Θερμικές κατεργασίες υπερκραμάτων τιτανίου και συνακόλουθοι μετασχηματισμοί φάσεων

Τσιαμούλης, Παναγιώτης; Tsiamoulis, Panagiotis

dc.contributor.author	Τσιαμούλης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Tsiamoulis, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2025-03-28T09:15:37Z
dc.date.available	2025-03-28T09:15:37Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61521
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29217
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Τιτάνιο	el
dc.subject	Θερμικές κατεργασίες	el
dc.subject	Διάχυση οξυγόνου	el
dc.title	Θερμικές κατεργασίες υπερκραμάτων τιτανίου και συνακόλουθοι μετασχηματισμοί φάσεων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλουργία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-22
heal.abstract	Το Ti6Al4V αποτελεί μη σιδηρούχο κράμα, το οποίο βρίσκει χρήσεις σε τομείς όπως η αεροναυπηγική, η βιοϊατρική, η πετροχημεία και σε γενικά πλαίσια, οποιοσδήποτε άλλος κλάδος χρειάζεται να εκμεταλλευτεί τα χαρακτηριστικά του. Με υψηλές μηχανικές αντοχές, χαμηλό ειδικό βάρος και εξαίρετη αντοχή στη διάβρωση, το εν λόγω κράμα τιτανίου βρίσκεται στην αγορά εδώ και επτά δεκαετίες. Στην παρούσα διπλωματική εργασία αφότου πραγματοποιήθηκαν οι θερμικές κατεργασίες που προβλέπονται από το πρότυπο AMS 4965 για κατασκευή εξαρτημάτων κινητήρων αεροσκαφών σε δοκίμια φύλλου Ti6Al4V θερμής έλασης, έγινε εισαγωγή τους σε φούρνο προς εξομοίωση της λειτουργίας του κινητήρα. Στόχος της διαδικασίας είναι ο προσδιορισμός της απόκρισης του υλικού αναφορικά με τη μικροδομή και τις μηχανικές του ιδιότητες ύστερα από 1000 ώρες λειτουργίας στους 350 oC, μια θερμοκρασία που έχει ορισθεί ως το ανώτατο όριο χρήσης του συγκεκριμένου κράματος, ενώ η διάρκεια παραμονής στο φούρνο αφορά το χρονικό διάστημα μεταξύ του οποίου παρεμβάλλεται επιθεώρηση του συγκεκριμένου τμήματος του αεροσκάφους. Κατ’ αυτό τον τρόπο, διερευνήθηκαν τέσσερεις περιπτώσεις δοκιμίων, με αυτές να είναι: η αρχική κατάσταση του υλικού, αυτή μετά από τις θερμικές κατεργασίες πριν τη χρήση του στον κινητήρα, αυτή που έχει υποβληθεί στις αρχικές θερμικές και σε 500 ώρες λειτουργίας και η τελευταία αποτελεί το δείγμα με τις προβλεπόμενες θερμικές κατεργασίες και επιπλέον 1000 ώρες χρήσης. Για την ανάλυση των δοκιμίων χρησιμοποιήθηκαν η οπτική μικροσκοπία (OM), η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), η δοκιμή εφελκυσμού, η στερεοσκοπία και η μακρο/μικροσκληρομέτρηση. Μέσω των παραπάνω τεχνικών ήταν δυνατή η διαπίστωση της υποβάθμισης των ιδιοτήτων του υλικού, με τη μέγιστη εφελκυστική αντοχή να ελαττώνεται κατά 15% μεταξύ του δείγματος που έχει υποβληθεί μόνο σε θερμικές κατεργασίες και αυτό των 1000 ωρών. Η πτώση αυτή οφείλεται στην εκτεταμένη διάχυση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου ως στοιχείο παρεμβολής εντός της μικροδομής και συγκεκριμένα εντός του επιφανειακού στρώματος του υλικού, οδηγώντας έτσι σε φαινόμενα ψαθυροποίησης και συνακολούθως σε τοπική κατακόρυφη αύξηση της σκληρότητας.	el
heal.abstract	Ti6Al4V is a non-ferrous alloy that is used in industries such as aerospace, biomedical, petrochemical and generally in any field that needs to leverage its properties. With high mechanical strength, low specific weight, and excellent corrosion resistance, this titanium alloy has been on the market for seven decades. In this thesis, after performing the heat treatments prescribed by the AMS 4965 standard for the production of aircraft engine components on Ti6Al4V hot-rolled sheet specimens, the samples were placed in a furnace to simulate engine operation. The goal of this process is to determine the material's response in terms of its microstructure and mechanical properties after 1000 hours of operation at 350°C, a temperature set as the upper limit for the alloy's use. The duration in the furnace corresponds to the time between inspections of this specific section of the aircraft. In this way, four specimen cases were investigated: the initial state of the material, its state after heat treatments and before any engine use, its state after the initial heat treatments and 500 hours of operation, and the final sample, which underwent the prescribed heat treatments and an additional 1000 hours of use. The analysis of the specimens involved optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), tensile testing, stereoscopy, and macro/microhardness testing. Through these techniques, it was possible to observe the material's property degradation, with maximum tensile strength decreasing by 15% between the sample subjected only to heat treatments and the one exposed to 1000 hours of use. This reduction is attributed to the extensive diffusion of atmospheric oxygen as an interstitial element into the microstructure, particularly within the surface layer of the material, leading to embrittlement phenomena and a consequent localized sharp increase in hardness.	en
heal.advisorName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Τσακιρίδης, Πέτρος	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	302 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false