Development and characterization of refractory high entropy alloys - evaluation of their mechanical properties and surface degradation behavior (Doctoral thesis)

Πούλια, Ανθούλα Β.


The present dissertation focuses on the development, characterization and evaluation of refractory high entropy alloys. These alloys are innovative materials which are targeted on applications of specialized requirements. The aim of the effort is to prepare single-phase and/or double phase structures and connect their microstructural features with their properties and degradation phenomena. More specifically, for each individual system produced, the microstructural characteristics were studied and the theoretical prediction models of solid solution formation, were checked. The corresponding solidification mechanisms were also studied, while their morphological characteristics were further analyzed. On the properties side, selected structures were studied as far as their mechanical properties (micro- and macro-hardness and compression tests) are concerned, while their strengthening mechanisms or failure modes were clarified. With regard to the alloys surface properties, the systems were examined in sliding wear tests under various experimental conditions. Through the recording of the numerical data and the study of the worn surfaces and debris, the corresponding wear mechanisms were formulated. Finally, the study of the corrosion behavior (solutions of 3.5 wt% NaCl and Hank) took place where, by analyzing the numerical data and the examination of the corroded surfaces / sections, the respective degradation mechanisms were interpreted.
Institution and School/Department of submitter: Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Subject classification: Κράματα (Μετάλλων)
Keywords: Κράματα υψηλής εντροπίας (HEAs),Μικροδομικός έλεγχος,Μηχανικές ιδιότητες,Φθορά ολίσθησης,Διάβρωση,High entropy alloys,Microstructural Investigation,Mechanical Properties,Sliding Wear,Corrosion
URI: http://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/29222
Item type: doctoralThesis
Subject classification: Κράματα (Μετάλλων)
Submission Date: 2018-11-27T08:47:52Z
Item language: el
Item access scheme: free
Institution and School/Department of submitter: Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Publication date: 2018
Bibliographic citation: Βιβλιογραφία: σ. 240-251
Abstract: Η παρούσα διατριβή αφορά την ανάπτυξη, το χαρακτηρισμό και την αξιολόγηση της συμπεριφοράς πυρίμαχων κραμάτων υψηλής εντροπίας. Τα κράματα αυτά αποτελούν καινοτόμα υλικά και στοχεύουν σε εφαρμογές εξειδικευμένων απαιτήσεων. Στόχος της προσπάθειας ήταν να παρασκευαστούν μονοφασικές ή/και διφασικές δομές και να συνδεθούν τα μικροδομικά χαρακτηριστικά τους με τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά σε φαινόμενα υποβάθμισης. Αναλυτικότερα, για κάθε επιμέρους σύστημα μελετήθηκαν τα μικροδομικά χαρακτηριστικά και έγινε έλεγχος των βιβλιογραφικών μοντέλων πρόβλεψης φάσεων στερεών διαλυμάτων. Προτάθηκαν οι αντίστοιχοι μηχανισμοί στερεοποίησης και αναλύθηκαν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά αυτών. Στο σκέλος των ιδιοτήτων, επιλεγμένες δομές μελετήθηκαν ως προς τις μηχανικές τους ιδιότητες (μικρο- και μακρο-σκληρότητα και δοκιμές θλίψης), ενώ προτάθηκαν οι μηχανισμοί ενίσχυσης και αστοχίας τους. Σε ότι αφορά τις επιφανειακές ιδιότητες, τα συστήματα εξετάστηκαν σε δοκιμές φθοράς ολίσθησης υπό διάφορες πειραματικές συνθήκες. Μέσω της καταγραφής των αριθμητικών δεδομένων και της μελέτης των επιφανειών και ψηγμάτων της φθοράς, διατυπωθήκαν οι αντίστοιχοι μηχανισμοί υποβάθμισης. Τέλος, έλαβε χώρα η μελέτη της συμπεριφοράς τους σε διάβρωση (διαλύματα 3.5 κ.β% NaCl και Hank), όπου, μέσω της ανάλυσης των αριθμητικών δεδομένων και της εξέτασης των διαβρωμένων επιφανειών/τομών, ερμηνεύτηκαν οι αντίστοιχοι μηχανισμοί υποβάθμισης.
The present dissertation focuses on the development, characterization and evaluation of refractory high entropy alloys. These alloys are innovative materials which are targeted on applications of specialized requirements. The aim of the effort is to prepare single-phase and/or double phase structures and connect their microstructural features with their properties and degradation phenomena. More specifically, for each individual system produced, the microstructural characteristics were studied and the theoretical prediction models of solid solution formation, were checked. The corresponding solidification mechanisms were also studied, while their morphological characteristics were further analyzed. On the properties side, selected structures were studied as far as their mechanical properties (micro- and macro-hardness and compression tests) are concerned, while their strengthening mechanisms or failure modes were clarified. With regard to the alloys surface properties, the systems were examined in sliding wear tests under various experimental conditions. Through the recording of the numerical data and the study of the worn surfaces and debris, the corresponding wear mechanisms were formulated. Finally, the study of the corrosion behavior (solutions of 3.5 wt% NaCl and Hank) took place where, by analyzing the numerical data and the examination of the corroded surfaces / sections, the respective degradation mechanisms were interpreted.
Advisor name: Καράντζαλης, Αλέξανδρος
Examining committee: Καράvτζαλης, Αλέξανδρος
Λεκάτου, Αγγελική
Αγαθόπουλος, Συμέων
Μιχαηλίδης, Νικόλαος
Χαλικιά, Ηλιάνα
Χριστοφόρου, Ευάγγελος
Δίπλας, Σπυρίδων
Publishing department/division: Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Publishing institution: uoi
Number of pages: 281 σ.
Appears in Collections:Διδακτορικές Διατριβές

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Δ.Δ. ΠΟΥΛΙΑ ΑΝΘΟΥΛΑ Β. 2018.pdf20.15 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy



 Please use this identifier to cite or link to this item:
http://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/29222
  This item is a favorite for 0 people.

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.