Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích SiCp đến cấu trúc vi mô và tính chất kéo của các hợp chất SiCp/2024 Al được chuẩn bị bằng phương pháp tạo hình thixophun bột
Tóm tắt
Một công nghệ mới để chuẩn bị và tạo hình các hợp chất ma trận kim loại gia cường bằng hạt gốm, thixoforming bột, đã được đề xuất. Ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích SiCp đến cấu trúc vi mô và tính chất kéo của các hợp chất SiCp/2024 Al đã được nghiên cứu. Các kết quả cho thấy rằng tỷ lệ thể tích ảnh hưởng đến tỷ lệ thể lỏng hiệu quả, kích thước và hình dạng của các hạt sơ cấp, cũng như độ đặc chắc của cấu trúc vi mô. Một hợp chất có 10% thể tích SiCp cho tính chất kéo tổng hợp tốt nhất, với độ bền kéo tối đa đạt 388 MPa, độ bền sản xuất đạt 295 MPa, và độ giãn dài đạt 3.8%, tương ứng với sự tăng trưởng 29.3% và 33.5%, cùng với sự giảm 63.5% so với các giá trị của hợp kim ma trận Al 2024 đã được thixoforge. Trong quá trình thử kéo, các vết nứt xuất hiện trong các cấu trúc đã đông đặc thứ cấp, bề mặt SiC/Al bị tách rời, và các hạt SiCp bị nứt. Đối với các hợp chất chứa hơn 10% thể tích SiCp, SiCp tụ lại hoạt động như các vùng khởi phát nứt bổ sung.
Từ khóa
#SiCp; tỷ lệ thể tích; hợp chất ma trận kim loại; thixoforming; tính chất kéoTài liệu tham khảo
M.L. Ted Guo and C-Y.A. Tsao: Tribological behavior of self-lubricating aluminium/SiC/graphite hybrid composites synthesized by the semi-solid powder-densification method. Compos. Sci. Technol. 60 (1), 65 (2000).
A. Slipenyuk, V. Kuprin, Y. Milman, V. Goncharuk, and J. Eckert: Properties of P/M processed particle reinforced metal matrix composites specified by reinforcement concentration and matrix-to-reinforcement particle size ratio. Acta Mater. 54 (1), 157 (2006).
N.P. Cheng, S.M. Zeng, and Z.Y. Liu: Preparation, microstructures and deformation behavior of SiCp/6066Al composites produced by PM route. J. Mater. Process. Technol. 202 (1–3), 27 (2008).
S.A. Sajjadi, H.R. Ezatpour, and M. Torabi Parizi: Comparison of microstructure and mechanical properties of A356 aluminum alloy/Al2O3 composites fabricated by stir and compo-casting processes. Mater. Des. 34, 106 (2012).
S. Kumai, J. Hu, Y. Higo, and S. Nunomura: Effects of dendrite cell size and particle distribution on the near-threshold fatigue crack growth behaviour of cast Al–SiCp composites. Acta Mater. 44 (6), 2249 (1996).
A. Borbély, H. Biermann, and O. Hartmann: FE investigation of the effect of particle distribution on the uniaxial stress–strain behaviour of particulate reinforced metal-matrix composites. Mater. Sci. Eng., A 313 (1–2), 34 (2001).
L.J. Zu and S.J. Luo: Study on the powder mixing and semi-solid extrusion forming process of SiCp/2024Al composites. J. Mater. Process. Technol. 114 (3), 189 (2001).
C.M. Chen, C.C. Yang, and C.G. Chao: Thixocasting of hypereutectic Al–25Si–2.5Cu–1Mg–0.5Mn alloys using densified powder compacts. Mater. Sci. Eng., A 366 (1), 183 (2004).
Z. Fan: Semisolid metal processing. Int. Mater. Rev. 47 (2), 49 (2002).
P.B. Li, T.J. Chen, S.Q. Zhang, and R.G. Guan: Research on semisolid microstructural evolution of 2024 aluminum alloy prepared by powder thixoforming. Metals 5 (2), 547 (2015).
P.B. Li, T.J. Chen, S.Q. Zhan, and Y.J. Wang: Effects of partial remelting on the microstructure evolution of SiCp/2024p aluminum composites prepared by alloy powder cold pressing. Spec. Cast. Nonferrous Alloys 35 (3), 260 (2015).
P.B. Li, T.J. Chen, Y. Ma, Y. Hao, and R.G. Guan: Microstructural evolution during partial remelting of a 2024 aluminum alloy prepared by cold pressing ball-milled alloy powders. Mater. Trans. 57 (2), 91 (2016).
Y.S. Chen, T.J. Chen, S.Q. Zhang, and P.B. Li: Effects of processing parameters on microstructure and mechanical properties of powder-thixoforged 6061 aluminum alloy. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 25 (3), 699 (2015).
B.W. Xiong, Z.F. Xu, Q.S. Yan, B.P. Lu, and C.C. Cai: Effects of SiC volume fraction and aluminum particulate size on interfacial reactions in SiC nanoparticulate reinforced aluminum matrix composites. J. Alloys Compd. 509 (4), 1187 (2011).
A. Daoud: Microstructure and tensile properties of 2014 Al alloy reinforced with continuous carbon fibers manufactured by gas pressure infiltration. Mater. Sci. Eng., A 391 (1–2), 114 (2005).
E. Tzimas and A. Zavaliangos: Evolution of near-equiaxed microstructure in the semisolid state. Mater. Sci. Eng., A 289 (1–2), 228 (2000).
T.J. Chen, R.Q. Wang, Y. Ma, and Y. Hao: Semisolid microstructure evolution of AZ91D magnesium alloy refined by Al–Ti–B. Mater. Res. 14 (4), 532 (2011).
Y. Cai, M.J. Tan, G.J. Shen, and H.Q. Su: Microstructure and heterogeneous nucleation phenomena in cast SiC particles reinforced magnesium composite. Mater. Sci. Eng., A 282 (1–2), 232 (2000).
T.J. Chen, Y. Hao, and J. Sun: Microstructural evolution of predeformed SiCp/ZA27 composites during partial remelting. Metall. Mater. Trans. A 35 (7), 2073 (2004).
G.B. Schaffer, B.J. Hall, S.J. Bonner, S.H. Huo, and T.B. Sercombe: The effect of the atmosphere and the role of pore filling on the sintering of aluminium. Acta Mater. 54 (1), 131 (2006).
J.C. Lee, H.I. Lee, J.P. Ahn, Z.l. Shi, and Y. Kim: Modification of the interface in SiC/Al composites. Metall. Mater. Trans. A 31 (31), 2361 (2000).
S-J. Hong, H-M. Kim, D. Huh, C. Suryanarayana, and B.S. Chun: Effect of clustering on the mechanical properties of SiC particulate-reinforced aluminum alloy 2024 metal matrix composites. Mater. Sci. Eng., A 347 (1–2), 198 (2003).
M. Habibnejad-Korayem, R. Mahmudi, and W.J. Poole: Enhanced properties of Mg-based nano-composites reinforced with Al2O3 nano-particles. Mater. Sci. Eng., A 519 (1), 198 (2009).
A. Mazahery, H. Abdizadeh, and H.R. Baharvandi: Development of high-performance A356/nano-Al2O3 composites. Mater. Sci. Eng., A 518 (1–2), 61 (2009).
Z.F. Li, J. Dong, X.Q. Zeng, C. Lu, and W.J. Ding: Influence of Mg17Al12 intermetallic compounds on the hot extruded microstructures and mechanical properties of Mg–9Al–1Zn alloy. Mater. Sci. Eng., A 466 (1–2), 134 (2007).
T.J. Chen, L.K. Huang, X.F. Huang, Y. Ma, and Y. Hao: Effects of reheating temperature and time on microstructure and tensile properties of thixoforged AZ63 magnesium alloy. Mater. Sci. Technol. 30 (1), 96 (2014).
S.B. Wu and R.J. Arsenault: The fracture mode in SiC Al composites. Mater. Sci. Eng., A 138 (2), 227 (1991).