海事工学とメンテナンスの分野では、海洋部品の耐久性は高温浸食という大きな課題に直面しています。{0}}この問題は、船舶部品の運用寿命を大幅に制約します。この懸念に正面から取り組み、海洋グレードのチタン合金の耐浸食性を向上させるための新しい加工技術が研究されました。-この研究の焦点は、熱浸食に対する耐性を強化するために表面にクロムコーティングを堆積することと組み合わせて、チタン合金に適用される複雑な処理方法を中心に展開されています。
海洋工学技術の絶え間ない進歩により、船舶コンポーネントに課せられる性能要求が増大しています。チタン合金は、その優れた機械的特性と耐食性で知られており、造船において極めて重要な役割を果たしています。しかし、海洋環境における高温浸食という永続的な課題が、その広範な適用を妨げ続けています。-このハードルに対処するために、チタン合金の表面処理に高度な処理アプローチが採用され、その後クロムコーティングが施され、耐浸食性の向上が図られています。
加工方法と材料の準備
クロムコーティング処理: 高度なアークイオンプレーティング技術を利用して、準備されたチタン合金サンプルにクロムコーティングを堆積させます。真空レベル (6×10^-3 Pa)、温度 (300 度 )、NH3 圧力 (23 Pa)、バイアス電圧 (800 1000 V) などのパラメーターを注意深く制御することにより、クロム コーティングは均一に緻密になり、堆積時間は 10 ～ 20 分の範囲になります。
レーザー侵食実験と結果分析
チタン合金基板の加工: 精密なワイヤー切断技術を利用して、原材料のチタン材料を 2 cm × 1 cm × 0.5 cm の標準化された試験片に分割します。その後、1500- グリットのサンドペーパーを使用した研磨手順が実行され、研磨剤を使用して鏡のような仕上げが実現します。次に、超音波洗浄を使用して表面の不純物を除去し、基板の表面を完璧に滑らかにします。
クロムコーティング処理: 高度なアークイオンプレーティング技術を利用して、準備されたチタン合金サンプルにクロムコーティングを堆積させます。真空レベル (6×10^-3 Pa)、温度 (300 度 )、NH3 圧力 (23 Pa)、バイアス電圧 (800 1000 V) などのパラメーターを注意深く制御することにより、クロム コーティングは均一に緻密になり、堆積時間は 10 ～ 20 分の範囲になります。
レーザー侵食実験と結果分析
加工されたチタン合金とクロムコーティングの耐侵食性を評価するために、一連のレーザー侵食実験が考案されました。カスタムの-構築された長いパルス幅のレーザー（モデル FLK-TIX6409Hz）を採用し、パルス エネルギーと周波数を調整することで、高温条件下で船舶のコンポーネントが経験する浸食プロセスをシミュレーションします。-結果は、未処理のチタン合金基材は、レーザー浸食下で深く広範囲にわたる浸食ピットを示し、滑らかではあるが亀裂が多い中央領域と、端に沿って厚い酸化物が蓄積していることを示しています。{8}}対照的に、クロムコーティングを施したチタン合金は、同一条件下で優れた耐浸食性を示し、より浅い浸食ピット、亀裂形成の減少、および酸化物の蓄積の大幅な減少を示します。
走査型電子顕微鏡 (SEM) とエネルギー分散型 X 線分光法 (EDAX) を使用して行われた浸食表面の顕微鏡形態と組成分析により、クロム コーティングが高温酸素による直接的な酸化浸食からチタン合金基材を効果的に保護し、それによって酸化反応が抑制され、材料全体の耐浸食性が向上することが明らかになりました。-
チタン合金に適用される革新的な加工技術とクロム コーティングは、海洋環境における高温侵食の厳しい現実に対して海洋コンポーネントを強化するための有望な道筋を示しています。-この研究は、材料の耐久性向上における表面処理の極めて重要な役割を明らかにしただけでなく、海洋工学の回復力の限界を押し上げる上でのカスタマイズされたソリューションの重要性も強調しています。
