Επιφανειακές κατεργασίες υπερωστενιτικών ανοξείδωτων χαλύβων - Τσακτσήρας, Κωνσταντίνος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας, 2015)
Η παρούσα διπλωματική εργασία είχε ως αντικείμενο, την παρασκευή και τη μελέτη σύνθετων επιστρωμάτων μεταλλικής μήτρας, στους ανοξείδωτους χάλυβες S32100 και S31254, καθώς και τη συσχέτιση της μικροδομής κάποιων δοκιμίων με τη σκληρότητά τους. Οι μέθοδοι συγκόλλησης που χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή των επιστρωμάτων, ήταν το τόξο βολφραμίου-αδρανούς αερίου (TIG) και το τόξο μεταφοράς πλάσματος (PTA). Οι κεραμικές φάσεις ενίσχυσης οι οποίες επιλέχθηκαν, ήταν το καρβίδιο του τιτανίου (TiC) και το αζίδιο του τιτανίου (TiN). Παράλληλα με της κεραμικές φάσεις ενίσχυσης, επιλέχθηκαν και οι μεταλλικές προσθήκες σιδήρου (Fe) και νικελίου (Ni), με σκοπό τη σταθεροποίηση του τόξου της συγκόλλησης. Η μελέτη της μικροδομής, καθώς και η αξιολόγηση των επιστρωμάτων, πραγματοποιήθηκαν κυρίως με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM), σε συνδυασμό με μικροανάλυση ακτίνων X (EDS), αλλά και με την χρήση περίθλασης ακτίνων Χ (XRD). Οι μικροσκληρομετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε ψηφιακό μικροσκληρόμετρο τύπου Vickers, υπό σταθερό φορτίο και χρόνο για όλα τα δοκίμια. Παρήχθησαν συνολικά πέντε δοκίμια, τα οποία ονομάστηκαν σύμφωνα με το μέταλλο βάσης, τη φάση ενίσχυσης και την μεταλλική προσθήκη. Σε όλα τα δοκίμια μελετήθηκε η μικροδομή τους, με χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM), σε τρία δοκίμια πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις XRD, ενώ σε δύο δοκίμια πραγματοποιήθηκαν και μικροσκληρομετρήσεις. Όλα τα επιστρώματα παρουσίασαν μεταλλουργική σύνδεση με το υπόστρωμα, χωρίς πόρους, εγκλείσματα ή ασυνέχειες, με ελάχιστες εξαιρέσεις στην επιφάνεια κάποιων δοκιμίων. Παρά ταύτα, δεν παρουσίασαν την επιθυμητή πυκνότητα ή ομοιομορφία, της κεραμικής φάσης στο επίστρωμα. Κατά τη σάρωση παρουσιάστηκαν δύο προβλήματα, τα οποία έπαιξαν καθοριστικό ρόλο, στην υπερβολική αραίωση της κεραμικής φάσης στο επίστρωμα. Η μεγάλη θερμική παροχή του τόξου, δημιούργησε ζώνη τήξης με μεγάλο βάθος, που είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του όγκου του επιστρώματος, σε σχέση με το αναμενόμενο. Επίσης η εκτίναξη κομματιών πάστας κατά τη σάρωση, οδήγησε στη μείωση του όγκου της κεραμικής φάσης, αλλά και της μεταλλικής προσθήκης. Παρατηρήθηκε πως η διαβρεξιμότητα του TiC, είναι καλύτερη σε σχέση με τη διαβρεξιμότητα του TiN, στο λουτρό του 254, για τις αντίστοιχες μεταλλικές προσθήκες. Η μέγιστη πυκνότητα κεραμικής φάσης στο επίστρωμα, παρατηρήθηκε για το συνδυασμό TiC-Ni, ενώ μηδενική διείσδυση παρουσίασε ο συνδυασμός TiN-Fe. Γενικά η προσθήκη νικελίου αύξησε τη διαβρεξιμότητα, των κεραμικών φάσεων στο λουτρό, σε σχέση με την προσθήκη σιδήρου.