Παραγωγή νέου τύπου αντιτριβικών χαλύβδινων μηχανολογικών εξαρτημάτων με τη διεργασία της διπλής χύτευσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του Επιχειρησιακού Προγράμματος Έρευνας και Τεχνολογίας Π.Α.Β.Ε. με τίτλο Παραγωγή Νέου Τύπου Αντιτριβικών Χαλύβδινων Μηχανολογικών Εξαρτημάτων με τη Διεργασία της Διπλής Χύτευσης σε συνεργασία με την εταιρεία G.M.C. Α.Β.Ε.Ε. (Greek Modern Castings - Special Alloys Industry). Στόχος της εργασίας ήταν η διερεύνηση των επιστημονικών παραμέτρων της παραγωγής χυτών διμεταλλικών μηχανολογικών εξαρτημάτων και προϊόντων από λευκό χυτοσίδηρο και συνήθη χάλυβα. Σκοπός του ανωτέρω Π.Α.Β.Ε. ήταν η διερεύνηση των δυνατοτήτων αντικατάστασης των υπαρχόντων εξαρτημάτων με τα εξαρτήματα νέου τύπου, που θα έχουν μεγαλύτερη διάρκεια λειτουργικής ζωής από τα υπάρχοντα, ενώ το κόστος παραγωγής και λειτουργίας τους θα κυμαίνεται σε χαμηλότερα επίπεδα. Τέτοια μηχανολογικά εξαρτήματα αποτελούν οι πλάκες στροφείων άλεσης λιγνίτη, οι πλάκες μύλων άλεσης τσιμέντου αλλά και οποιοδήποτε εξάρτημα υποβάλλεται σε εκτριβή (απόξεση της επιφάνειας) και κρουστικά φορτία. Η εργασία ξεκινά με τη μελέτη της ελληνικής και ξένης βιβλιογραφίας ως προς τα κράματα του σιδήρου και τις ιδιότητές τους. Συγκεκριμένα, γίνεται αναφορά στους κοινούς υποευτηκτοειδείς χάλυβες και εκτενής παρουσίαση των ιδιοτήτων των αντιτριβικών λευκών χυτοσιδήρων. Ταυτόχρονα, μελετάται και η διεργασία της χύτευσης και της στερεοποίησης γενικότερα. Στη συνέχεια, περιγράφονται τα κράματα σιδήρου, που χρησιμοποιήθηκαν για τη διπλή χύτευση, και η ίδια η διεργασία της διπλής χύτευσης. Ακολούθως, παρουσιάζονται και αναπτύσσονται οι υπολογισμοί θερμοδυναμικής, που έγιναν για τη μελέτη των διαγραμμάτων ισορροπίας των φάσεων, των πορειών στερεοποίησης και των πιθανών φαινομένων μικροδιαφορισμού των συγκεκριμένων κραμάτων σιδήρου. Σειρά έχει η μεταλλογραφική ανάλυση των πειραματικών δοκιμίων που χυτεύθηκαν στην εταιρεία G.M.C. Α.Β.Ε.Ε.. για τη μελέτη των μικροδομών που απέκτησαν τα κράματα αυτά και η μεταξύ τους διεπιφάνεια. Η πειραματική διαδικασία κλείνει με τον έλεγχο της μικροσκληρότητας των χυτών δοκιμίων σε διεύθυνση κάθετη στη διεπιφάνειά τους. Η έκθεση ολοκληρώνεται με το σχολιασμό των αποτελεσμάτων της πειραματικής διαδικασίας και τις προτάσεις για μελλοντική έρευνα, καθώς η τεχνολογία της διπλής χύτευσης κραμάτων σιδήρου αποτελεί ένα ανεξερεύνητο ή ελάχιστα εξερευνημένο επιστημονικό πεδίο. Συνεπώς, η μελέτη αυτή έχει πολλαπλά οικονομικά, τεχνολογικά και επιστημονικά οφέλη τόσο σε ερευνητικό όσο και σε βιομηχανικό επίπεδο.