해양 엔지니어링 및 유지 관리 영역에서 해양 부품의 내구성은 고온 침식의 형태로 심각한 문제에 직면해 있습니다.- 이 문제는 선박 부품의 작동 수명을 크게 제한합니다. 이러한 문제를 정면으로 해결하기 위해 해양-등급 티타늄 합금의 내식성을 향상시키기 위한 새로운 가공 기술이 연구되었습니다. 이 연구의 초점은 열 침식에 대한 저항력을 강화하기 위해 표면에 크롬 코팅을 증착하는 것과 결합된 티타늄 합금에 적용되는 복잡한 가공 방법을 중심으로 진행됩니다.
해양 엔지니어링 기술의 끊임없는 발전으로 인해 선박 부품에 부과되는 성능 요구가 증폭되었습니다. 뛰어난 기계적 특성과 내식성으로 유명한 티타늄 합금은 해군 건설에서 중추적인 역할을 합니다. 그러나 해양 환경에서 고온 침식이라는 지속적인 문제로 인해 광범위한 적용이 계속해서 방해를 받고 있습니다. 이러한 장애물을 극복하기 위해 티타늄 합금의 표면 처리를 위한 고급 처리 접근 방식이 사용되었으며, 이어서 부식 방지 기능을 강화하기 위한 크롬 코팅이 적용되었습니다.
처리 방법론 및 재료 준비
크롬 코팅 처리: 고급 아크 이온 도금 기술을 활용하여 준비된 티타늄 합금 샘플에 크롬 코팅을 증착합니다. 진공 수준(6×10^-3 Pa), 온도(300도), NH3 압력(23 Pa) 및 바이어스 전압(8001000 V)과 같은 매개변수를 세심하게 제어함으로써 크롬 코팅은 균일한 밀도를 가지며 증착 시간은 10~20분입니다.
레이저 침식 실험 및 결과 분석
티타늄 합금 기판 처리: 정밀 와이어 절단 기술을 사용하여 원시 티타늄 재료를 2cm × 1cm × 0.5cm 크기의 표준화된 시편으로 분할합니다. 그 후, 1500-방 사포를 사용하는 연마 절차가 구현되어 연마 컴파운드를 통해 달성된 거울 같은 마무리가 완성됩니다. 그런 다음 초음파 세척을 통해 표면 불순물을 제거하여 기판 표면을 흠잡을 데 없이 매끄럽게 만듭니다.
크롬 코팅 처리: 고급 아크 이온 도금 기술을 활용하여 준비된 티타늄 합금 샘플에 크롬 코팅을 증착합니다. 진공 수준(6×10^-3 Pa), 온도(300도), NH3 압력(23 Pa) 및 바이어스 전압(8001000 V)과 같은 매개변수를 세심하게 제어함으로써 크롬 코팅은 균일한 밀도를 가지며 증착 시간은 10~20분입니다.
레이저 침식 실험 및 결과 분석
가공된 티타늄 합금과 크롬 코팅의 내식성을 평가하기 위해 일련의 레이저 침식 실험이 고안되었습니다. 맞춤 제작된-긴-펄스-폭 레이저(모델 FLK-TIX6409Hz)를 사용하고 펄스 에너지와 주파수를 조정하는 실험에서는 고온 조건에서 선박 부품이 경험하는 침식 과정을 시뮬레이션합니다.- 결과는 처리되지 않은 티타늄 합금 기판이 레이저 침식 시 깊고 광범위한 침식 피트를 나타내며, 부드럽지만 균열이 있는 중앙 영역-이 있고 가장자리를 따라 두꺼운 산화물 축적이 있음을 나타냅니다. 대조적으로, 크롬 코팅된 티타늄 합금은 동일한 조건에서 우수한 내식성을 보여 더 얕은 침식 피트, 감소된 균열 형성 및 현저하게 감소된 산화물 축적을 보여줍니다.
주사전자현미경(SEM)과 에너지-분산 X-선 분광법(EDAX)을 사용하여 침식된 표면의 미세한 형태와 구성 분석을 통해 크롬 코팅이 고온 산소에 의한 직접적인 산화 침식으로부터 티타늄 합금 기판을 효과적으로 보호하여 산화 반응을 억제하고 재료의 전반적인 침식 저항성을 향상시키는 것으로 나타났습니다.
크롬 코팅과 결합된 티타늄 합금에 적용되는 혁신적인 가공 기술은 해양 환경에서 발생하는 고온 침식이라는 가혹한 현실에 맞서 해양 부품을 강화할 수 있는 유망한 경로를 제시합니다.- 이 연구는 재료의 내구성을 향상시키는 표면 처리의 중추적인 역할을 밝힐 뿐만 아니라 해양 엔지니어링 탄력성의 경계를 넓히는 데 있어 맞춤형 솔루션의 중요성을 강조합니다.
