ENG
РУС
Поиск
Меню
О журнале
Политика открытого доступа
Редакционная коллегия
Редакционная политика
Редакционная этика
Правила рецензирования статей
Требования к оформлению статей
Формы представляемых документов
Рекомендации по оформлению ссылок на наш журнал
Редакция
Информация для подписчиков
Аннотации номера
Список авторов
Выпуски
Лицензионное соглашение
Порядок работы с персональными данными
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры













































doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-1-68-78

УДК 621.763

Исследование ударных свойств и износостойкости гибридных композитов Al6061 (SiC + Al2O3) и Al7075 (SiC + Al2O3)

Ратинавелу Р., Сельварасу С., Сентилкумар Г., Рависанкар Р.


Читать статью полностью 
Язык статьи - английский


Аннотация
Исследованы характеристики сухого скольжения и ударной вязкости двух алюминиевых сплавов, армированных керамическими частицами карбида кремния (SiC) и оксида алюминия (Al2O3) размером 100 нм. Сплавы применены для улучшения механических свойств и повышения сопротивления износу, разрыву и сдвигу конечного сплава с характеристиками смешиваемых материалов. Для изготовления композитов использован метод литья с перемешиванием. Матрица композитов представляет собой сплавы Al6061 и Al7075 с использованием трех способов армирования. Физические и механические свойства композитных матриц проверены в соответствии со стандартами Американского общества по материалам и их испытаниям. Приведено сравнение гибридных композитов, изготовленных из Al6061 и Al7075. Сравнение полученных образцов показало, что сплав Al7075 (12 % SiC + 6 % Al2O3) обладает исключительными трибологическими и механическими характеристиками. Изученный сплав может найти применение в автомобильной промышленности, например, в производстве поршней, шатунов, благодаря минимальной степени износа и варьируемому коэффициенту теплового расширения.

Ключевые слова: гибридный композит, Al6061, Al7075, ударная вязкость, сопротивление износу, оптический микроскопический анализ

Список литературы
  1. Chawla K.K.Composite Materials. Science and Engineering / 2nd ed. New York: Springer Verlag, 1998. 165 p.
  2. Chawla N., Shen Y.L. Mechanical behavior of particle reinforced metal matrix composites // Advanced Engineering Materials. 2001. V. 3. N 6. P. 357–370.
  3. Senthilkumar N., Kalaichelvan K., Elangovan K. Mechanical behaviour of aluminum particulate epoxy composite – experimental study and numerical simulation// International Journal of Mechanical and Materials Engineering. 2012. V. 7. N 3. P. 214–221.
  4. Srivatsan T.S., Al-Hajri M., Smith C., Petraroli M. The tensile response and fracture behavior of 2009 aluminium alloy metal matrix composite // Materials Science and Engineering: A. 2003. V. 346. N 1-2. P. 91–100. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00481-1
  5. Tan M., Xin Q., Li Z., Zong B.Y. Influence of SiC and Al2O3 particulate reinforcements and heat treatments on mechanical properties and damage evolution of Al-2618 metal matrix composites // Journal of Materials Science. 2001. V. 36. N 8. P. 2045–2053. https://doi.org/10.1023/A:1017591117670
  6. Lloyd D.J. Particle reinforced aluminium and magnesium matrix composites // International Materials Reviews. 1994. V. 39. N 1. P. 1–23. https://doi.org/10.1179/imr.1994.39.1.1
  7. Sundaraselvan S., Senthilkumar N. Surface modification of AZ61 magnesium alloy with nano-Al2O3 using laser cladding technique: optimization of wear properties through hybrid GRA-PCA//International Journal of Rapid Manufacturing. 2019. V. 8. N 3. P. 221. https://doi.org/10.1504/IJRAPIDM.2019.10020259
  8. Tjong S.C., Wu S.Q., Zhu H.G. Wear behavior of in situ TiB2·Al2O3/Al and TiB2·Al2O3/Al–Cu composites // Composites Science and Technology. 1999. V. 59. N 9. P. 1341–1347. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(98)00172-9
  9. Nair S.V., Tien J.K., Bates R.C. SiC-reinforced aluminium metal matrix composites // International Metals Reviews. 1985. V. 30. N 1. P. 275–290. https://doi.org/10.1179/imtr.1985.30.1.275
  10. Bhojan N., Senthilkumar B., Deepanraj B. Parametric influence of friction stir welding on cast Al6061/20%SiC/2%MoS2 MMC mechanical properties // Applied Mechanics and Materials. 2016. V.  852. P. 297–303. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.852.297
  11. Alpas A.T., Zhang J. Effect of microstructure (particulate size and volume fraction) and counter face material on the sliding wear resistance of particulate-reinforced // Metallurgical and Materials Transactions A. 1994. V. 25. N 5. P. 969–983. https://doi.org/10.1007/BF02652272
  12. Kwok J.K.M., Lim S.C. High-speed tribological properties of some Al/SiCp composites. I. Frictional and wear-rate characteristics // Composites Science and Technology. 1999. V. 59. N 1. P. 55–63. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(98)00055-4
  13. Friend C.M. Toughness in metal matrix composites // Materials Science and Technology. 1989. V. 5. N 1. P. 1–7. https://doi.org/10.1179/mst.1989.5.1.1
  14. Nardone V.C., Strife J.R., Prewo K.M. Microstructurally toughened particulate-reinforced aluminum matrix composites // Metallurgical Transactions A. 1991. V. 22. N 1. P. 171–182. https://doi.org/10.1007/BF03350959
  15. Ozden S., Ekici R., Nair F. Investigation of impact behaviour of aluminium based SiC particle reinforced metal–matrix composites // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2007. V. 38. N 2. P. 484–494. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2006.02.026
  16. Ragupathy K., Velmurugan C., Senthilkumar N. Tribological and heat treatment prediction of stir cast Al 6061/SiC/MoS2 composites using grey relational analysis // Journal of the Balkan Tribological Association. 2018. V. 24. N 2. P. 198–217.
  17. Saminathan S., Laksmipathy J. Experimental investigation and prediction analysis on Granite/SiC Reinforced Al7050 and Al7075 using hybrid deep neural network based salp swarm optimization // Silicon. 2022. V. 14. N 11. P. 5887–5903. https://doi.org/10.1007/s12633-021-01349-0
  18. Nielson L.E., Landel R.F. Mechanical Properties of Polymers and Composites.New York: Marcel Dekker, Inc., 1994.
  19. ASTM E23-93a. Standard test methods for notched bar impact testing of metallic materials: 1993 Annual book of ASTM Standards. P. 206–26.
  20. Selvakumar V., Muruganandam S., Senthilkumar N. Evaluation of mechanical and tribological behavior of Al–4 %Cu–x %SiC composites prepared through powder metallurgy technique // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2017. V. 70. N 5. P. 1305–1315. https://doi.org/10.1007/s12666-016-0923-7
  21. Thirumalvalavan S., Senthilkumar N. Experimental investigation and optimization of HVOF spray parameters on wear resistance behaviour of Ti-6Al-4V alloy // Comptes rendus de l’Academie bulgare des Sciences. 2019. V. 72. N 5. P. 664–673. https://doi.org/10.7546/crabs.2019.05.15
  22. Gajalakshmi K., Senthilkumar N., Prabu B. Multi-response optimization of dry sliding wear parameters of AA6026 using hybrid gray relational analysis coupled with response surface method // Measurement and Control. 2019. V. 52. N 5-6. P. 540–553. https://doi.org/10.1177/0020294019842603
  23. Bonollo F., Ceschini L., Garagnani G.L. Mechanical and Impact behaviour of (Al2O3)p/2014 and (Al2O3)p/6061 Al metal matrix composites in the 25–200°C range // Applied Composite Materials. 1997. V. 4. N 3. P. 173–185. https://doi.org/10.1007/BF02481779
  24. Surappa M.K., Sivakumar P. Fracture toughness evaluation of 2040-Al/Al2O3 particulate composites by instrumented impact // Composites Science and Technology. 1993. V. 46. N 3. P. 287–292. https://doi.org/10.1016/0266-3538(93)90162-A
  25. Poza P., Llorca J. Fracture toughness and fracture mechanisms of Al–Al2O3 composites at cryogenic and elevated temperatures // Materials Science and Engineering: A. 1996. V. 206. N 2. P. 183–193. https://doi.org/10.1016/0921-5093(95)09999-9
  26. Hasson D.F., Hoover S.M., Crowe C.R. Effect of thermal treatment on the mechanical and toughness properties of extruded SiCw/aluminium 6061 metal matrix composite // Journal of Materials Science. 1985. V. 20. N 11. P. 4147–4154. https://doi.org/10.1007/BF00552410
  27. Unsworth J.P., Bandyopadhyay S. Effect of thermal ageing on hardness, tensile and Impact properties of an alumina microsphere-reinforced aluminium metal–matrix composite // Journal of Materials Science. 1994. V. 29. N 17. P. 4645–4650. https://doi.org/10.1007/BF00376291


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2024 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика