Comportamento tribologico di materiali per componenti di interesse industriale: Failure analysis e prove tribologiche in laboratorio
Tribological behavior of materials for components of industrial interest: Failure analysis and tribological laboratory test
Creators: name: Marconi, Alessandro <1984>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2014
Subjects: ING-IND/21 Metallurgia

description: L’attività di ricerca della presente tesi di dottorato ha riguardato sistemi tribologici complessi di interesse industriale per i quali sono stati individuati, mediante failure analysis, i meccanismi di usura dominanti. Per ciascuno di essi sono state studiate soluzioni migliorative sulla base di prove tribologiche di laboratorio. Nella realizzazione di maglie per macchine movimentazione terra sono ampiamente utilizzati i tradizionali acciai da bonifica. La possibilità di utilizzare i nuovi microlegati a medio tenore di carbonio, consentirebbe una notevole semplificazione del ciclo produttivo e benefici in termini di costi. Una parte della tesi ha riguardato lo studio del comportamento tribologico di tali acciai. E’ stato anche affrontato lo studio tribologico di motori idraulici, con l’obiettivo di riuscire a migliorarne la resistenza ad usura e quindi la vita utile. Sono state eseguite prove a banco, per valutare i principali meccanismi di usura, e prove di laboratorio atte a riprodurre le reali condizioni di utilizzo, valutando tecniche di modificazione superficiale che fossero in grado di ridurre l’usura dei componenti. Sono state analizzate diverse tipologie di rivestimenti Thermal Spray in termini di modalità di deposizione (AFS-APS) e di leghe metalliche depositate (Ni,Mo,Cu/Al). Si sono infine caratterizzati contatti tribologici nel settore del packaging, dove l’utilizzo di acciai inox austenitici è in alcuni casi obbligatorio. L’acciaio inossidabile AISI 316L è ampiamente utilizzato in applicazioni in cui siano richieste elevate resistenze alla corrosione, tuttavia la bassa resistenza all’usura, ne limitano l’impiego in campo tribologico. In tale ambito, è stata analizzata una problematica tribologica relativa a macchine automatiche per il dosaggio di polveri farmaceutiche. Sono state studiate soluzioni alternative che hanno previsto sia la completa sostituzione dei materiali della coppia tribologica, sia l’individuazione di tecniche di modificazione superficiale innovative quali la cementazione a bassa temperatura anche seguita dalla deposizione di un rivestimento di carbonio amorfo idrogenato a-C:H
description: The research focused on complex tribological systems of industrial interest for which the dominant wear mechanisms have been identified, through failure analysis. Therefore alternative solutions were studied on the basis of tribological laboratory test. For the tracks of high power excavators are widely used conventional Q&amp;T steels. The possibility of using the new microalloyed medium carbon steels, allow a considerable reduction of manufacturing costs. This section focused on the study of the tribological behavior of these steels. It was also addressed the tribological study of hydraulic motors, in order to improve the wear resistance and the durability of this motors. Bench tests were carried out to assess the main wear mechanisms, and tribological laboratory test were performed to reproduce the real conditions, evaluating surface modification techniques that were able to reduce the wear of the components. Various types of thermal spray coatings, in terms of deposition mode (AFS -APS ) and metal alloys used (Ni, Mo, Cu/Al), were analyzed. Tribological contacts were finally characterized in the packaging sector, where the use of austenitic stainless steel is required in many cases. The AISI 316L stainless steel is widely used in applications where high corrosion resistance are required, however, the low wear resistance, limit the use of this steel in the tribology field. In this context, a tribological issue has been analyzed related to automatic machines for dosing of pharmaceutical powders. Alternative solutions have been studied: the complete replacement of the materials of the tribological pair, and the identification of innovative surface modification techniques, such as low temperature carburizing followed by the deposition of hydrogenated amorphous carbon a-C:H coating(DLC)