Παραγωγή και μελέτη με περίθλαση ακτίνων Χ, της δομής και της αντιδιαβρωτικής/ αντιοξειδωτικής συμπεριφοράς μεταλλικών επικαλύψεων θερμικού ψεκασμού, κράματος νικελίου- χρωμίου και αλουμινίου
Creators: name: Ανδρώνης, Σωτήριος Ανδρέα
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Χάλυβες
Επικαλύψεις
Οξείδωση
Steel
Coatings
Oxidation

description: Η τεχνολογία ανάπτυξης προστατευτικών μεταλλικών επικαλύψεων είναι ένας τομέας της παγκόσμιας επιστημονικής έρευνας, ο οποίος γνωρίζει αλματώδη εξέλιξη στην σύγχρονη εποχή. Η ανάπτυξη αυτή οφείλεται στο ότι δίνεται η δυνατότητα εκμετάλλευσης των επιθυμητών ιδιοτήτων κάποιων υλικών, θωρακίζοντάς τα παράλληλα από παράγοντες που μπορούν να υποβαθμίσουν σημαντικά αυτές τις επιθυμητές ιδιότητες. Ένα αντιπροσωπευτικό παράδειγμα εφαρμογής επικαλύψεων είναι η επίστρωση των κοινών τύπων χαλύβων. Σε αυτή την περίπτωση μπορεί να γίνει εκμετάλλευση των πολύ καλών μηχανικών ιδιοτήτων των χαλύβων, ενώ με την εφαρμογή επικαλύψεων, από ευγενέστερα μέταλλα ή από υλικά που δημιουργούν προϋποθέσεις επιφανειακής παθητικοποίησης, επιτυγχάνεται η προστασία τους από διάφορους περιβαλλοντικούς διαβρωτικούς παράγοντες χωρίς μεγάλο κόστος. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίστρωση ελαφρά κραματωμένων χαλύβων με επικάλυψη κράματος NiCrBFeSi και αλουμινίου. Η διαδικασία της επίστρωσης πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο του θερμού ψεκασμού φλόγας. Η μελέτη των επικαλύψεων που σχηματίστηκαν έγινε με περίθλαση ακτίνων Χ και ηλεκτρονική μικροσκοπία. Σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα στην επιφάνειά του χάλυβα σχηματίστηκε και στις δύο περιπτώσεις επικάλυψη με υψηλό πάχος. Οι επικαλύψεις βρέθηκαν να περιέχουν μεγάλες ποσότητες νικελίου και χρωμίου και μικρότερες, βορίου και πυριτίου. Οι επικαλύψεις αλουμινίου βρέθηκε ότι αποτελούνται κυρίως από Al ενώ μετά από θερμική κατεργασία ταυτοποιήθηκε η ύπαρξη φάσεων Al Ni ως αποτέλεσμα της θερμικής αυτής κατεργασίας, η οποία ευνόησε τη διάχυση ατόμων Ni από την πρώτη επικάλυψη μέσα στην δεύτερη. Τα επιστρωμένα αυτά δοκίμια, στη συνέχεια εξετάστηκαν ως προς την αντοχή τους μέσα σε περιβάλλον οξείδωσης σε υψηλές θερμοκρασίες και στη συνέχεια αλατονέφωσης. Η προσομοίωση των επιθετικών αυτών συνθηκών πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ηλεκτρικού φούρνου και θαλάμου επιταχυνόμενης διάβρωσης αντίστοιχα. Από τα αποτελέσματα προκύπτει η υπεροχή των επικαλύψεων NiCrBFeSi με δεύτερη επικάλυψη αλουμινίου, έναντι των απλών επικαλύψεων NiCrBSi, στην προστασία από οξείδωση υψηλών θερμοκρασιών. Αυτό αποδίδεται στην συνδυασμένη θετική επίδραση της φραγής του πορώδους της πρώτης επικάλυψης από το Al, των σχηματιζόμενων διμεταλλικών ενώσεων Ni Al οι οποίες παρουσιάζουν υψηλή αντίσταση στην οξείδωση και στο Al2O3, το οποίο φράζει την πορεία του O2 σε βαθύτερα στρώματα της επικάλυψης και στο υπόστρωμα.
description: The technology of metal coating deposition is a section of the worldwide scientific research which nowadays is developing at high rates. Its evolution is attributed to the possibility of exploiting the beneficial properties of several materials protecting them from corrosive agents, which can degrade them at a significant percentage. A representative example of a common application is the deposition of protective coatings on low alloyed carbon steels. In this case the beneficial mechanical properties of the steel are exploited while the deposition of more noble or passivating metals on their surface makes them more sustainable in corrosive environments at a low cost expense. Primarily, in the herein theses, NiCrBFeSi and aluminum coated, low alloyed steels were studied. The deposition process was flame spray coating. The examination of the as formed coatings was accomplished by X-ray diffraction analysis (XRD) and electron microscopy methods. The experimental results showed that also in both cases a thick coating was formed over the steel substrate. The flame sprayed coatings were found to have elevated nickel and chrome amounts and fewer amounts of boron and silicon. The aluminum coating initially was found to consist mainly of Al while after heat treatment there has been identified the existence of Al Ni phase as a result of this heat treatment, which supported the Ni atoms diffusion from the first coating into the second one.The samples were subjected to corrosion and high temperature oxidation tests. Oxidation tests were carried out in an electrical furnace and corrosion ones were carried out in a Saltspray chamber. The results show better performance of samples of Al sprayed over NiCrBFeSi against plain NiCrBFeSi coating as far as protection against high temperature oxidation concerns. This is attributed to the combined positive effect of Al layer filling the porosities of the first coating, secondly the Al Ni bimetallic compound, which exhibit high resistance to oxidation and finally Al2O3 which obstructs the path of O2 into deeper layers of the coating and the substrate.
description: Σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκρενόμπλ (Γαλλία), το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, και το CNRS (Centre National de la Researche Scientifique, Γαλλία)