ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИТОВ, АРМИРОВАННЫХ ЧАСТИЦАМИ TiO2: EDN: HBKNTW

Махан Хамид Мохаммед  Махан; Сергей Валерьевич Коновалов; Ирина Алексеевна Панченко; Диана Дмитриевна  Пашкова

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.001

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИТОВ, АРМИРОВАННЫХ ЧАСТИЦАМИ TiO2

EDN: HBKNTW

Авторы

Махан Хамид Мохаммед Махан Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева https://orcid.org/0000-0002-8421-2996
Сергей Валерьевич Коновалов Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева https://orcid.org/0000-0003-4809-8660
Ирина Алексеевна Панченко Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0002-3656-2836
Диана Дмитриевна Пашкова Сибирский государственный индустриальный университет

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.001

Ключевые слова:

интерметаллические соединения, наночастицы, алюминиевая матрица; твердость; скорость износа, структура

Аннотация

Получены алюмоматричные композиционные материалы на основе сплава АА2024 и наночастиц TiO₂, варьирующихся от 0 до 7,5 масс. %. Было проведено исследование твердости и износа и установлено, что увеличение содержания наночастиц оксида титана с 0 до 5 масс.% приводит к увеличению твердости с 39 до 64 HRB с дальнейшим снижением до 38 HRB, в то время как скорость износа уменьшается в обратной последовательности. Проведены исследования структуры материала и поверхности износа методами оптической и сканирующей электронной микроскопии. Показано, что поверхности износа имеют неравномерное строение, что свидетельствует о том, что скорость износа является результатом различных механизмов разрушения. Установлено, что структура сплава состоит из многочисленных междендритных матричных композитов и мелких выделений, рассеянных по всему объему. Показано, что междендритная зона окаймлена Al₇Cu₂Fe и Al(Cu, Mn, Fe, Si). Выявлены интерметаллические композиты Al₃TiCu и Al₉TiFe.

Библиографические ссылки

Çetin, M. Abrasive wear behavior of cast Al–Si–Mn alloys // Proc. Inst. Mech. Eng. Part E J. Process Mech. Eng. – 2019. ‒ Vol.233. ‒ №4.‒ P. 908–918. DOI: 10.1177/0954408918818735.

Rambabu, P.,Prasad, N.E., Kutumbarao, V.V., Wanhill, R.J.H.Aluminum alloys for aerospace applications, in Aerospace Materials and Material Technologies. –Springer. 2017. – P. 29–52. DOI: 10.1007/978-981-10-2134-3-2.

Çolak, M., Arslan, I. Investigation of Wear Properties of Grain Refined and Modified A319 Alumi-num Alloy Produced with Sand and Permanent Mold // International Journal of Science and Engineering In-vestigations. – 2018. – Vol. 7(83).– 2017. – P. 134–137.

Nosova, E., Erisov, Y., Grechnikov, F. Multi-cycle rolled aluminum alloy 3103 sandwiches: Me-chanical properties and stamp ability // MATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 129.– № 02021. – 5 p. DOI: 10.1051/matecconf/201712902021.

Geng, Y., Panchenko, I., Konovalov, S., Chen, X., Ivanov, Y. Effect of electron beam energy densities on the surface morphology and tensile pro¬perty of additively manufactured Al–Mg alloy // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2021.– Vol. 498. – P. 15–22. DOI: 10.1016/j.nimb.2021.04.008.

Osintsev, K., Konovalov, S., Gromov, V., Panchenko, I., Chen, X. Phase composition prediction of Al–Co–Cr–Fe–Ni high entropy alloy system based on thermodynamic and electronic properties calculations. Materials Today: Proceedings. – 2021. – Vol. 46. –Р. 961–965. DOI: 10.1016/j.matpr.2021.01.079.

Osintsev, K., Konovalov, S., Gromov, V., Panchenko, I., Ivanov, Y. Microstructural and mechan-ical characterisation of non-equiatomic Al2.1Co0.3Cr0.5FeNi2.1 high-entropy alloy fabricated via wire-arc additive manufacturing // Philosophical Magazine Letters. – 2021. – Vol. 101 (9). – P. 353–359. DOI: 10.1080/09500839.2021.1936257.

Jambukar, G.B., Kharde, D.Y. Dry Sliding Wear Behavior of Al–Si–Ti Alloys Using Taguchi Me-thod // International Journal of Science and Research. – 2014. – Vol. 3(11). – 6 p.‏

Kang, N., Coddet, P., Liao, H., Baur, T.,Coddet, C. Wear behavior and microstructure of hypereutectic Al–Si alloys prepared by selective laser melting // Applied Surface Science. – 2016. – Vol. 378. – P. 142–149. DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.03.221.

Vidyarthi, M.K., Ghose, A.K., Chakrabarty, I. Effect of deep cryogenic treatment on the microstruc-ture and wear performance of Cr–Mn–Cu white cast iron grinding media // Cryogenics.‒ 2013. ‒ Vol. 58. – P. 85–92. DOI: 10.1016/j.cryogenics.2013.10.005.

Franco, V., Ashiuchi, E.S., Reißig, L., Araújo, J.A. Effect of a deep cryogenic treatment on wear and microstructure of a 6101 aluminum alloy // Advances in Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 2016. – 12 p.DOI: 10.1155/2016/1582490.

Valdés, R., Freulon, A., Deschamps, J.B., Qian, M., Lacaze, J. Phase equilibria and solidification of Mg-rich Al-Mg-Si alloys // Materials Science Forum. – 2006. – Vol. 508. – P. 621–628. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.508.621.

Araghchi, M., Mansouri, H., Vafaei, R., Guo, Y. A novel cryogenic treatment for reduction of residual stresses in 2024 aluminum alloy // Materials Science and Engineering: A. – 2017. – Vol. 689.– P. 48–52. DOI: 10.1016/j.msea.2017.01.095.

Haung, Y., Dong, L., Michael, S. The Effect of Cold Treatment on Mechanical Properties of AA6061 by Dry Ice // Chinese Journal of Metallurgy. – 2016. – Vol.19. – P.211–220.

Esteban, G., Bellón, B., Martínez, E., Papa-dimitriou, I., LLorca, J. Strengthening of A–Cu alloys by Guinier-Preston zones: Predictions from atomistic simulations // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. – 2019. – Vol. 132. – №103675. – 6 p. DOI:10.1016/j.jmps.2019.07.018.

Bhat, A., Budholiya, S., Raj, S.A., Sul-tan, M.T.H., Hui, D., Shah, A.U.M., Safri, S.N.A. Review on nanocomposites based on aerospace applications // Nanotechnology Reviews. – 2021. – Vol. 10(1). – P. 237–253.‏ DOI: 10.1515/ntrev-2021-0018.

Paidar, M., Asgari, A., Ojo, O., Saberi, A. Mechanical properties and wear behavior of AA5182/WC nanocomposite fabricated by friction stir welding at different tool traverse speeds // J Mater Eng Perform. – 2018. – Vol. 27(4).– P. 1714–24. DOI: 10.1007/s11665-018-3297-7.

Mondal, S. Aluminum or its alloy matrix hybrid Nano composites // Met Mater Int. – 2021. – Vol. 27.– № 2188. – P. 204. DOI: 10.1007/s12540-020-00750-5.

Ramezanali, F., Hamed, J.,Roohollah, J. De-velopment and characterization of in-situ AA2024- Al3NiCu composites // International journal of metal-casting. – 2022. – V. 16. – P.1–15. DOI:10.1007/s40962-021-00752.

Shahi, A., Heydarzadeh, M., Ahmadkhani-ha, D, Ghambari, M. In situ formation of Al-Al3Ni composites on commercially pure aluminum by friction stir processing // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.– 2014. – Vol. 75. – P. 1331–1337. DOI 10.1007/s00170-014-6162-3.

Rao, V.R., Ramanaiah, N.,Sarcar, M.M.M. Fabrication and investigation on properties of TiC rein-forced Al7075 metal matrix composites // Applied Me-chanics and Materials. – 2014. – Vol. 592. – P. 349–353. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.592-594.349.

Samarai, R.A., Haftirman, A.K., Al-Douri, Y. Effect of load and sliding speed on wear and friction of aluminum-silicon casting alloy. International Journal of Scientific and Research Publications. – 2012. – Vol. 2(3). – P. 1–4.‏

Wang, Y., Lu, Y., Zhang, S., Zhang, H., Wang, H., Chen, Z. Characterization and strengthening effects of different precipitates in Al-7Si-Mg alloy // Journal of Alloys and Compounds.–2021.–Vol. 885.–№ 161028.‏DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.161028.

Загрузки

Опубликован

12/30/2022

Как цитировать

Махан, М. Х. М. ., Коновалов, С. В., Панченко, И. А., & Пашкова, Д. Д. . (2022). ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИТОВ, АРМИРОВАННЫХ ЧАСТИЦАМИ TiO2: EDN: HBKNTW . Ползуновский ВЕСТНИК, 2(4). https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.001