Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή εκπονήθηκε στο πλαίσια του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Μεταλλουργίας του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, με στόχο το σχεδιασμό νέων μών υψηλής εντροπίας και την αξιολόγηση της μηχανικής συμπεριφοράς και της επιφανειακής τους υποβάθμισης. Στα παραπάνω πλαίσια, συντέθηκε μέσω της τεχνικής τήξης τόξου εν κενώ, το πενταδικό πυρίμαχο σύστημα υψηλής εντροπίας MoTaNbVTi σε μεταβαλλόμενα ποσοστά περιεχόμενου τανταλίου (Ta) και βαναδίου (V). Για κάθε επιμέρους σύστημα, μελετήθηκαν τα μικροδομικά χαρακτηρίστηκα και έγινε έλεγχος - αξιολόγηση των προτεινόμενων βιβλιογραφικών μοντέλων πρόβλεψης των φάσεων στερεών διαλυμάτων που δύναται να σχηματιστούν. Προτάθηκαν επίσης, οι αντίστοιχοι μηχανισμοί στερεοποίησης και αναλύθηκαν ορισμένα ενδιαφέροντα μορφολογικά χαρακτηρίστηκα που εντοπίστηκαν σε κάθε περίπτωση. Στο σκέλος των ιδιοτήτων οι παραγόμενες δομές εξετάστηκαν ως προς τη μηχανική τους απόκριση και συγκεκριμένα, καταγράφηκαν οι τιμές της μικρο και μάκρο σκληρότητας και της συμπεριφοράς τους σε δοκιμές θλίψης. Προτάθηκαν ακόμα, οι μηχανισμοί ενίσχυσης των μηχανικών ιδιοτήτων, μέσω της δημιουργίας στερεού διαλύματος, όπως ακόμα και οι μηχανισμοί αστοχίας μετά τη θλίψη. Τέλος, σε ότι αφορά τις επιφανειακές ιδιότητες, τα προαναφερθέντα συστήματα αξιολογήθηκαν ως προς την απόκριση τους σε δοκιμές φθοράς ολίσθησης τύπου σφαίρας-δίσκου (ball-on disc), με χρήση μεταλλικού αντιμαχόμενου υλικού για απόσταση 1000 μέτρων. Σε κάθε περίπτωση καταγράφηκαν αριθμητικά δεδομένα της απώλειας μάζας και του ρυθμού φθοράς, ενώ μελετήθηκαν και οι επιφάνειες-τροχιές φθοράς, καθώς και τα ψήγματα αυτής με στόχο τη διατύπωση των αντίστοιχων μηχανισμών υποβάθμισης.
(EL)
The present Master Thesis was conducted in the Laboratory of Applied Metallurgy in the University of Ioannina, focusing on the design of new refractory high entropy alloys structures and the evaluation of their mechanical properties and surface degradation phenomena. In particular, a refractory high entropy MoTaNbVTi alloy with varying Ta and V content was synthesized via vacuum arc melting. For each individual system, the microstructural features were studied and the phase formation prediction models were evaluated. The corresponding solidification mechanisms were also proposed, while some interesting morphological characteristics were identified. As far as their properties are concerned, the aforementioned structures were studied in terms of their mechanical properties, namely the values of micro, macro hardness and compression test behavior. The possible enhancing mechanisms were proposed through solid solution strengthening theory, while the fracture mechanisms after compression testing were also analyzed. In terms of the surface degradation properties, the synthesized materials were tested against ball-on disc sliding wear with the use of a metallic counter-body partner for 1000 m distance. In each case, the wear data of mass loss and wear rate were recorded, while the worn surfaces and debris were obsered in order to formulate the corresponding degradation mechanisms.
(EN)
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
