Επιφανειακές κατεργασίες υπερωστενιτικών ανοξείδωτων χαλύβων

Τσακτσήρας, Κωνσταντίνος; Tsaktsiras, Konstantinos

dc.contributor.author	Τσακτσήρας, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Tsaktsiras, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2015-11-25T10:22:08Z
dc.date.available	2015-11-25T10:22:08Z
dc.date.issued	2015-11-25
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41645
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10790
dc.rights	Default License
dc.subject	Υπερωστενιτικοί χάλυβες	el
dc.subject	Ανοξείδωτοι χάλυβες	el
dc.subject	Επίστρωμα	el
dc.subject	Αζίδιο	el
dc.subject	Καρβίδιο	el
dc.subject	Hyperaustenitic	en
dc.subject	Stainless	el
dc.subject	Coating	el
dc.subject	Nitrate	el
dc.subject	Carbide	el
dc.title	Επιφανειακές κατεργασίες υπερωστενιτικών ανοξείδωτων χαλύβων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη και τεχνολογία υλικών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-19
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία είχε ως αντικείμενο, την παρασκευή και τη μελέτη σύνθετων επιστρωμάτων μεταλλικής μήτρας, στους ανοξείδωτους χάλυβες S32100 και S31254, καθώς και τη συσχέτιση της μικροδομής κάποιων δοκιμίων με τη σκληρότητά τους. Οι μέθοδοι συγκόλλησης που χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή των επιστρωμάτων, ήταν το τόξο βολφραμίου-αδρανούς αερίου (TIG) και το τόξο μεταφοράς πλάσματος (PTA). Οι κεραμικές φάσεις ενίσχυσης οι οποίες επιλέχθηκαν, ήταν το καρβίδιο του τιτανίου (TiC) και το αζίδιο του τιτανίου (TiN). Παράλληλα με της κεραμικές φάσεις ενίσχυσης, επιλέχθηκαν και οι μεταλλικές προσθήκες σιδήρου (Fe) και νικελίου (Ni), με σκοπό τη σταθεροποίηση του τόξου της συγκόλλησης. Η μελέτη της μικροδομής, καθώς και η αξιολόγηση των επιστρωμάτων, πραγματοποιήθηκαν κυρίως με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM), σε συνδυασμό με μικροανάλυση ακτίνων X (EDS), αλλά και με την χρήση περίθλασης ακτίνων Χ (XRD). Οι μικροσκληρομετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε ψηφιακό μικροσκληρόμετρο τύπου Vickers, υπό σταθερό φορτίο και χρόνο για όλα τα δοκίμια. Παρήχθησαν συνολικά πέντε δοκίμια, τα οποία ονομάστηκαν σύμφωνα με το μέταλλο βάσης, τη φάση ενίσχυσης και την μεταλλική προσθήκη. Σε όλα τα δοκίμια μελετήθηκε η μικροδομή τους, με χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM), σε τρία δοκίμια πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις XRD, ενώ σε δύο δοκίμια πραγματοποιήθηκαν και μικροσκληρομετρήσεις. Όλα τα επιστρώματα παρουσίασαν μεταλλουργική σύνδεση με το υπόστρωμα, χωρίς πόρους, εγκλείσματα ή ασυνέχειες, με ελάχιστες εξαιρέσεις στην επιφάνεια κάποιων δοκιμίων. Παρά ταύτα, δεν παρουσίασαν την επιθυμητή πυκνότητα ή ομοιομορφία, της κεραμικής φάσης στο επίστρωμα. Κατά τη σάρωση παρουσιάστηκαν δύο προβλήματα, τα οποία έπαιξαν καθοριστικό ρόλο, στην υπερβολική αραίωση της κεραμικής φάσης στο επίστρωμα. Η μεγάλη θερμική παροχή του τόξου, δημιούργησε ζώνη τήξης με μεγάλο βάθος, που είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του όγκου του επιστρώματος, σε σχέση με το αναμενόμενο. Επίσης η εκτίναξη κομματιών πάστας κατά τη σάρωση, οδήγησε στη μείωση του όγκου της κεραμικής φάσης, αλλά και της μεταλλικής προσθήκης. Παρατηρήθηκε πως η διαβρεξιμότητα του TiC, είναι καλύτερη σε σχέση με τη διαβρεξιμότητα του TiN, στο λουτρό του 254, για τις αντίστοιχες μεταλλικές προσθήκες. Η μέγιστη πυκνότητα κεραμικής φάσης στο επίστρωμα, παρατηρήθηκε για το συνδυασμό TiC-Ni, ενώ μηδενική διείσδυση παρουσίασε ο συνδυασμός TiN-Fe. Γενικά η προσθήκη νικελίου αύξησε τη διαβρεξιμότητα, των κεραμικών φάσεων στο λουτρό, σε σχέση με την προσθήκη σιδήρου.	el
heal.abstract	The present Diploma thesis, seeks to manufacture and examine composite coatings on S32100 and S31254 stainless steels, as well as the correlation between microstructure and hardness of certain samples. The welding methods used for the coatings production, were Tungsten Inert Gas (TIG) and Plasma Transfer Arc (PTA), while the ceramic reinforcing materials were titanium carbide (TiC) and titanium nitrate (TiN). Alongside the ceramic reinforcing materials, metal additions of iron (Fe) and nickel (Ni) were selected, in order to stabilize the welding arc. Microstructure analysis and evaluation of coatings were performed using Scanning Electron Microscopy (SEM), in combination with X-ray microanalysis (EDS) and X-ray diffraction (XRD). Type Vickers machine was used for microhardness measurements, under standard load and time. As a result, five samples were manufactured, which were named according to the base metal, the ceramic reinforce material and the metal addition. All sample’s microstructure was examined using SEM, three samples have been analyzed by XRD and two samples were examined for their hardness. All coatings presented metallurgical bonding with the substrate, without cavities or inclusions, with few exceptions on the surface of some samples. Nevertheless, the ceramic phase in coatings, did not have the desirable density or uniformity. During the welding procedure, two problems presented, which affected the dilution of the ceramic phase, in the coatings. The high thermal supply, created a fusion zone with great depth, increasing the coating volume. Also the injections of the coating materials, due to the flow of the shielding gas, led to reduction in volume, of the ceramic and the metallic phase. Titanium carbide’s wettability is better, compared to titanium nitrate, in molten 254, for the respective metal additions. The maximum density for the ceramic phase in the 254 coating, observed in combination TiC-Ni, while zero penetration observed in combination TiN-Fe. In conclusion, the nickel addition increased wettability, compared to iron addition.	en
heal.advisorName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Παπαευθυμίου, Σπυρίδων	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	128 σ.
heal.fullTextAvailability	true