Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu về tính chất cơ học và hành vi gãy của hợp kim nhôm A356 gia cường bằng hạt ZrO2
Tóm tắt
Trong nghiên cứu hiện tại, một cuộc điều tra đã được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ZrO2 và nhiệt độ đúc đến tính chất cơ học và hành vi gãy của các vật liệu compozit A356 Al/ZrO2. Các compozit có ma trận hợp kim nhôm A356 được gia cường với 5, 10 và 15 vol.% ZrO2 đã được chế tạo ở các nhiệt độ 750, 850 và 950°C thông qua phương pháp đúc khuấy. Dựa trên các kết quả thu được, lượng gia cường tối ưu và nhiệt độ đúc đã được xác định bằng cách đánh giá độ dày và các tính chất cơ học của các vật liệu compozit thông qua các thí nghiệm độ cứng và độ kéo. Bề mặt gãy của các mẫu compozit cũng đã được nghiên cứu để xác định các cơ chế gãy chính của các vật liệu compozit. Kết quả thu được cho thấy tất cả các mẫu đều bị gãy do sự nứt giữa các nhánh của ma trận hợp kim. Việc gia cường ma trận hợp kim nhôm bằng các hạt ZrO2 đã làm tăng độ cứng và độ kéo tối đa của hợp kim đạt giá trị lần lượt là 70 BHN và 232 MPa. Tính chất cơ học tốt nhất được thu được cho các mẫu có 15 vol.% ZrO2 được sản xuất ở 750°C.
Từ khóa
#ZrO2 #hợp kim nhôm A356 #compozit ma trận kim loại #tính chất cơ học #hành vi gãyTài liệu tham khảo
J. P. Davima, J. Silva, and A. M. Baptista, “Experimental cutting model of metal matrix composites (MMCs),” J. Mater. Process. Technol., 183, 358-362 (2007).
M. Kok, “Production and mechanical properties of Al2O3 particle-reinforced 2024 aluminium alloy composites,” J. Mater. Process. Technol., 161, 381–387 (2005).
W. Shyan Lee, W. Chung Sue, and C. Feng Lin, “The effects of temperature and strain rate on the properties of carbon-fiber-reinforced 7075 aluminum alloy metal-matrix composite,” J. Compos. Sci. Technol., 60, 1975-83 (2000).
S. Amirkhanlou, M. R. Rezaei, B. Niroumand, and M. R. Toroghinejad, “Refinement of microstructure and improvement of mechanical properties of Al/Al2O3 cast composite by accumulative roll bonding process,” Mater. Sci. Eng. A, 528, 2548-2553 (2011).
R. Rahmani Fard and F. Akhlaghi, “Effect of extrusion temperature on the microstructure and porosity of A356-SiCp composites,” J. Mater. Process. Technol., 187-188, 433–436 (2007).
J. Hashim, L. Looney, and M. S. J. Hashmi, “Particle distribution in cast metal matrix composites-Part I,” J. Mater. Process. Technol., 123, 251-257 (2002).
R. Jamaati, and M. R. Toroghinejad, “Manufacturing of high-strength aluminum/alumina composite by accumulative roll bonding,” J. Mater. Sci. Eng. A, 527, 4146-4151 (2010).
The American Society for Testing Materials. Standard test method of tension testing wrought and cast aluminum and magnesium alloy products – B557. Handbook of ASTM Standards, Philadelphia—New York (1994).
J. E. Spowart, B. Maruyama, and D. B. Miracle, “Multi-scale characterization of spatially heterogeneous systems: implications for discontinuously reinforced metal–matrix composite microstructures,” J. Mater. Sci. Eng. A, 307, 51-66 (2001).
M. A.Baghchesara, H. Abdizadeh, and H. R. Baharvandi, “Fractography of stir casted Al-ZrO2 composites,” Iran. J. Sci. Technol. Trans. B Eng., 33, 453-462 (2010).
S. Das, S. Das, and K. Das, “Abrasive wear of zircon sand and alumina reinforced Al–4.5 wt.% Cu alloy matrix composites – A comparative study,” J. Comp. Sci. Technol., 67, 746-751 (2007).
W. S. Miller and F. J. Humpherys, “Strengthening mechanisms in particulate metal matrix composites,” J. Scripta Metall. Mater., 25, 33-38 (1991).
V. V. Ganesh and N. Chawla, “Effect of particle orientation anisotropy on the tensile behavior of metal matrix composites:experiments and microstructure-based simulation,” J. Mater. Sci. Eng. A, 391, 342-353 (2005).
Q. Zhang, H. Zhang, M. Gu, and Y. Jin, “Studies on the fracture and flexural strength of Al/Sip composite,” J. Mater. Letters, 58, 3545-3550 (2004).
Y. Li, K. T. Ramesha, and E. S. C. Chin, “Comparison of the plastic deformation and failure of A359/SiC and 6061-T6/Al2O3 metal matrix composites under dynamic tension,” J. Mater. Sci. Eng. A, 371, 359-370 (2004).
B. Y. Lou and J. C. Huang, “Failure characteristics of 6061/ Al2O3/15p and 2014/Al2O3/15p composites as a function of loading rate,” J. Metall. Mater. Trans. A, 27A, 3095-3107 (1996).
J. J. Lewandiwski, C. Liu, and W. H. Hunt, “Effects of matrix microstructure and particle distribution on fracture of an aluminum metal matrix momposite,” J. Mater. Sci. Eng. A, 107, 241-255 (1989).
P. M. Mummery, B. Derby, and C. B. Scruby, “Acoustic emission from particulate-reinforced metal matrix composites,” J. Acta Metall. Mater., 41, 1431-1445 (1993).
Y. Brechet, J. D. Embumy, and L. Luo, “Damage initiation in metal matrix composites,” J. Acta Metall. Mater., 39, 1781-1786 (1991).
R. J. Arsenault, N. Shi, C. R. Feng, and L. Wang, “Localized deformation of SiC-Al composites,” J. Mater. Sci. Eng. A, 131, 55-68 (1991).
J. Llorca, A. Needleman, and S. Suresh, “ An analysis of the effects of matrix void growth on deformation and ductility in metal-ceramic composites,” J. Acta Metall, Mater., 39, 2317-2335 (1991).
S. Tahamtan, A. Fadavi Boostani, “Microstructural characteristics of thixoforged A356 alloy in mushy state,” J. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 20,781–787 (2010).
S. Min, “Effects of volume fraction of SiC particles on mechanical properties of SiC/Al composites,” Trans. Nonferrous met. Soc. China, 19, 1400-1404 (2009).