Inovativna metoda obrade poboljšava učinak protiv ablacije legure titana za brodogradnju i održavanje
U području pomorske brodogradnje i održavanja, brodske komponente podvrgnute su ekstremnim radnim uvjetima, posebice izazovu visokotemperaturne ablacije, što značajno ograničava njihov vijek trajanja. Ovaj članak ističe revolucionarnu tehniku obrade usmjerenu na jačanje otpornosti na ablaciju u materijalima od legure titana kroz specifične površinske tretmane i kromiranje. Provodeći eksperimente laserske ablacije koji oponašaju stvarno radno okruženje brodova, istražujemo utjecaj ove metode obrade na svojstva legure titana i njezine kromirane prevlake.
S neumoljivim napretkom pomorske inženjerske tehnologije, zahtjevi za performansama brodskih komponenti postali su sve stroži. Legura titana, poznata po svojim vrhunskim mehaničkim svojstvima i otpornosti na koroziju, ima ključnu poziciju u brodogradnji. Unatoč tome, problem visokotemperaturne ablacije u morskom okolišu ostaje ogromna prepreka koja sprječava njegovu široku primjenu. Kako bismo se uhvatili u koštac s ovim izazovom, usvojili smo naprednu tehnologiju obrade za površinsku obradu legure titana i njeno oblaganje kromom, čime se povećava njena otpornost na ablaciju.
Metodologija obrade i priprema materijala
Obrada podloge od legure titana: Korištenjem tehnologije preciznog rezanja žice, sirovi materijali od legure titana izrezani su u uzorke standardne veličine (2 cm x 1 cm x 0,5 cm). Nakon toga, uzorci su brušeni 1500-šmirgl papirom, polirani do zrcalne završnice pomoću abrazivne paste i konačno očišćeni ultrazvučnim valovima kako bi se uklonile površinske nečistoće, osiguravajući besprijekornu površinu.
Nanošenje kromiranog premaza: Napredna tehnika elektrolučne ionske ploče korištena je za nanošenje kromne prevlake na pripremljene uzorke legure titana. Preciznim kontroliranjem razina vakuuma (6×10^-3 Pa), temperature (300 stupnjeva), tlaka NH3 (2-3 Pa) i prednapona (800-1000 V), jednoličan i postignuta je gusta kromirana prevlaka, s vremenom taloženja u rasponu od 10 do 20 minuta.
Eksperimenti laserske ablacije i analiza rezultata
Kako bi se procijenila otpornost na ablaciju obrađene legure titana i kromova premaza, proveden je niz eksperimenata laserske ablacije. Upotrebom posebno izrađenog laserskog sustava dugog pulsa (model FLK-TIX6409Hz), simulirali smo proces ablacije u uvjetima visoke temperature podešavanjem energije i broja pulsa.
Eksperimentalni rezultati otkrili su da neobrađena podloga od legure titana ima duboke ablacijske kratere s brojnim pukotinama u središnjem području, popraćene debelim nakupinama oksida duž rubova. Nasuprot tome, površina legure titana obložena kromom pokazala je superiornu otpornost na ablaciju pod istim uvjetima, s plićim ablacijskim kraterima, smanjenom raspodjelom pukotina i minimalnim nakupljanjem oksida.
Pomoću skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM) i energetsko-disperzijske rendgenske spektroskopije (EDAX) provedena je mikrotopografija i analiza sastava abliranih površina. Ove analize potvrdile su da kromni premaz učinkovito štiti supstrat legure titana od izravnog napada visokotemperaturnog kisika, minimizirajući oksidativne reakcije i povećavajući ukupnu otpornost materijala na ablaciju.
Zaključak i perspektiva
Ova je studija uspješno poboljšala učinak protiv ablacije legure titana i njezine kromirane prevlake putem inovativne metode obrade. Eksperimentalni rezultati naglašavaju ključnu ulogu kromne prevlake u zaštiti podloge od legure titana od visokotemperaturne ablacije, čime se značajno produljuje vijek trajanja brodskih komponenti. Buduća istraživačka nastojanja mogu dodatno istražiti utjecaj različitih parametara obrade na performanse premaza i razviti dodatne materijale za zaštitne premaze visokih performansi kako bi se zadovoljila hitna potražnja za komponentama visokih performansi u sektoru brodogradnje.
