Меню
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
![](/pic/nikiforov.jpg)
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)
Читать статью полностью
![](/images/pdf.png)
Язык статьи - английский
Аннотация
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
Список литературы
-
Chawla K.K.Composite Materials. Science and Engineering / 2nd ed. New York: Springer Verlag, 1998. 165 p.
-
Chawla N., Shen Y.L. Mechanical behavior of particle reinforced metal matrix composites // Advanced Engineering Materials. 2001. V. 3. N 6. P. 357–370.
-
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.
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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.
-
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
-
Nielson L.E., Landel R.F. Mechanical Properties of Polymers and Composites.New York: Marcel Dekker, Inc., 1994.
-
ASTM E23-93a. Standard test methods for notched bar impact testing of metallic materials: 1993 Annual book of ASTM Standards. P. 206–26.
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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
-
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