her aruthrol ar ffurf erydiad tymheredd uchel. Mae'r mater hwn yn cyfyngu'n sylweddol ar hyd oes weithredol rhannau llongau. Gan fynd i'r afael â'r pryder hwn yn uniongyrchol, ymchwiliwyd i dechneg brosesu newydd i wella ymwrthedd erydiad aloion titaniwm gradd morol. Mae canolbwynt yr astudiaeth hon yn ymwneud â'r dulliau prosesu cymhleth a ddefnyddir ar gyfer aloion titaniwm, ynghyd â dyddodiad haenau cromiwm ar eu harwynebau i gryfhau eu gallu i wrthsefyll erydiad thermol.
Mae datblygiad di-baid technolegau peirianneg forol wedi cynyddu'r gofynion perfformiad a osodir ar gydrannau llongau. Mae aloion titaniwm, sy'n enwog am eu priodweddau mecanyddol eithriadol a'u gwrthiant cyrydiad, yn chwarae rhan ganolog mewn adeiladu llynges. Eto i gyd, mae her barhaus erydiad tymheredd uchel mewn amgylcheddau morol yn parhau i rwystro eu cymhwysiad eang. Er mwyn mynd i'r afael â'r rhwystr hwn, defnyddiwyd dull prosesu uwch i drin aloion titaniwm ar yr wyneb, ac yna gosod haenau cromiwm, gyda'r nod o ychwanegu at eu gallu i wrthsefyll erydiad.
Methodoleg Prosesu a Pharatoi Deunyddiau
Prosesu Gorchudd Cromiwm: Mae technegau platio ïon arc uwch yn cael eu trosoli i adneuo haenau cromiwm ar y samplau aloi titaniwm a baratowyd. Trwy reoli paramedrau megis lefel gwactod (6 × 10 ^ -3 Pa), tymheredd (300 gradd), pwysedd NH3 (23 Pa), a foltedd gogwydd (8001000 V) yn ofalus iawn, mae'r haenau cromiwm yn drwchus unffurf, gyda amseroedd dyddodiad yn amrywio rhwng 10 ac 20 munud.
Arbrawf Erydu Laser a Dadansoddi Canlyniad
Prosesu Is-haen Aloi Titaniwm: Defnyddir technegau torri gwifrau manwl gywir i rannu deunyddiau titaniwm crai yn sbesimenau safonol sy'n mesur 2 cm × 1 cm × 0.5 cm. Yn dilyn hynny, gweithredir gweithdrefn sgleinio sy'n defnyddio 1500-bapur tywod graean, gan arwain at orffeniad tebyg i ddrych a gyflawnir trwy gyfansoddion caboli. Yna defnyddir glanhau uwchsonig i ddileu amhureddau arwyneb, gan sicrhau bod wyneb y swbstrad yn llyfn iawn.
Prosesu Gorchudd Cromiwm: Mae technegau platio ïon arc uwch yn cael eu trosoli i adneuo haenau cromiwm ar y samplau aloi titaniwm a baratowyd. Trwy reoli paramedrau megis lefel gwactod (6 × 10 ^ -3 Pa), tymheredd (300 gradd), pwysedd NH3 (23 Pa), a foltedd gogwydd (8001000 V) yn ofalus iawn, mae'r haenau cromiwm yn drwchus unffurf, gyda amseroedd dyddodiad yn amrywio rhwng 10 ac 20 munud.
Arbrawf Erydu Laser a Dadansoddi Canlyniad
Er mwyn asesu ymwrthedd erydiad yr aloion titaniwm wedi'u prosesu a'r haenau cromiwm, dyfeisiwyd cyfres o arbrofion erydiad laser. Gan ddefnyddio laser lled hir pwls pwrpasol (model FLK-TIX6409Hz) ac addasu egni ac amlder curiad y galon, mae'r arbrofion yn efelychu'r broses erydiad a brofir gan gydrannau llong o dan amodau tymheredd uchel. Mae'r canlyniadau'n dangos bod swbstradau aloi titaniwm heb eu trin yn arddangos pyllau erydiad dwfn a helaeth o dan erydiad laser, gyda rhanbarthau canolog llyfn ond llawn crac, a chroniadau ocsid trwchus ar hyd yr ymylon. Mewn cyferbyniad, mae aloion titaniwm â haenau cromiwm yn dangos ymwrthedd erydiad gwell o dan amodau unfath, gan arddangos pyllau erydiad basach, llai o ffurfiannau crac, a chroniadau ocsid wedi'u lleihau'n sylweddol.
Mae morffoleg microsgopig a dadansoddiadau cyfansoddiadol o'r arwynebau sydd wedi erydu gan ddefnyddio microsgopeg electron sganio (SEM) a sbectrosgopeg pelydr-X gwasgaredig ynni (EDAX) yn datgelu bod haenau cromiwm yn amddiffyn y swbstradau aloi titaniwm yn effeithiol rhag erydiad ocsideiddiol uniongyrchol gan ocsigen tymheredd uchel, a thrwy hynny ffrwyno. adweithiau ocsideiddio a gwella ymwrthedd erydiad cyffredinol y deunyddiau.
Mae'r technegau prosesu arloesol a ddefnyddir ar aloion titaniwm, ynghyd â haenau cromiwm, yn cyflwyno llwybr addawol i atgyfnerthu cydrannau morol yn erbyn realiti llym erydiad tymheredd uchel mewn amgylcheddau morol. Mae'r ymchwil hwn nid yn unig yn taflu goleuni ar rôl ganolog triniaethau arwyneb wrth wella gwydnwch deunyddiau ond mae hefyd yn tanlinellu arwyddocâd datrysiadau wedi'u teilwra wrth wthio ffiniau gwydnwch peirianneg forol.
