Titan po'latdan yasalgan kompozit panellar po'latning mukammal mexanik xususiyatlari va titanning korroziyaga chidamliligi tufayli so'nggi yillarda neft, kimyo, energetika va dengiz muhandisligi sohalarida keng e'tiborga sazovor bo'ldi. Biroq, titanium po'latdan yasalgan kompozit plitalar qattiq dengiz muhitida qo'llanilganda, ularning oxirgi yuzlari titan va po'lat o'rtasidagi potentsial farq tufayli galvanik korroziyaga uchraydi, bu esa haqiqiy xizmat ko'rsatish vaqtida ularning ishlashini yomonlashtiradi. Shu sababli, titanium po'latdan yasalgan kompozit plitalarning oxirgi yuzini himoya qilish uchun tegishli usullarni qabul qilish katta ahamiyatga ega va muhimdir. Ammo hozirda tegishli hisobotlar deyarli yo'q. Ko'proq izlanishlar titanium yoki po'lat plitalar yuzasida qoplamalarni tayyorlashga qaratilgan bo'lib, substratning xizmat ko'rsatish ko'rsatkichlarini, jumladan, termal püskürtme va lazer qoplamasini o'z ichiga oladi. Termal püskürtme jarayoni yuqori samaradorlik, moslashuvchan va oddiy ishlashga ega, lekin uning issiqlik manbasining keng harorat oralig'i tufayli, qoplamada teshiklar kabi nuqsonlar paydo bo'lishiga moyil bo'ladi va qoldiq termal stress nisbatan katta.
1. Titan qoplamasini tayyorlash
Substrat materiali Hunan Xiangtou Jintian Titanium Metal Co., Ltd. tomonidan vakuum shakllantirish usuli yordamida ishlab chiqarilgan titanium po'latdan yasalgan kompozit plastinka. 1-rasmda ko'rsatilganidek, titan plastinka qalinligi 1,80 mm va po'lat plastinka qalinligi 10,20 mm. Titan qoplamasini tayyorlashdan oldin, 220 #, 360 #, 600 #, 800 #, 1000 # va 2000 # SiC zımparasidan foydalaning. substratni navbat bilan jilolang, so'ngra namuna yuzasida yog 'va zang kabi ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun 10 daqiqa davomida etanolda ultratovushli tozalash. Sovuq purkash uchun ishlatiladigan titan kukuni Guangdong Fanlar Akademiyasi Yangi Materiallar Instituti tomonidan ishlab chiqarilgan Ti-01 zarracha hajmi 50-100 m m. Elakdan o'tkazilgandan so'ng, namlikning qoplama sifatiga ta'sirini kamaytirish uchun titanium kukuni 120 daraja 30 daqiqa davomida pishiriladi. Sovuq purkash uskunasi Yaponiyada Plazma Giken tomonidan ishlab chiqarilgan PCS1000 da yakunlandi.
Ko'ndalang kesimning mikro tuzilishini tavsiflash va kompozitsiyani tahlil qilish uchun namunani kesish uchun elektr zaryadsizlantiruvchi simni kesish mashinasidan foydalaning. Metallografik namunalar mexanik silliqlash va silliqlash usullari bilan tayyorlanadi. Echant sifatida 1:19 hajmli nitrat kislota etanol eritmasi ishlatiladi. Mikrostrukturaviy xususiyatlar EDS bilan jihozlangan OM (Leica DVM6M) va SEM (Phenom ProX) yordamida tavsiflangan. Metalografik namunalarni mikroskopik tekshirish
Qattiqlik yashash vaqti 10 soniya va yuki 500 g bo'lgan Vickers mikroqattiqlik tekshirgich yordamida o'lchandi. O'lchovlar qoplama yuzasidan substratgacha har 0,4 mm dan o'tkazildi. Ishqalanish va aşınma testi 20 N yuk, 10 minut vaqt, 1 Gts chastota, sinov uzunligi 10 mm va ishqalanish sifatida GCr15 po'lat to'plari bilan yuqori tezlikda o'zaro ishqalanish va aşınma sinov mashinasini qabul qiladi. juft. Elektrokimyoviy sinovdan oldin namuna epoksi qatroni bilan yopiladi, sirt oksidlarini olib tashlash uchun metallografik zımpara bilan parlatiladi, etanol va toza suv bilan tozalanadi va nihoyat toza qoplama yuzasini olish uchun issiq havo bilan quritiladi. Tajriba xona haroratida o'tkaziladi. Tajriba muhiti simulyatsiya qilingan dengiz suvi eritmasi (3,5% NaCl), uchta elektrod tizimidan foydalanadi. Namuna ishchi elektrod, hisoblagich elektrod - platina plastinka va mos yozuvlar elektrod - to'yingan kalomel elektrod (SCE). Elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasi elektrokimyoviy ish stantsiyasida (CHI760E) ochiq kontaktlarning zanglashiga olib, sinov chastotasi 105~10-2Gts va buzilish potentsiali 10 mV qo'llanilgan holda sinovdan o'tkazildi. Tuz purkash sinovi uchun China Electrical Apparatus Research Institute Co., Ltd kompaniyasining tuz purkagich korroziyasini tekshirish mashinasi (EASS-100) ishlatiladi. Atmosferada korroziyaga qarshi test - tuz püskürtme sinoviga (GB 10125-1997) ko'ra, sinov eritmasi massa ulushi bo'yicha 5% NaCl eritmasi va buzadigan amallar qutisidagi harorat 35 daraja.
3. Kukun bilan oziqlantirishda gaz bosimi va haroratining titan qoplamalarining mikro tuzilishi va morfologiyasiga ta'siri.
Sovuq püskürtme jarayonida muhim parametrlardan biri püskürtülmüş zarrachalarning substrat bilan to'qnashuvidan oldin kritik tezligidir. Berilgan matritsa materiali uchun kritik tezlik mavjud bo'lib, unda faqat kritik tezlikdan katta tezlikka ega bo'lgan zarralar qoplama hosil qilish uchun yotqizilishi mumkin, kritik tezlikdan past tezlikka ega bo'lgan zarralar esa qoplamani hosil qilish uchun qaytib keladi. Sovuq buzadigan amallar zarralarining kritik tezligi materialning zichligi, erish nuqtasi, yakuniy tortishish kuchi va zarrachalarning dastlabki harorati kabi omillarga bog'liq. Sovuq püskürtme jarayonida Cu, Zn va Al kabi metallar zarrachalarning katta plastik deformatsiyasiga moyil bo'lib, natijada zich qoplamalar paydo bo'ladi. Biroq, Ti, yuqori erish nuqtasi tufayli, sovuq purkashning to'qnashuv deformatsiyasi cho'kma nazariyasi orqali zich qoplamalarni olish qiyin. Biroq, tegishli tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, changni oziqlantiruvchi gazning harorati va bosimini oshirish qoplamaning porozligini samarali ravishda kamaytirishi mumkin. Qoplamaning porozligi uning himoya ko'rsatkichlariga ta'sir qiluvchi asosiy omil hisoblanadi. Uskunaning ruxsat etilgan diapazoni doirasida muallif chang oziqlantiruvchi gazning harorati va bosimining titanium qoplamasining mikro tuzilishiga ta'sirini o'rganib chiqdi.
2-rasmda changni oziqlantiruvchi gaz bosimi va harorat parametrlarining turli kombinatsiyalarida tayyorlangan titanium qoplama namunalarining metallografik morfologiyasi ko'rsatilgan. Sovuq purkash qattiq holatda cho'kish usuliga tegishli bo'lganligi sababli, u substratga ozgina termal ta'sir ko'rsatadi va cho'kish jarayonida zarrachalar erimaydi. Shu sababli, substrat tomonidagi titanium plastinka va po'lat plitalar buzilmagan va titanium qoplamalar o'rganilayotgan changni oziqlantiruvchi gazning harorat va bosim oralig'ida tayyorlanishi mumkin. 2-rasmdan ko'rinib turibdiki, changni oziqlantiruvchi gazning bosimi va harorati qoplama qalinligiga kam ta'sir qiladi. Bir xil püskürtme vaqtida bir nechta sharoitlarda tayyorlangan qoplama qalinligi solishtirish mumkin, o'rtacha qalinligi 2,70 mm. Shu bilan birga, changni oziqlantiruvchi gazning parametrlari sovuq purkalgan titanium qoplamalarining tuzilishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
Xulosa
1) Sovuq püskürtme jarayonida changni oziqlantiruvchi gazning harorati va bosimini oshirish nafaqat qoplamaning g'ovakligini kamaytirishga va uning zichligini yaxshilashga yordam beradi, balki qoplamaning delaminatsiyasini bostiradi va qoplamaning ichki bog'lanishini mustahkamlaydi. Kukunli oziqlantiruvchi gazning harorati va bosimi mos ravishda 800 darajadan va 3 MPa dan 900 darajaga va 5 MPa ga oshirilganda, qoplamaning g'ovakliligi 4,25% dan 1,14% gacha kamaydi.
2) Titan qoplamalarini sovuq purkash bilan tayyorlash jarayonida kukunni oziqlantiruvchi gazning past harorati tufayli, asosan metall Ti dan tashkil topgan tayyorlangan titan qoplamalarida sezilarli oksidlanish kuzatilmadi. Shu bilan birga, yuqori kukunli oziqlantiruvchi gaz harorati va bosim sharoitida (900 daraja va 5 MPa), titaniumli po'latdan yasalgan kompozit plastinka tomonidagi titanium qoplamasi substrat bilan yaxshi mos keladi va izchil kompozitsion tufayli aniq interfeysga ega emas; Titan qoplamasi va po'lat plitalar orasidagi interfeys aniq va elementlarning sezilarli interdiffuziyasi yo'q.
3) Sovuq püskürtme jarayonida changni oziqlantiruvchi gazning harorati yoki bosimini oshirish plastik deformatsiyani kuchaytirish, qoplamaning zichligini yaxshilash va shu bilan qoplamaning mikroqattiqligi va aşınma qarshiligini oshirish uchun foydalidir. Ishqalanish juftligi sifatida GCr15 yordamida tayyorlangan, changni oziqlantiruvchi gaz bosimi 5 MPa va harorati 900 daraja bo'lgan titanium qoplamasi 0,32 × 10-3mm3/(N ·) aşınma tezligini ko'rsatdi. m) 20 N yuk ostida 10 daqiqa eskirgandan keyin.
4) Titan po'latdan yasalgan kompozit plastinkaning oxirgi yuzasida tayyorlangan sovuq püskürtülmüş titanium qoplamasi yaxshi korroziyaga chidamliligiga ega. 1000 soatlik neytral tuz purkagich sinovidan so'ng, qoplama buzilmagan va sirtda aniq zang korroziyasi yo'q, bu titanium qoplamasi korroziy zarralarning substratga kirishini samarali ravishda oldini oladi va shu bilan titanium po'latdan yasalgan kompozit plastinkaning xizmat ko'rsatish ko'rsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilaydi. dengiz muhitida
