Naslov
Optimizacija tribomehaničkih svojstava plinski naštrcanih slojeva
(Optimization of tribomechanical properties of flame sprayed coatings)

Autori
Šimunović, Katica

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
30.09

Godina
2004

Stranica
148

Mentor
Ivušić, Vinko

Ključne riječi
NiCrBSi slojevi; plinsko naštrcavanje s utaljivanjem; abrazija; erozija; pukotine; plan pokusa
(NiCrBSi coatings; flame spraying with fusion; erosion; abrasion; cracking; design of experiment)

Sažetak
Predmet istraživanja doktorske disertacije su NiCrBSi slojevi naneseni postupkom plinskog naštrcavanja praha s utaljivanjem. Istraživane su tri vrste slojeva: NiCrBSi, NiCrBSi+WC i NiCrWBSi sloj. To su tvrde legure na osnovi nikla, koje imaju visoku otpornost na trošenje zahvaljujući karbidima i boridima, te dobru korozijsku otpornost zbog prisutnosti kroma. Obzirom da su u praktičnoj primjeni ove vrste slojeva izložene različitim mehanizmima trošenja, ali i naprezanjima pod djelovanjem vanjskog opterećenja, motiv i znanstvena podloga disertacije je bila sveobuhvatno istražiti karakteristike slojeva, uvažavajući principe tribologije i mehanike. Primijenjene su tri vrste laboratorijskih istraživanja slojeva: ispitivanje otpornosti slojeva na stvaranje pukotina, ispitivanje otpornosti slojeva na abrazijsko trošenje i ispitivanje otpornosti slojeva na erozijsko trošenje. Prije glavnih istraživanja izvedena su prethodna istraživanja kojima je bio cilj ispitati ponašanje slojeva pri djelovanju savojnog opterećenja (mjesto pojave prvih pukotina) kao i ponašanje slojeva na prethodno toplinski obrađenim podlogama. Istraživanje otpornosti slojeva na stvaranje pukotina, savijanjem u tri točke, provedeno je prema Taguchi-jevom planu pokusa, mijenjajući tri utjecajna faktora na tri razine. Utjecajni faktori su bili: materijal podloge (čelici C45, 42CrMo4 i X6CrNiMo18-10-2), vrsta sloja (NiCrBSi, NiCrBSi+WC i NiCrWBSi) i debljina sloja (0.3, 0.5 i 0.8 mm). Izlazna veličina koja se mjerila je bila sila kod koje se pojavljuje prva pukotina. Analizom pokusa utvrđeno je da je optimalna kombinacija razina utjecajnih faktora: materijal M1 (čelik C45), sloj P2 (NiCrBSi+WC) i debljina D3 (0.8 mm) s najvišim S/N (signal/šum) omjerom kao alatom vrednovanja Taguchi metode. Za usporedbu otpornosti ove tri vrste slojeva i materijala podloga na abrazijsko trošenje, korištena je metoda "suhi pijesak/gumeni kotač". Gubitak mase mjeren je nakon 100 i nakon 2000 okretaja kotača. Najmanji gubitak mase pokazao je kompozitni sloj NiCrBSi+WC, zahvaljujući prisutnosti volfram karbida velike tvrdoće (2200 HV0, 1). Istraživanje otpornosti slojeva na erozijsko trošenje suhim česticama kvarcnog pijeska pod kutom udara od 90o, pokazalo je da za zaštitu od erozijskog trošenja s kutom udara čestica 90o, ovi slojevi nisu primjenjivi, jer nemaju bolju otpornost na erozijsko trošenje od materijala podloga. Kod kuta udara od 90o tvrdi krhki slojevi imaju lošiju otpornost, dok žilaviji, duktilni materijali podloga (osobito izraženo za najžilaviji materijal podloge, čelik X6CrNiMo18-10-2) pokazuju ili bolju ili istu otpornost. Kada se usporede sve tri vrste slojeva i njihovo ponašanje pri različitim laboratorijskim istraživanjima, opći je zaključak da je kompozitni sloj NiCrBSi+WC uz najbolju otpornost na abrazijsko trošenje imao i najbolju otpornost na stvaranje pukotina. Ove tri vrste slojeva imalo bi smisla primijeniti za zaštitu od abrazijskog trošenja, dok je za zaštitu od erozijskog trošenja moguća najvjerojatnije primjena pri malim kutovima udara abrazivnih čestica. Ako su dijelovi sa slojevima još izloženi i vanjskim mehaničkim opterećenjima, u proračun treba uključiti i kritičnu silu kod koje se pojavljuje prva pukotina.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA