Kompozytowe warstwy powierzchniowe w układzie osnowa metaliczna – faza międzywęzłowa napawane laserowo na niskowęglowych stalach konstrukcyjnych
[ 1 ] Instytut Technologii Materiałów, Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
EN Composite surface layers in the system of metal matrix – interstitial phase, laser cladded on low-carbon structural steels
polish
- materiałoznawstwo
- kompozyty
- węgliki wolframu
- Stellite-6
- inżynieria powierzchni
- materials science
- composites
- tungsten carbide
- Stellite-6
- surface engineering
PL W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości potencjalnych i użytkowych kompozytowych warstw powierzchniowych w układzie osnowa metaliczna Stellite-6 – faza wzmacniająca węgliki boru, krzemu i wolframu na stalach konstrukcyjnych wytwarzanych metodą napawania laserowego. Opracowana warstwa powierzchniowa o najlepszych właściwościach została zastosowana w celu zwiększenia trwałości narzędzi rolniczych eksploatowanych w glebie. W rozdziałach od 1 do 3 przedstawiono stan zagadnienia dotyczący problematyki zużycia narzędzi rolniczych w glebie, a także dostępnych sposobów zwiększenia ich trwałości. Opisana została budowa i działanie laserów oraz możliwości ich zastosowania do wytwarzania warstw powierzchniowych. Opisano również aktualny stan wiedzy dotyczący wytwarzania kompozytowych warstw powierzchniowych wzmacnianych cząstkami węglika boru, krzemu i wolframu. W rozdziale 4 na podstawie analizy literatury oraz własnych doświadczeń określono cele pracy oraz sformułowano tezę. Celem badań wytworzonych warstw powierzchniowych było określenie ich właściwości mechanicznych oraz fizykochemicznych, a także potencjalnych możliwości aplikacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem aplikacji rolniczych w postaci narzędzi do uprawy gleby. W rozdziale 5 przedstawiono technologię wytwarzania kompozytowych warstw powierzchniowych oraz zaproponowano metodologię i metodykę badań. Rozdział 6 podzielono na dwie części. W pierwszej omówiono wyniki badań wstępnych, uwzględniając wytwarzanie warstw powierzchniowych z udziałem fazy wzmacniającej w postaci cząstek węglika boru i krzemu. W drugiej części opisano kompozytowe warstwy powierzchniowe w Stellite-6/WC. Szczegółowo omówiono wyniki badań makroskopowych oraz mikroskopowych i na ich podstawie oszacowano ilość cząstek węglików w warstwach powierzchniowych. Analizowano wyniki badań fizykochemicznych (EDS, XRD, badania korozyjne) oraz wyniki pomiarów mikrotwardości i odporności na zużycie przez tarcie zarówno w warunkach laboratoryjnych jak i eksploatacyjnych. W rozdziale 7 w ramach podsumowania przedstawiono model powstawania wydzieleń na granicy osnowy i cząstek fazy wzmacniającej. Zaprezentowano także porównanie materiału spiekanego i wybranego wariantu wytworzonej warstwy kompozytowej. Rozprawę zakończono prezentując wnioski wynikające z przeprowadzonych badań poznawczych i utylitarnych.
EN The work presents the research results of potential and operating properties of the composite surface layers in the system of metal matrix (Stellite-6) – reinforcing phase (boron, silicon and tungsten carbides) produced on structural steels by laser cladding method. The surface layer characterized by the best properties was applied to increase durability of agricultural tools used in the soil. In Chapters from 1 to 3 were presented the literature state about the issues of agricultural tools used in the soil, as well as the available ways to increase their durability. Construction and operation of the lasers and their use possibilities in produce of surface layers were described. Current state of knowledge about composite surface layers of reinforced with particles of boron, silicon and tungsten carbide were discussed. In Chapter 4, on the basis of literature analysis and own experience, the aim of work was defined and thesis was formulated. The aim of study of produced surface layers was to determine their mechanical and physico-chemical properties, as well as potential possibilities of applications with particular regard to agricultural applications in the form of soil cultivation tools. In Chapter 5 the manufacturing technology of composite surface layers was presented and also the research methodology was proposed. Chapter 6 was divided into two parts. In the first part, the preliminary study results, involving preparation of the surface layers reinforced by phase in the form of boron and silicon carbide particles were discussed. In the second part the Stellite-6/WC composite surface layers were described. The results of macroscopic and microscopic study were discussed in further detail and based on them, the amount of carbides in the surface layers was estimated. Results of physicochemical study (EDS, XRD, corrosion tests), microhardness measurements as well as wear resistance both in laboratory and in operational conditions were analyzed. In Chapter 7,within the summary, the model of formation the precipitates on the border of matrix and reinforcing phase particles was presented. A comparison between the sintered material, and selected variant of composite surface layer was also presented. At the end of the dissertation, conclusions from cognitive and utilitarian studies were presented.
126
materials engineering
materials engineering
DrOIN 1683
public
Jerzy Michalski
Warszawa, Polska
21.05.2015
polish
public
Jerzy Smolik
Radom, Polska
02.05.2015
polish
public
dissertation
Poznań, Polska
16.06.2015
Rada Wydziału Budowy Maszyn i Zarządzania Politechniki Poznańskiej
doktor nauk technicznych w dyscyplinie: inżynieria materiałowa, w specjalności: inżynieria powierzchni