Ανάπτυξη μεταλλοκεραμικών επικαλύψεων μήτρας νικελίου με καρβίδια τιτανίου και βολφραμίου σε υποστρώματα κοινού ανθρακούχου χάλυβα μέσω αναγόμωσης με Laser Cladding

Βλάχος, Απόστολος; Vlachos, Apostolos

dc.contributor.author	Βλάχος, Απόστολος	el
dc.contributor.author	Vlachos, Apostolos	en
dc.date.accessioned	2025-03-19T09:59:54Z
dc.date.available	2025-03-19T09:59:54Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61364
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29060
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Laser Cladding	en
dc.subject	Τεχνολογία επιφανειών	el
dc.subject	Επικαλύψεις χαλύβων	el
dc.subject	Αναγόμωση	el
dc.subject	Επικαλύψεις μεταλλικών υλικών	el
dc.subject	Επικαλύψεις καρβιδίων	el
dc.subject	Steel surface treatment	en
dc.subject	Carbide surface treatment	en
dc.subject	WC / TiC Laser Cladding	en
dc.subject	Stainless Steel Laser Cladding	en
dc.title	Ανάπτυξη μεταλλοκεραμικών επικαλύψεων μήτρας νικελίου με καρβίδια τιτανίου και βολφραμίου σε υποστρώματα κοινού ανθρακούχου χάλυβα μέσω αναγόμωσης με Laser Cladding	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνολογία επιφανειών	el
heal.classification	Τεχνολογία υλικών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-22
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετάει την ενίσχυση ενός κυλινδρικού δοκιμίου κοινού ανθρακούχου χάλυβα (42CrMo4) με μεταλλοκεραμική επικάλυψη μήτρας νικελίου, εμπλουτισμένη με καρβίδια τιτανίου και βολφραμίου (TiC και WC). Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η μέθοδος αναγόμωσης Laser Cladding, οι ιδιότητες των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται για την πραγματοποίηση των πειραμάτων, των στρωμάτων που σχηματίζονται (υπόστρωμα, ανοξείδωτο χάλυβα και στρώμα καρβιδίων) καθώς και η επίδραση της θερμοκρασίας προθέρμανσης και του ρυθμού απόψυξης στις ιδιότητες του τελικού προϊόντος. Αρχικά στον χάλυβα αποτέθηκε ένα στρώμα (πάσο) ανοξείδωτου χάλυβα 316L, ο οποίος τοποθετείται για την αύξηση της πρόσφυσης της επικάλυψης καρβιδίων τιτανίου και βολφραμίου πάνω στο υπόστρωμα. Έπειτα γίνεται η επικάλυψη με τις πούδρες νικελίου και καρβιδίων με την μέθοδο Laser Cladding. Για την παρούσα διπλωματική πραγματοποιούνται 2 πειράματα, εκ των οποίων το πρώτο ακολούθησε μια προθέρμανση σε χαμηλή θερμοκρασία (140℃) και ψύξη στον αέρα μετά το πέρας της διεργασίας, με αποτέλεσμα να παρουσιαστούν κάποιες ρωγματώσεις κάθετα στην επιφάνεια της επικάλυψης. Το δεύτερο πείραμα εκτελείται με αυξημένη θερμοκρασία προθέρμανσης του υλικού (450℃), η οποία και διατηρείται καθ’ όλη τη διάρκεια του πειράματος, με σκοπό την μελέτη της επίδρασης στην σκληρότητα και την αποτελεσματικότητα της στην αποφυγή των επιφανειακών ρωγματώσεων. Μετά την διενέργεια των πειραμάτων ακολουθεί μεταλλογραφική προετοιμασία και μελέτη των δοκιμίων με τα αναλυτικά όργανα του εργαστηρίου, γίνεται μελέτη των ιδιοτήτων των δύο επικαλύψεων ως προς το περιεχόμενο τους σε καρβίδια, την σκληρότητα τους και τις περιεχόμενες φάσεις. Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για την μελέτη των δοκιμίων είναι το στερεοσκόπιο, το οπτικό μικροσκόπιο (Light Optical Microscope), το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (Scanning Electron Microscope), το οποίο διαθέτει δυνατότητα στοιχειακής ανάλυσης μέσω φασματοσκοπίας ακτίνων Χ με διασπορά ενέργειας (EDS), τα σκληρόμετρα (μικροσκληρόμετρο και μακροσκληρόμετρο) και τέλος το περιθλασίμετρο ακτίνων Χ (X-Ray Diffractometer). Τέλος γίνεται προσπάθεια να επεξηγηθεί η επίδραση της αύξησης της θερμοκρασίας προθέρμανσης και του ρυθμού απόψυξης στις ιδιότητες της επικάλυψης. Με βάση την ανάλυση που διενεργήθηκε με την βοήθεια των αναλυτικών οργάνων, μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα πως η θερμοκρασία επηρέασε τις ιδιότητες της επικάλυψης, καθώς σε αυξημένη θερμοκρασία προθέρμανσης και αργή ψύξη του δοκιμίου, η επικάλυψη είχε χάσει ένα μέρος της σκληρότητας που διατηρούσε στην προηγούμενη διεργασία, όπου είχε εμφανίσει και τις επιφανειακές ρωγματώσεις.	el
heal.abstract	The present thesis examines the reinforcement of a cylindrical specimen of common carbon steel (42CrMo4) with a nickel matrix metal-ceramic coating enriched with titanium and tungsten carbides (TiC and WC). This work focuses on the Laser Cladding process, the properties of the raw materials used for the experiments, the layers formed (substrate, stainless steel layer, and carbide layer), as well as the effect of the preheating temperature and cooling rate on the properties of the final product. Initially, a layer (pass) of 316L stainless steel was deposited on the steel substrate, which is applied to enhance the adhesion of the titanium and tungsten carbide coating on the specimen. Subsequently, the carbide coating is applied using the Laser Cladding method. In this thesis, two experiments were carried out, the first of which involved preheating at a low temperature (140°C) and air cooling after the process, resulting in some cracks appearing perpendicular to the surface of the coating. The second experiment was conducted with increased preheating temperature (450°C), maintained throughout the experiment, aiming to study the effect on hardness and its effectiveness in preventing surface cracks. After the experiments, metallographic preparation and study of the specimens were conducted using the laboratory’s analytical instruments, examining the properties of the two coatings in terms of their carbide content, hardness, and the phases present. The instruments used to study the specimens include a stereoscope, a Light Optical Microscope, a Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with elemental analysis capability via Energy-dispersive X-ray spectroscopy EDS, hardness testers (microhardness and macrohardness testers), and finally an X-ray Diffractometer (XRD). Finally, an attempt is made to explain the effect of increased preheating temperature and cooling rate on the coating properties. Based on the analysis conducted with the help of the analytical instruments, it can be concluded that temperature influenced the coating properties, as with increased preheating temperature and slow cooling of the specimen, the coating lost some of the hardness it maintained in the previous process, where surface cracks had also appeared.	en
heal.advisorName	Τσακιρίδης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Δεληγιάννης, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	120 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false