Комплексне дослідження метало-матричного композиту на основі Al, зміцненого гібридними наночастинками

Р. Венкатеш$^{1}$, Вадді Сешагірі Рао$^{2}$, Сатхіш Ренгараджан$^{2}$

$^{1}$Sathyabama Institute of Science and Technology, Research Scholar, Jeppiaar Nagar, Rajiv Gandhi Road, 600119 Chennai, India
$^{2}$St. Joseph’s College of Engineering, OMR, 600119 Chennai, India

Отримано: 15.11.2018; остаточний варіант - 28.01.2019. Завантажити: PDF

У даному експериментальному дослідженні вивчено поведінку при механо-обробці алюмінієвої матриці, зміцненої гібридними нанокомпозитами, з урахуванням їх широкого застосування, зокрема, в системах опорних конструкцій. Алюмінієвий сплав, мідь (метал), окис алюмінію (кераміка) і графіт (алотропна форма вуглецю) були обрані для розробки композитів, вони виправдовують термін «гібридний». Ці матеріали було змішано в пропорції Al6061 — 70%, Al$_2$O$_3$ — 12%, Cu — 9%, Gr — 9% за масою та оброблено методом механічного леґування, в результаті чого середній розмір часток склав 70 нм. Методами скануючої електронної мікроскопії та рентґенівської дифрактометрії підтверджено, що матеріали перейшли в наностан. Пластини та стрижні, схожі за формою, були виготовлені з цих композиційних матеріалів методом лиття з перемішуванням при температурі 500°C та швидкості обертання 300 об/хв. В гібридних нанокомпозитах було досягнуто максимальних значень граничної міцності у 156 МПа та твердості у 431,4 МПа (44 HV). Для оцінки оброблюваності матеріалу було використано процес різання дроту шляхом електроерозійної обробки. Для багатокритеріальної оптимізації було використано метод Тагучі. Для одержання коефіцієнту кореляції здійснено дисперсійний аналіз. Невелике дослідження було також проведено, щоб зрозуміти особливості зносостійкості розроблюваного матеріалу. За нормальних умов навантаження спостерігалася швидкість зношування у 0,54$\cdot10^{-10}$ м$^2$/кг.

Ключові слова: нанопорошки, кераміка, метали і сплави, механічні випробування, механічна обробка, зношування.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v41/i04/0481.html

PACS: 81.05.Bx, 81.05.Ni, 81.07.Wx, 81.20.Wk, 81.40.Pq, 81.70.Bt


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. G. M. Owolabi, A. G. Odeshi, M. N. K. Singh, and M. N. Bassim, Mater. Sci. Eng. A, 457: 114 (2007). Crossref
  2. D. S. Prasad and C. Shoba, J. Mater. Res. Tech., 3, Iss. 2: 172 (2014). Crossref
  3. K. K. Alaneme and M. O. Bodunrin, J. Miner. Mater. Char. Eng., 10 (12): 1153 (2011). Crossref
  4. M. Kok, J. Mater. Process. Tech., 161 (3): 381 (2005). Crossref
  5. R. D. Haghighi, S. A. J. Jahromi, and A. Moresedgh, J. Mater. Eng. Perform., 21: 1885 (2012). Crossref
  6. A. Baradeswaran and A. Elaya Perumal, Composite Part B: Engineering, 56: 464 (2014). Crossref
  7. Akhtar S. Khan, Babak Farrokh, and Laszlo Takacs, Mater. Sci. Eng. A, 489: 77 (2008). Crossref
  8. M. O. Vasyliev, B. M. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, A. P. Burmak, and M. V. Kindrachuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 38, No. 4: 545 (2016). Crossref
  9. N. Raghumatham, E. K. Loannidis, and T. Sheppard, J. Mater. Sci., 26: 985 (1991). Crossref
  10. Y. N. Liang and Z. Y. Ma, J. Mater. Sci. Lett., 1: 114 (1995). Crossref
  11. N. Ch. Kaushik and R. N. Rao, Tribol. Int., 103: 298 (2016). Crossref
  12. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Yu. V. Milman, M. O. Iefimov, E. Grinkevych, A. V. Sameljuk, and I. V. Tkachenko, Wear, 319: 84 (2014). Crossref
  13. E. Gikunoo, O. Omotoso, and I. N. A. Oguocha, Mater. Sci. Tech., 21 (2): 143-52 (2005). Crossref
  14. Sanjeev Garg, Alakesh Manna, and Ajai Jain, Arab J. Sci. Eng., 38: 3471 (2013). Crossref
  15. Mendoza-Duarte José Manuel, Estrada-Guel Ivanovich, Robles-Hernandez Francisco Carlos, Carreño-Gallardo Caleb, López-Meléndez Claudia, and Martínez-Sánchez Roberto, Mat. Res., 19, Suppl. 1: 13 (2016). Crossref
  16. Sanjeev Kumar Garg and Alakesh Manna, J. Eng. Res., 1, No. 1: 213 (2013).
  17. S.K. Garg, A. Manna, and A. Jain, J Braz. Soc. Mech. Sci. Eng., 38: 481 (2016). Crossref
  18. Vikas Pare, J. Mech. Eng., 61, No. 3: 176 (2015). Crossref
  19. B. Stojanovic, M. Babic, S. Mitrovic, A. Vencl, N. Miloradovic, and M. Pantic, J. Balkan Tribol. Assoc., 19, No. 1: 83 (2013).
  20. N. E. Arun Kumar and A. Suresh Babu, Mater. Manuf. Processes, 33, No. 1: 85 (2017). Crossref
  21. N. E. Arun Kumar, A. Suresh Babu, and D. Murali, International Journal of Chemical Sciences, Published by Sadguru Publications, Vol. 14, Iss. 2: 1051 (2016).
  22. R. Venkatesh and V. S. Rao, Defence Tech., 14: 346 (2018). Crossref
  23. D. Jeyasimman, Mater. Des., 64: 783 (2014). Crossref
  24. Ratna Deepika and Manikonda Satyanarayana, Mater. Today Proc., 5, Iss. 9, Part 3: 20104 (2018). Crossref
  25. S. Baskaran and V. Anandakrishnan, Mater. Today Proc., 5, Iss. 6: 14273 (2018). Crossref
  26. Inderdeep Singh, Sarbjit Singh, and Abhishek Singh, Mach. Mach. Tool., Research and Development Woodhead Publishing Reviews: Mechanical Engineering Series: 169 (2013). Crossref
  27. A. Pramanik, International J. Mach. Tool. Manufacture, 86, November: 44 (2014). Crossref