Προσδιορισμός ιδιοτήτων ερπυσμού επικαλύψεων παραγομένων μέσω θερμικού ψεκασμού και βέλτιστη επιλογή των παχών τους
Creators: name: Λόντος, Αντώνιος Ευγένιου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2002
Subjects: Μηχανικές ιδιότητες
Ερπυσμός
Θερμικός ψεκασμός
Στατικός ερπυσμός
Δυναμικός ερπυσμός
Πολυστρωματικές επικαλύψεις
Mechanical properties
Creep
Thermal spray
Static creep
Dynamic creep
Multilayer coating

description: Η παρούσα εργασία ασχολείται με τη συστηματική διερεύνηση της μηχανικής συμπεριφοράς των επικαλύψεων που παράγονται με τη μέθοδο του θερμικού ψεκασμού τόσο σε δυναμικά όσο και σε στατικά φορτία. Στην περίπτωση των θερμικών επικαλύψεων μπορεί να εμφανιστεί στην επικάλυψη το φαινόμενο του ερπυσμού. Η ανάπτυξη του μηχανισμού του ερπυσμού στις διάφορες επικαλύψεις συχνά οδηγεί σε ταχεία καταστροφή του επικαλυμμένου στοιχείου. Η εύρεση των κύριων μηχανικών ιδιοτήτων των επικαλύψεων γίνεται με συμβατικές μεθόδους ενώ ο προσδιορισμός των μηχανικών τους ιδιοτήτων όπως είναι το μέτρο ελαστικότητάς τους, και το όριο διαρροής τους γίνεται με τη χρήση της πειραματικής-αναλυτικής μεθόδου. Με αυτή τη μεθοδολογία είναι δυνατός ο προσδιορισμός της καμπύλης τάσης-παραμόρφωσης των επικαλύψεων. Με τη βοήθεια του δοκιμαστηρίου κρούσης (impact tester) μπορεί να προσδιοριστεί η δυναμική συμπεριφορά αυτών των επικαλύψεων, ενώ με το στατικό πνευματικό δοκιμαστήριο είναι εφικτός ο προσδιορισμός της στατικής συμπεριφοράς τους σε ερπυσμό. Εχει παρατηρηθεί ότι το φαινόμενο αυτό είναι πολύ πιο έντονο στην περίπτωση όπου το επιβαλλόμενο φορτίο είναι δυναμικό. Μετά τον προσδιορισμό της δυναμικής και στατικής συμπεριφοράς κάθε μεμονωμένου διαφορετικού τύπου επικάλυψης σε ερπυσμό, μέσω κατάλληλα διαμορφωμένων προσομοιωτικών μοντέλων μπορεί να γίνει ο προσδιορισμός της δυναμικής και στατικής συμπεριφοράς οποιουδήποτε πολυστωματικού συνδυασμού τους. Στην περίπτωση αυτή όπου χρησιμοποιείται ενδιάμεσο στρώμα συγκολλητικής επικάλυψης (bonding layer) για να βελτιώσει τη συνάφεια της κύρια επικάλυψης με το υπόστρωμα, μέσω της παραπάνω μεθοδολογίας μπορεί να υπολογιστεί ο βέλτιστος συνδυασμός πάχους μεταξύ του επιφανειακού και του ενδιάμεσου στρώματος για αύξηση της απόδοσης και της διάρκειας ζωής τους. Τέλος όλα τα παραπάνω πειραματικά και αναλυτικά αποτελέσματα καταγράφονται σε μια βάση δεδομένων, έτσι ώστε να υπάρχει μια πλήρης εικόνα για τον κάθε εξεταζόμενο τύπο επικάλυψης
description: The material surface enhancement that is being used in tribosystems with the aid of the plasma spray method, is nowdays a well-known practice.This flexible and relatively economically efficient method enables improved properties for machine elements that are designed for demanding purposes. Hereby the plasma and flame spray method is widely used for new parts as well as for repair aims to produce mono or multilayer coatings in a wide variation of mechanical properties. The deposition strategy and the applied conditions are responsible for the occuring properties of such coating types, as for instance for their porosity. This property might induce creep phenomena during the operation of the coated machine elements according the acting loads. In the present work investigations of the dynamic and static creep mechanism at low temperatures and under various loads of various plasma spray deposited coatings, by means of the impact tester, the static tester and a FEM supported method are described. In addition to this, multi layer coatings consisting of an intermediate bonding layer and a superficial one with different material specifications, both produced by the plasma spray method, were investigated regarding their creep behaviour with the aid of experimental and analytical procedures. Considering the mechanical and creep properties of the individual coating layers, through a FEM supported simulation of the material deformation during the impact test, the creep behaviour of the entire structure of two-layer coatings is determined. In this way the thickness of the individual coating layers to avoid creep can be optimized improving herewith the overall coating performance under load.
description: Εργαστήριο Εργαλειομηχανών Διαμορφωτικής Μηχανολογίας