Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 1 TIALSURF Βελτίωση Επιφανειακών Ιδιοτήτων.

Παρουσίαση με θέμα: "Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 1 TIALSURF Βελτίωση Επιφανειακών Ιδιοτήτων."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 1 TIALSURF Βελτίωση Επιφανειακών Ιδιοτήτων Κραμάτων Τιτανίου Improving Surface Properties of Titanium Alloys Επιστημονικός Υπεύθυνος: Καθ. Γκότσης Πασχάλης Καθηγητής Κων/νος Δαυΐδ Εργαστήριο Μηχανουργικής Τεχνολογίας & Εργαλειομηχανών Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Τ.Ε.Ι Κεντρικής Μακεδονίας

2 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα κράματα τιτανίου βρίσκουν εφαρμογή στην αεροδιαστημική, στην αυτοκινητοβιομηχανία, στην παραγωγή ενέργειας, στη χημική βιομηχανία, στη βιοιατρική και στην αθλητική βιομηχανία, εξαιτίας του ιδανικού συνδυασμού των μηχανικών ιδιοτήτων, της χαμηλής πυκνότητας και της αντίστασης τους σε διάβρωση. Ο περιορισμός στην εξάπλωση της χρήσης τους σε μηχανολογικές εφαρμογές οφείλεται στη χαμηλή θερμοκρασία οξείδωσης και στην μειωμένη αντίσταση σε φθορά, καθώς και στην τριβολογική τους συμπεριφορά. Επομένως, η κατάλληλη επιφανειακή κατεργασία των κραμάτων τιτανίου είναι ουσιώδης για τη βελτίωση των επιφανειακών και μηχανικών ιδιοτήτων του βιομηχανικού αυτού υλικού.

3 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Συγκρίνοντας τις διάφορες μεθόδους επιφανειακής κατεργασίας υπάρχουν περιορισμοί σε σχέση με: πάχος της επικάλυψης κόστος πολυπλοκότητα της κατεργασίας γεωμετρία του εξαρτήματος ποιότητα και τις ιδιότητες της τελικής επικάλυψης Οι επικαλύψεις με διάχυση είναι αποτελεσματικές και χαμηλού κόστους εφαρμογές για την κατάλληλη διαμόρφωση των επιφανειών των μετάλλων και των κραμάτων τους και χρησιμοποιούνται για την βελτίωση της αντοχής σε φθορά, σε διάβρωση και σε οξείδωση. Κύρια επιδίωξη του ερευνητικού έργου είναι η επιλογή των κατάλληλων υλικών υποστρώματος (κράματα Τi) και μεθοδολογιών επιφανειακής τροποποίησης (diffusion coatings) για την προστασία των υποστρωμάτων σε οξείδωση, διάβρωση και αύξηση της αντοχής του σε εκτριβή και φθορά ανάλογα με την τελική τους εφαρμογή.

4 4 Στόχος του ερευνητικού έργου Αντικείμενο του παρόντος ερευνητικού έργου είναι: Μελέτη απλών και πολύ-στοιχειακών επικαλύψεων που εφαρμόζονται σε κράματα τιτανίου, με σκοπό την αύξηση της αντίστασης σε οξείδωση, διάβρωση και φθορά Στόχος: Αύξηση της διάρκεια ζωής του τιτανίου και των κραμάτων αυτού σε συνθήκες φθοράς, διάβρωσης και οξείδωσης Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015

5 5 Ενότητες ερευνητικού έργου Πακέτα ΕργασίαςΤίτλος Π.Ε.1 Επιλογή μεθοδολογιών και παραμέτρων διεργασίας επικαλύψεων για την επιφανειακή τροποποίηση κραμάτων τιτανίου Π.Ε.2 Θεωρητική & Πειραματική βελτιστοποίηση της επιλεχθείσας τεχνικής επιφανειακής τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Π.Ε.3 Μελέτη της συμπεριφοράς σε οξειδωτικά διαβρωτικά περιβάλλοντα δοκιμίων κατεργασμένων με βέλτιστες συνθήκες επιφανειακής τροποποίησης Π.Ε.4 Μελέτη της συμπεριφοράς σε τριβή ολίσθησης δοκιμίων κατεργασμένων με βέλτιστες συνθήκες επιφανειακής τροποποίησης Π.Ε.5 Μελέτη της συμπεριφοράς σε μηχανική διάβρωση στερεών σωματιδίων δοκιμίων κατεργασμένων με βέλτιστες συνθήκες επιφανειακής τροποποίησης Π.Ε.6Ανάλυση Κύκλου Ζωής επιφανειακών κατεργασιών τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Π.Ε.7Δημοσιότητα – Διάχυση και Αξιοποίηση των ερευνητικών αποτελεσμάτων Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015

6 6 Επιλογή μεθοδολογιών και παραμέτρων διεργασίας επικαλύψεων Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Περιγραφή: Επιλογή των κατάλληλων υλικών υποστρώματος (κράματα Τi) και μεθοδολογιών επιφανειακής τροποποίησης (diffusion coatings) για την προστασία των υποστρωμάτων ανάλογα με την τελική τους εφαρμογή Τα κράματα Τιτανίου είναι σχετικά νέα μηχανολογικά υλικά με εξαιρετικές ιδιότητες Ι. Χαμηλό ειδικό βάρος (4.54 g/cm 3 ): κείται μεταξύ αυτού του αλουμινίου και του σιδήρου. Ωστόσο, ο λόγος μηχανικής αντοχής/πυκνότητα του τιτανίου είναι πολύ μεγαλύτερος εκείνου των άλλων μετάλλων. Επιπροσθέτως το χαμηλό μέτρο ελαστικότητας, κάνει το τιτάνιο ευέλικτο κατά τη διάρκεια καταστάσεων έντονης δυναμικής φόρτισης II. Αντίσταση σε διάβρωση: χαρακτηρίζεται ως πολύ καλή, καλύτερη από αυτής του ανοξείδωτου χάλυβα, λόγω της δημιουργίας παθητικοποιημένου στρώματος TiΟ 2 το οποίο παραμένει αναλλοίωτο μέχρι τους 535°C.

7 7 Επιλογή μεθοδολογιών και παραμέτρων διεργασίας επικαλύψεων Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 III. Καλή μηχανική αντοχή: Διατηρούν τις μηχανικές ιδιότητές και εμφανίζουν καλή αντίσταση ερπυσμού σε υψηλότερες θερμοκρασίες σε σχέση με το αλουμίνιο. Επίσης εμφανίζουν υψηλή αντοχή σε κρούση, παρουσία ρωγμών και υψηλή ικανότητα μορφοποίησης στις χαμηλές θερμοκρασίες. Παρουσιάζουν καλή αντοχή σε θραύση σε χαμηλές θερμοκρασίες. IV. Χαμηλός συντελεστής θερμικής διαστολής: παρόμοιας τάξης μεγέθους με το συντελεστή θερμικής διαστολής του γυαλιού και του σκυροδέματος, δεδομένα που καθιστούν το τιτάνιο ανταγωνιστικό έναντι αυτών των υλικών στις αρχιτεκτονικές εφαρμογές. V. Πολύ χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και είναι μη μαγνητικό υλικό: οπότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές όπου η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή πρέπει να ελαχιστοποιηθεί.

8 8 Επιλογή μεθοδολογιών και παραμέτρων διεργασίας επικαλύψεων Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Ο περιορισμός στην εξάπλωση της χρήσης των κραμάτων τιτανίου σε μηχανολογικές εφαρμογές οφείλεται: χαμηλή θερμοκρασία οξείδωσης αντίστασης σε φθορά τριβολογική τους συμπεριφορά Επομένως η κατάλληλη επιφανειακή επεξεργασία τους είναι ουσιώδης για την βελτίωση των επιφανειακών και μηχανικών ιδιοτήτων των κραμάτων Ti.

9 9 Επιλογή μεθοδολογιών και παραμέτρων διεργασίας επικαλύψεων Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Επιφανειακή τροποποίηση είναι η κατεργασία για την αύξηση της επιφανειακής σκληρότητας, της αντοχής στη διάβρωση και της αντοχής στη φθορά του τιτανίου και των κραμάτων του. Πολυάριθμες μέθοδοι επιφανειακής τροποποίησης έχουν διερευνηθεί όπως: Χημική επεξεργασία (όξινη και αλκαλική επεξεργασία) Ηλεκτροχημική επεξεργασία (ανοδική οξείδωση) Χημική εναπόθεση ατμών Φυσική εναπόθεση ατμών Επιστρώσεις διαλύματος – πηκτώματος (sol-gel ) Εναπόθεση με ψεκασμό πλάσματος Εμφύτευση ιόντων Θερμική οξείδωση

10 10 Επιλογή μεθοδολογιών και παραμέτρων διεργασίας επικαλύψεων Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Οι θερμοχημικές τεχνικές επιφανειακής σκλήρυνσης (diffusion coatings), οι οποίες είναι αποτελεσματικές και χαμηλού κόστους, χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της αντοχής σε φθορά, διάβρωση και οξείδωση στα πλαίσια του έργου. Οι μέθοδοι αυτές pack cementation και ρευστοποιημένης κλίνης CVD, δημιουργούν επικαλύψεις με διαχυτικό μηχανισμό. Η τεχνική των μεθόδων αυτών χρησιμοποιείται ευρέως στην βιομηχανία, βασίζεται στην εξάχνωση και διάχυση των αντιδρώντων στοιχείων που είναι σε μορφή κόνεων, ερμητικά κλεισμένων σε κατάλληλο πυρίμαχο δοχείο, οι οποίες θερμαίνονται σε υψηλή θερμοκρασία για καθορισμένο χρόνο, συμμετέχοντας ελεγχόμενα στον μηχανισμό της δημιουργίας του επιφανειακώς τροποποιημένου στρώματος

11 11 Θεωρητική & Πειραματική βελτιστοποίηση επιφανειακής τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Περιγραφή: Στο συγκεκριμένο πακέτο εργασίας υλοποιείται λεπτομερής θερμοδυναμική ανάλυση απλών και πολύ-στοιχειακών συστημάτων επιφανειακής τροποποίησης σε υποστρώματα κραμάτων τιτανίου. Πραγματοποιείται θεωρητική και πειραματική βελτιστοποίηση της κινητικής της διαδικασίας επιφανειακής τροποποίησης και αξιολόγηση των μηχανικών ιδιοτήτων των επικαλύψεων. Οι Θερμοδυναμικές μελέτες της ισορροπίας φάσεως κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εναπόθεσης/ επικάλυψης διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας λογισμικό Thermocalc για τον καθορισμό της επίτευξης απόθεσης των μετάλλων και παρέχουν χρήσιμες κατευθυντήριες γραμμές για τη βελτιστοποίηση των συνθηκών επικάλυψης. Οι υπολογισμοί βασίζονται στην ελαχιστοποίηση της ελεύθερης ενέργειας Gibbs.

12 12 Θεωρητική & Πειραματική βελτιστοποίηση επιφανειακής τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 1) Βορίωση με pack cementetion: Θερμοδυναμικοί υπολογισμοί ισορροπίας των ειδών αερίων που σχηματίζονται σε υψηλή θερμοκρασία για διαφορετικές pack συνθέσεις, διεξήχθησαν προκειμένου να προσδιοριστεί η κατάλληλη pack σύνθεση για απόθεση επικάλυψης βοριδίου. Ποσοστό βάρους των φάσεων που είναι θερμοδυναμικά σταθερές εντός μείγματος που περιέχει: α) 20 wt.% B και 3 wt.% NH4Cl ενεργοποιητή β) 20 wt.% B4C και 3 wt.% NH4Cl ενεργοποιητή στους 950°C, σε συνάρτηση με την παρουσία Ti.

13 13 Θεωρητική & Πειραματική βελτιστοποίηση επιφανειακής τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 2) Επιφανειακή τροποποίηση αλογόνωσης α)β) Ποσοστά στερεών φάσεων σε συνάρτηση με την θερμοκρασία μείγματος κόνεων με τη μέθοδο εγκιβωτισμού (pack), που περιέχουν 3wt % NH4Cl παρουσία α) Ti και β) Ti-6Al-4V.

14 14 Θεωρητική & Πειραματική βελτιστοποίηση επιφανειακής τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 2) Βορίωση α)β) Εικόνα ηλεκτρονικής μικροσκοπίας τομής υποστρώματος δείγματος κονεομεταλλουργίας επικάλυψης σφυρήλατου Ti6Al4V για 6h στους 950°C με 3 %κβ NH4Cl ως ενεργοποιητή και α) 20%κβ άμορφο Β μεταλλικό δότη ή β) 20%κβ άμορφο Β4C μεταλλικό δότη.

15 15 Θεωρητική & Πειραματική βελτιστοποίηση επιφανειακής τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 2) Αλογόνωση α)β) Εικόνες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας τομής δείγματος κονεομεταλλουργίας Ti6Al4V, μετά από θερμοχημική κατεργασία για 2h με NH4Cl σε θερμοκρασία α) 200°C και β) 950°C

16 16 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε οξειδωτικά διαβρωτικά περιβάλλοντα Περιγραφή: Αξιολόγηση των διαβρωτικών ιδιοτήτων των επιφανειακώς τροποποιημένων κραμάτων τιτανίου. Τα επικαλυμμένα υποστρώματα κραμάτων τιτανίου εκτίθενται σε διάφορα οξειδωτικά διαβρωτικά περιβάλλοντα: α) σε συνθήκες ισοθερμικής οξείδωσης σε εύρος θερμοκρασιών από 600 έως 700°C και 300 ώρες β) σε συνθήκες κυκλικής ηλεκτροχημικής διάβρωσης σε εύρος θερμοκρασιών από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος έως τους 700°C. Η επίδραση των παραγόντων διάβρωσης γίνεται με: παρακολούθηση της εξέλιξης βάρους των δοκιμίων μεταλλογραφική παρατήρηση στοιχειακή ανάλυση EDS περίθλαση ακτίνων-Χ (XRD)

17 17 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 1) Οξείδωση Αύξηση βάρους σε σχέση με τον χρόνο έκθεσης σε οξείδωση στους 600 ºC δειγμάτων κονεομεταλλουργίας με ή χωρίς κατεργασία με NH4Cl στους 200ºC για 2h σε σύγκριση με ακατέργαστο δείγμα Ti6Al4V -PM Μελέτη της συμπεριφοράς σε οξειδωτικά διαβρωτικά περιβάλλοντα

18 18 Μελέτη της συμπεριφοράς σε οξειδωτικά διαβρωτικά περιβάλλοντα Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 1) Οξείδωση Εικόνες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας τομής δείγματος κονεομεταλλουργίας Ti6Al4V, μετά από θερμοχημική κατεργασία για 2h με NH4Cl σε θερμοκρασία 200°C α) με NH4Cl β) χωρίς NH4Cl μετά από οξείδωση για 300h στους 600ºC στον αέρα. α) β)

19 19 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 2) Ηλεκτροχημική Διάβρωση Διαγράμματα Nyquist και Bode για ακατέργαστων και κατεργασμένων δειγμάτων κονεομεταλλουργίας Ti6Al4V μετά από εμβύθιση 4 ημερών σε διάλυμα Harrison. Μελέτη της συμπεριφοράς σε οξειδωτικά διαβρωτικά περιβάλλοντα

20 20 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 2) Ηλεκτροχημική Διάβρωση Διαγράμματα Nyquist και Bode θερμικά κατεργασμένων δειγμάτων Ti6Al4V σφυρήλατων και κονεομεταλλουργίας μετά από εμβύθιση 4 ημερών σε διάλυμα Harrison. Μελέτη της συμπεριφοράς σε οξειδωτικά διαβρωτικά περιβάλλοντα

21 21 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε τριβή ολίσθησης Περιγραφή: Σκοπός του Π.Ε.4 είναι η συγκριτική αξιολόγηση των ιδιοτήτων τριβής ολίσθησης επεξεργασμένων επιφανειών και εξάρτηση τους από τα εφαρμοζόμενα φορτία και την ταχύτητα ολίσθησης. Δοκίμια επιφανειακώς τροποποιημένων και μη κραμάτων τιτανίου υποβάλλονται σε δοκιμές τριβής ολίσθησης χρησιμοποιώντας ως ανταγωνιστικό υλικό (υλικό αναφοράς) δίσκο αλούμινας ή νιτρίδιο του πυριτίου. Για διάφορα κάθετα φορτία και ταχύτητες ολίσθησης, προσδιορίζεται η εξέλιξη του συντελεστή τριβής και ο συντελεστής φθοράς του υλικού σε συνθήκες ολίσθησης. Οι μηχανισμοί φθοράς προσδιορίζονται με παρατήρηση των φθαρμένων επιφανειών σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης.

22 22 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε τριβή ολίσθησης Διαγράμματα εξέλιξης του συντελεστή τριβής, συναρτήσει των κύκλων ολίσθησης για τα εξεταζόμενα τριβοσυστήματα: (α) σφαίρα Al2O3/ δίσκος βοριωμένου κράματος τιτανίου, (β) σφαίρα Si3N4/ δίσκος βοριωμένου κράματος τιτανίου (γ) σφαίρα ανοξείδωτου χάλυβα/ δίσκος βοριωμένου κράματος τιτανίου α)β) γ)

23 23 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε τριβή ολίσθησης Συντελεστές φθοράς για: (α) Al2O3, (β) Si3N4 και (γ) ανοξείδωτο χάλυβα α)β) γ)

24 24 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε τριβή ολίσθησης γ)γ) Χαρακτηριστικές κατόψεις (φωτογραφίες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης) αύλακας φθοράς βοριωμένου κράματος τιτανίου μετά από δοκιμή ολίσθησης έναντι των τριών ανταγωνιστικών υλικών: (α) σφαίρα Al2O3, (β) σφαίρα Si3N4, (γ) σφαίρα χάλυβα και (δ) λεπτομέρεια της εικόνας (γ). (κάθετο φορτίο: 2Ν).

25 25 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε μηχανική διάβρωση στερεών σωματιδίων Περιγραφή: Στόχος του συγκεκριμένου Π.Ε. είναι η συγκριτική αξιολόγηση των ιδιοτήτων σε μηχανική διάβρωση επεξεργασμένων επιφανειών. Δοκίμια επιφανειακώς τροποποιημένων και μη κραμάτων τιτανίου υποβάλλονται σε μηχανική διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες (High Temperature Solid Particle Erosion - Corrosion) και αξιολογούνται οι μηχανισμοί φθοράς των επικαλύψεων. Συνθήκες: Οι δοκιμές διεξάγονται μέχρι θερμοκρασία 600°C. Τα σωματίδια (SiO2, Al2O3, SiC) με διάμετρο μικρότερη του 1mm κινούνται με ταχύτητα 4- 20m/s ενάντια της εξεταζόμενης επιφάνειας. Προσδιορίζεται ο συντελεστής φθοράς των υλικών και η εξάρτησή του από τις συνθήκες μηχανικής διάβρωσης: ταχύτητα σωματιδίων, θερμοκρασία και γωνία πρόσκρουσης.

26 26 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε μηχανική διάβρωση στερεών σωματιδίων Γωνία πρόσκρουσης 45 ο 90 ο A: Bοριωμένο σφυρήλατο κράμα τιτανίου 0.19%0.35% Β: Bοριωμένο τιτάνιο 0.42%0.56% Γ: Bοριωμένο κράμα τιτανίου κονιομεταλλουργίας 0.46%0.51% Μακροφωτογραφίες των επιφανειών φθοράς των εξεταζόμενων δοκιμίων Αποτελέσματα μετρήσεων απώλειας μάζας

27 27 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε μηχανική διάβρωση στερεών σωματιδίων Επιφάνεια φθοράς για το δείγμα Α και γωνία πρόσκρουσης 45 Ο αριστερά και 90 Ο δεξιά

28 28 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε μηχανική διάβρωση στερεών σωματιδίων Επιφάνεια φθοράς για το δείγμα Β και γωνία πρόσκρουσης 45 Ο αριστερά και 90 Ο δεξιά

29 29 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε μηχανική διάβρωση στερεών σωματιδίων Επιφάνεια φθοράς για το δείγμα Γ και γωνία πρόσκρουσης 45 Ο αριστερά και 90 Ο δεξιά

30 30 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Μελέτη της συμπεριφοράς σε μηχανική διάβρωση στερεών σωματιδίων Τα κύρια συμπεράσματα συνοψίζονται στα ακόλουθα: Διαφορετικός μηχανισμός φθοράς για γωνία πρόσκρουσης 45 ο και 90 ο σε κάθε δείγμα. Διαφορετικός μηχανισμός φθοράς μεταξύ των δειγμάτων Α, Β, Γ. Δείγμα Α εμφανίζει καλύτερη συμπεριφορά στην μηχανική διάβρωση που αποδίδεται στον διαφορετικό μηχανισμό φθοράς. Αναγνωρίστηκαν τρείς διαφορετικοί μηχανισμοί αφαίρεσης υλικού που η επίδρασή τους εξαρτώνται κυρίως από την γωνία πρόσπτωσης των σωματιδίων του ανταγωνιστικού υλικού.

31 31 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Ανάλυση Κύκλου Ζωής επιφανειακών κατεργασιών τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Περιγραφή: Στόχος του Π.Ε.6 είναι η αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των επιφανειακών κατεργασιών σε υποστρώματα κραμάτων τιτανίου. Η ενότητα αυτή αξιολογεί τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των διαφορετικών τύπων επιφανειακών κατεργασιών. Χρησιμοποιείται η μεθοδολογία σύμφωνα με τα ISO 1404x για την ανάλυση κύκλου ζωής διεργασιών και το λογισμικό SimaPro για την αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των δυο τύπων επιφανειακών κατεργασιών. Παρακάτω παρουσιάζεται μια αναλυτική περιγραφή καθώς και η αναλυτική μεθοδολογία της ανάλυσης κύκλου ζωής.

32 32 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Ανάλυση Κύκλου Ζωής επιφανειακών κατεργασιών τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Κύκλος ζωής προϊόντος και οι ανταλλαγές με το περιβάλλον Σε κάθε στάδιο της ζωής του προϊόντος υπάρχουν ανταλλαγές με το περιβάλλον, εισροές προς το σύστημα προϊόντος (υλικά και ενέργεια) και εκροές προς το περιβάλλον (εκπομπές και απόβλητα) Σκοπός είναι η ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων χωρίς όμως να επηρεασθούν οι μηχανικές ιδιότητες, το κόστος παραγωγής και οι λοιπές ιδιότητες του προϊόντος. Η εφαρμογή μιας τέτοιας συστηματικής διαδικασίας σύμφωνα με τις αρχές της μεθόδου Life-Cycle Design οδηγεί σε προϊόντα και καινοτομίες με άρτια λειτουργικά χαρακτηριστικά και βελτιωμένο περιβαλλοντικό προφίλ.

33 33 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Ανάλυση Κύκλου Ζωής επιφανειακών κατεργασιών τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Διάγραμμα επιλογής υλικών του AshbyΣτάδια κύκλου ζωής και διαδικασίες κατά την ΑΚΖ

34 34 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Ανάλυση Κύκλου Ζωής επιφανειακών κατεργασιών τροποποίησης κραμάτων τιτανίου Βασικό μοντέλο Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) κατά ISO 1404x στο λογισμικό SimaPro

35 35 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Δημοσιότητα – Διάχυση και Αξιοποίηση των ερευνητικών αποτελεσμάτων Περιγραφή: Σκοπός του Π.Ε.7 είναι η διάδοση των αποτελεσμάτων του παρόντος ερευνητικού έργου στην ευρύτερη επιστημονική κοινότητα και στη βιομηχανία. Στις δραστηριότητες του παρόντος πακέτου εργασίας συμπεριλαμβάνεται η εκπόνηση επιστημονικών εργασιών με τα ερευνητικά αποτελέσματα υπό μορφή δημοσιεύσεων σε έγκριτα διεθνή περιοδικά και επιστημονικές ανακοινώσεις σε συνέδρια. Επίσης προβλέπεται η ανάπτυξη διαδικτυακής παρουσίασης (ιστοσελίδα) σε συνεργασία με την ιδρυματική πρόταση για την προβολή των αποτελεσμάτων του έργου. Τέλος το παρόν πακέτο εργασίας περιλαμβάνει τη σύνταξη εκθέσεων πεπραγμένων, όπου παρουσιάζονται αναλυτικά όλα τα ερευνητικά αποτελέσματα του έργου.

36 36 Ημερίδα: «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙII ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ» Τ.Ε.Ι. ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, 27 Μαΐου 2015 Δημοσιότητα – Διάχυση και Αξιοποίηση των ερευνητικών αποτελεσμάτων S.A. Tsipas D.N. Tsipas, C.N. David and P.K Gotsis Boronizing of Metallic Materials International Conference “Materials Science, Hydro- and Aerodynamics and National Security ’2014” 22-24 October 2014, Sofia, Bulgaria S. A. Tsipas, D. N. Tsipas, C. N. David and P. K. Gotsis Boronizing of Metallic Materials. A Review Journal of Materials Science & Technology, Vol. 23, No. 2, pp. 160–184, 2015