การศึกษาความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิวของแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมในน้ำทะเลจำลอง
แผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมผสมผสานความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมของวัสดุไทเทเนียมเข้ากับข้อดีของความแข็งแรงสูงและราคาต่ำของเหล็ก และเป็นวัสดุโครงสร้างที่ขาดไม่ได้สำหรับอุปกรณ์ที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น ภาชนะรับความดัน ถังปฏิกิริยาเคมี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และท่อขนส่งปิโตรเลียม
การเชื่อมเป็นวิธีการสำคัญในการผลิตแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียม และคุณภาพของการเชื่อมส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของแผ่นคอมโพสิต การเชื่อมแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมอยู่ในประเภทของการเชื่อมวัสดุที่แตกต่างกัน ปัจจุบันแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมเชิงพาณิชย์ในประเทศจีนส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการเชื่อมแบบระเบิด เนื่องจากอุณหภูมิสูงทันทีและแรงกระแทกที่เกิดจากการระเบิด อาจมีข้อบกพร่องในการเชื่อม เช่น สิ่งเจือปน รูพรุน และรอยแตกที่ส่วนต่อประสานของแผ่นคอมโพสิต ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การเชื่อมด้วยเลเซอร์โดยใช้ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงเป็นแหล่งความร้อนได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เนื่องจากข้อดีของการป้อนความร้อนเฉพาะจุดที่แข็งแกร่ง ช่วงผลกระทบความร้อนเล็กน้อย และสามารถควบคุมได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยเทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งด้วยเลเซอร์ การเชื่อมหลอมของวัสดุที่ไม่เหมือนกันของเหล็กไทเทเนียมสามารถทำได้โดยการเพิ่มชั้นการเปลี่ยนผ่านระดับกลาง จากเทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งด้วยเลเซอร์สำหรับการป้อนผง ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการเตรียมแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ตรงตามข้อกำหนดของมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 8547-2019
ขอแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียม TA2/S30408
แผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงสามารถเร่งความล้มเหลวของโครงสร้างการเชื่อมของแผ่นคอมโพสิตได้ ความล้มเหลวจากการกัดกร่อนเป็นหนึ่งในรูปแบบความล้มเหลวทั่วไป เมื่อแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมล้มเหลว จะส่งผลร้ายแรงต่อความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ และก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อความปลอดภัยส่วนบุคคลและทรัพย์สิน
เริ่มต้นจากกระบวนการผลิตแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียม บทความนี้ศึกษาความต้านทานการกัดกร่อนพื้นผิวของแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมเชื่อมด้วยการระเบิด แผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมที่ผลิตด้วยสารเติมแต่ง และแผ่นคอมโพสิตสารเติมแต่งคลายความเครียดโดยใช้สารละลาย NaCl จำลอง 3.5% ของน้ำทะเลเป็น สารกัดกร่อน
วัสดุและวิธีการทดลอง
มีสามวิธีในการเปรียบเทียบและวิเคราะห์ความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบพื้นผิว
แผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียม
(1) แผ่นคอมโพสิตระเบิดอบอ่อน TA2/Q345R
(2) แผ่นคอมโพสิตการผลิตสารเติมแต่งดั้งเดิม TA2 / S30408 (รวมถึงชั้นกลาง Cu)
(3) แผ่นคอมโพสิตที่ผลิตด้วยสารเติมแต่ง TA2/S30408 หลังจากการอบอ่อนเพื่อบรรเทาความเครียด (ฉนวน 300 องศา 4 ชั่วโมง)
ใช้เครื่องตัดลวดเพื่อตัดตัวอย่างไฟฟ้าเคมี (ขนาดตัวอย่าง 5 มม. × 10 มม. × 5 มม.) ล้างตัวอย่างด้วยแอนไฮดรัสแอลกอฮอล์ แล้วเป่าให้แห้ง พื้นผิวของชิ้นงานที่ไม่ได้ทดสอบจะถูกบัดกรีเข้ากับลวดทองแดง เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่ดี จากนั้น ชิ้นงานทดสอบจะถูกวางคว่ำหน้าลงในแม่พิมพ์ที่ฝังเย็น และสุดท้ายจะเทอีพอกซีเรซินลงในแม่พิมพ์เพื่อการบ่มและการขึ้นรูป หลังจากการสาธิตการแยกชิ้นส่วน พื้นผิวของตัวอย่างจะถูกขัดด้วยกระดาษทรายเมทัลโลกราฟิก 5-20 μ m (จากหยาบไปเป็นละเอียด) บนโรงสีน้ำ ขัดด้วยสารละลายเพชร 1 μ m และระบบกันสะเทือนอลูมินา 0.3 μ m ล้างด้วยแอลกอฮอล์ปราศจากน้ำแล้วเช็ดให้แห้งเพื่อใช้ในภายหลัง การทดสอบประสิทธิภาพเคมีไฟฟ้าดำเนินการโดยใช้เวิร์กสเตชันเคมีไฟฟ้า (CHI660E) ที่มี 3-ระบบอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดทำงานคือชั้นไทเทเนียมบนพื้นผิวทดสอบของตัวอย่าง อิเล็กโทรดเคาน์เตอร์เป็นอิเล็กโทรดกราไฟท์ และอิเล็กโทรดอ้างอิงเป็นอิเล็กโทรดคาโลเมลอิ่มตัว (SCE) ตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนคือสารละลาย NaCl 3.5% และปริมาตรของสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสำหรับตัวอย่างแต่ละกลุ่มต้องไม่น้อยกว่า 100 มล. ทำการทดสอบเส้นโค้งอิมพีแดนซ์และโพลาไรเซชันของ AC หลังจากที่ศักย์ไฟฟ้าคงตัว แอมพลิจูดของการทดสอบความต้านทานไฟฟ้ากระแสสลับคือ 5 mV และความถี่การสแกนจะถูกควบคุมระหว่าง 0.1 Hz ถึง 10 kHz การสแกนเส้นโค้งโพลาไรเซชันเริ่มต้นที่ 50 mV ต่ำกว่าศักยภาพในการกัดกร่อนตัวเอง และสิ้นสุดที่ 1.5 V ด้วยความเร็วการสแกน 5 mV/s สุดท้าย ใช้เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์เพื่อชั่งน้ำหนักตัวอย่างก่อนและหลังการกัดกร่อน และคำนวณอัตราการกัดกร่อนโดยใช้วิธีการลดน้ำหนัก
