Επιφανειακές επικαλύψεις: επιφανειακές θερμοχημικές διεργασίες σε σιδηρούχα και μη-σιδηρούχα υλικά
Creators: name: Λέντζαρης, Κωνσταντίνος Ι.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Βορίωση
Μικροεναλογόνωση επιφανείας
Εργαλειοχάλυβες
Κράματα τιτανίου
Boriding
Halogen effect
Tool steels
Titanium alloys

description: Σκοπός της διατριβής ήταν η παραγωγή επιφανειακών θερμοχημικών επικαλύψεων σε σιδηρούχα (εργαλειοχάλυβες) και μη-σιδηρούχα υλικά (κράματα τιτανίου) και η εξέταση της απόκρισης των επιστρώσεων αυτών έναντι μηχανικών φορτίσεων και χημικών παραγόντων. Όσον αφορά τις επιφανειακές κατεργασίες των σιδηρούχων υποστρωμάτων, απώτερος στόχος των πειραμάτων ήταν να ενταχθεί η βορίωση, μια διαχυτική διαδικασία που ευνοείται σε υψηλές θερμοκρασίες, στο κύκλο των θερμικών κατεργασιών ως τελικό στάδιο. Για τα μη-σιδηρούχα υποστρωμάτα, το κύριο ερώτημα που απαντήθηκε ήταν αν είναι δυνατόν να εφαρμοσθεί η συγκεκριμένη τεχνική για την βελτίωση της οξειδωτικής συμπεριφοράς των κραμάτων τιτανίου με χαμηλό ποσοστό αλουμινίου με τη χρήση της τεχνικής της ρευστοποιημένης κλίνης. Συνοπτικά, στα πλαίσια της διατριβής επιδιώχθηκε και πραγματοποιήθηκε: 1) Η βελτιστοποιήση της διαδικασίας παραγωγής επιστρώσεων, 2) Ο πλήρης μορφολογικός, τοπολογικός και δομικός χαρακτηρισμός των παραγόμενων επιστρώσεων, 3) Η ολοκληρωμένη διερεύνηση της επίδρασης παραμέτρων παραγωγής στη δομή, τις μηχανικές και χημικές ιδιότητες, 4) Η αξιολόγηση της επίδρασης των παραγόμενων επιστρώσεων στις μηχανικές ιδιότητες των βοριωμένων υποστρωμάτων, με τη χρήση των δοκιμών τριβής ολίσθησης τύπου σφαίρας – δίσκου και μηχανικής φθοράς λόγω στερεών σωματιδίων και 5) Η αξιολόγηση της επίδρασης των παραγόμενων επιστρώσεων στις χημικές ιδιότητες των εναλογονωμένων υποστρωμάτων, με τη χρήση της δοκιμής συνεχούς οξείδωσης.
description: The aim of the present thesis was the study of thermo-chemical diffusion coatings on ferrous (tool steels) and non-ferrous (titanium alloys) metallic materials. The effectiveness of the above coatings was tested under extreme conditions of mechanical loading and corrosive environments. As for the ferrous substrates used in this thesis, the present study examined the effectiveness of the boride layers on moving parts of mechanical devices, where high resistance against sliding friction conditions and solid particle erosion is required. As for the non-ferrous substrates, the aim of the study was to improve the oxidation behavior of Ti6Al4V using the chlorine micro-alloying effect and to reveal the influence of the surface topography on the oxidation properties and mechanisms. Concisely, in this doctoral thesis is presented: 1) The optimization of the surface treatments, 2) The extensive morphological and chemical characterization of the produced coatings, 3) The influence of the process parameters on the microstructure, mechanical and chemical properties of the produced layers, 4) The evaluation of the tribological and erosion properties of the boride coatings. The produced coatings were subjected to ball-on-disc wear tests and solid particle erosion tests, 5) The evaluation of the air oxidation behavior of the titanium alloys modified surfaces. The surface micro – alloyed substrates were subjected to isothermal oxidation tests.