Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние гибридных частиц SiC/Al2O3 на механические свойства металломатричного композита на основе алюминия, полученного методом литья с перемешиванием

SACHIN KUMAR SHARMA, Lokesh Sharma

Аннотация


Исследовано влияние армирования алюминиевой матрицы различным количеством частиц SiC (6, 12 и 18 масс. %) при постоянном содержании частиц Al2O3 (6 масс. %), на микроструктуру и механические свойства металломатричного композита. Армированные SiC/Al2O3 композиты на основе Al изготовлены методом литья с перемешиванием. Изучена микроструктура композитов с использованием сканирующего электронного микроскопа. Определена ударная вязкость, твердость и прочность композитов при испытании на растяжение и сжатие. Установлено, что армирующие частицы равномерно распределены в матрице, обеспечивая сильную связь на поверхности раздела между алюминием и SiC/Al2O3. Показано, что армирование гибридными частицами SiC/Al2O3 повышает твердость и прочность при растяжении и сжатии, но снижают ударную вязкость и пластичность композитов. Установлено, что армирование алюминия гибридными частицами SiC/Al2O3 эффективнее повышает механические свойства композита по сравнению с армированием частицами SiC.


Ключевые слова


алюминий; механические свойства; композит с металлической матрицей; литье с перемешиванием; гибридное армирование частицами SiC и Al2O3

Полный текст:

PDF

Литература


Dwivedi, P., Siddiquee, A. N., & Maheshwari, S. (2021). Issues and Requirements for Aluminum Alloys Used in Aircraft Components: State of the Art. Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 62(2), 212-225.

Tjong, S. C., & Lau, K. C. (2000). Abrasion resistance of stainless-steel composites reinforced with hard TiB2 particles. Composites Science and Technology, 60(8), 1141-1146.

Samal, P., Surekha, B., & Vundavilli, P. R. (2022). Experimental investigations on microstructure, mechanical behavior and tribological analysis of AA5154/SiC composites by stir casting. Silicon, 14(7), 3317-3328.

Lin, H., Guo, X., Song, K., Li, S., Feng, J., Zhang, X., & Feng, M. (2021). Synergistic strengthening effect of tungsten carbide (WC) particles and silicon carbide whiskers (SiCw) on mechanical properties of Cu–Al2O3 composite. Journal of Materials Research and Technology, 15, 2837-2847.

Yigezu B. S., Jha P. K., Mahapatra M. M. The key attributes of synthesizing ceramic particulate reinforced Al-based matrix composites through stir casting process: a review // Materials and Manufacturing Processes. 2013. V. 28. N 9. P. 969-979.

Raj R., & Thakur D. G. Qualitative and quantitative assessment of microstructure in Al-B4C metal matrix composite processed by modified stir casting technique // Archives of civil and mechanical engineering. 2016. V. 16. N 4. P. 949-960.

Kareem A., Qudeiri J. A., Abdudeen A., Ahammed T., Ziout A. A review on AA 6061 metal matrix composites produced by stir casting // Materials. 2021. V. 14. N 1. P. 175.

Ramanathan A., Krishnan P. K., Muraliraja R. A review on the production of metal matrix composites through stir casting–Furnace design, properties, challenges, and research opportunities // Journal of Manufacturing processes. 2019. V. 42. P. 213-245.

Pandey, U., Purohit, R., Agarwal, P., & Singh, S. K. (2018). Study of fabrication, testing and characterization of Al/TiC metal matrix composites through different processing techniques. Materials Today: Proceedings, 5(2), 4106-4117.

Dwivedi S. P., Sharma S., Mishra R. K. Electromagnetic stir casting and its process parameters for the fabrication and refined the grain structure of metal matrix composites–a review // International Journal of Advance Research and Innovation. 2014. V. 2. N 3. P. 639-649.

Sharma, S. K., & Saxena, K. K. (2022). An outlook on the influence on mechanical properties of AZ31 reinforced with graphene nanoparticles using powder metallurgy technique for biomedical application. Materials Today: Proceedings, 56, 2278-2287.

Sharma, S. K., & Saxena, K. K. (2022). Effects on microstructure and mechanical properties of AZ31 reinforced with CNT by powder metallurgy: An Overview. Materials Today: Proceedings, 56, 2038-2042.

Bodunrin M. O., Alaneme K. K., Chown L. H. Aluminium matrix hybrid composites: a review of reinforcement philosophies; mechanical, corrosion and tribological characteristics // Journal of materials research and technology. 2015. V. 4. N 4. P. 434-445.

Singh R., Singh R., Dureja J. S., Farina I., Fabbrocino F. Investigations for dimensional accuracy of Al alloy/Al-MMC developed by combining stir casting and ABS replica-based investment casting // Composites Part B: Engineering. 2017. V. 115. P. 203-208.

Hu Y., Cong W. A review on laser deposition-additive manufacturing of ceramics and ceramic reinforced metal matrix composites // Ceramics International. 2018. V. 44. N 17. P. 20599-20612.

Roumeli E., Pavlidou E., Avgeropoulos A., Vourlias G., Bikiaris D. N., Chrissafis K. Factors controlling the enhanced mechanical and thermal properties of nanodiamond-reinforced cross-linked high density polyethylene // The Journal of Physical Chemistry B. 2014. V. 118. N 38. P. 11341-11352.

Baig Z., Mamat O., Mustapha M. Recent progress on the dispersion and the strengthening effect of carbon nanotubes and graphene-reinforced metal nanocomposites: a review // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2018. V. 43. N 1. P. 1-46.

Rana R. S., Purohit R., Das S. Reviews on the influences of alloying elements on the microstructure and mechanical properties of aluminum alloys and aluminum alloy composites // International Journal of Scientific and research publications. 2012. V. 2. N 6. P. 1-7.

Topcu I., Gulsoy H. O., Kadioglu N., Gulluoglu A. N. Processing and mechanical properties of B4C reinforced Al matrix composites // Journal of Alloys and Compounds. 2009. V. 482. N 1-2. P. 516-521.

Mishra S. K., Biswas S., Satapathy A. A study on processing, characterization and erosion wear behavior of silicon carbide particle filled ZA-27 metal matrix composites // Materials & Design. 2014. V. 55. P. 958-965.

Wang Z., Hong C., Zhang X., Sun X., Han J. Microstructure and thermal shock behavior of ZrB2–SiC–graphite composite // Materials Chemistry and Physics. 2009. V. 113. N 1. P. 338-341.

Krenkel W., Berndt F. C/C–SiC composites for space applications and advanced friction systems // Materials Science and Engineering: A. 2005. V. 412. N 1-2. P. 177-181.

Sevastyanov V. G., Simonenko E. P., Simonenko N. P., Stolyarova V. L., Lopatin S. I., Vorozhtcov V. A., Kuznetsov N. T. Synthesis, vaporization and thermodynamic properties of superfine yttrium aluminum garnet // Journal of Alloys and Compounds. 2018. V. 764. P. 397-405.

David E., Kopac J. Aluminum recovery as a product with high added value using aluminum hazardous waste // Journal of hazardous materials. 2013. V. 261. P. 316-324.

Chelliah N. M., Singh H., Surappa M. K. Correlation between microstructure and wear behavior of AZX915 Mg-alloy reinforced with 12 wt% TiC particles by stir-casting process // Journal of Magnesium and Alloys. 2016. V. 4. N 4. P. 306-313.

Cabezas E. E., Celentano D. J. Experimental and numerical analysis of the tensile test using sheet specimens // Finite Elements in Analysis and Design. 2004. V. 40. N 5-6. P. 555-575.

Vijayakumar S., Soundarrajan M., Palanisamy P., Pasupathi K. Studies on mechanical properties of Al-SiC metal matrix composite // International Journal of Material Science and Engineering. 2016. V. 6. P. 1-6.

Rao Y. A., Ramji K., Rao P. S., Srikanth I. Effect of A-MWCNTs and ETBN toughener on impact, compression and damping properties of carbon fiber reinforced epoxy composites // Journal of Materials Research and Technology. 2019. V. 8. N 1. P. 896-903.

Sharma, Sachin Kumar, Kuldeep Kumar Saxena, and Naveen Kumar. "Effect of SiC on Mechanical Properties of Al-Based Metal Matrix Composites Produced by Stir Casting." Metal Science and Heat Treatment (2022): 1-5.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.3.42-42


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026