Effect of abrasion parameters on tribological properties of cast A339/SiC/10p composite

• Autorzy: Kurtyka P. , Sulima I. , Malczewski P. , Augustyn-Pieniążek J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów ścierania na właściwości tribologiczne odlewanych kompozytów A339/SiC/10p

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of tribological tests conducted on an A339/SiC/10p composite reinforced with SiC particles. The test method used in the research was the ball-on-disc method combined with variable abrasion test parameters. Different materials were used for the counter-specimen (steel, Al2O3, SiC), variable load (5 and 10N) and sliding speed (0.1 and 0.5 m/s). It was found that the use of a counter-specimen made from a material of higher hardness significantly reduced the friction coefficient and the specific wear rate of the tested A339/SiC/10p composite. On the other hand, in all the friction pairs, an increase in the load while maintaining the same test conditions caused a decrease in the friction coefficient value and an increase in the specific wear rate. Additionally, in the Al2O3 counter-specimens, an abnormal decrease in the friction coefficient was observed with an increasing load, but it had no impact on the results of the specific wear rate.

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych kompozytów A339/SiC/10p. Testy metodą ball-on-disc przeprowadzono, stosując zmienne parametry, takie jak: różne przeciwpróbki (stalowa, Al2O3, SiC), obciążenie (5, 10 N) oraz prędkość ścierania (0,1 i 0,5 m/s). Badania wykazały, że zastosowanie przeciwpróbki z materiału o wyższej twardości wpływa na zmniejszenie współczynnika tarcia oraz wskaźnika zużycia badanego kompozytu A339/SiC/10p. Dla wszystkich badanych układów zaobserwowano, że wzrost obciążenia przy zachowaniu tych samych pozostałych warunków testu powoduje obniżenie wartości współczynnika tarcia oraz wzrost wskaźnika zużycia. W przypadku przeciwpróbki z Al2O3 obserwowano nietypową zależność. Wraz ze wzrostem obciążenia zanotowano jedynie nieznaczny spadek współczynnika tarcia, co nie miało bezpośredniego przełożenia na wartości wskaźnika zużycia.

Słowa kluczowe

EN

aluminium matrix composites; tribological behaviour; ball-on-disc method

PL

kompozyty aluminiowe; własności tribologiczne; metoda ball-on-disc

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 14, nr 4
• Strony: 189--196
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kurtyka P.

• Pedagogical University of Krakow, Institute of Technology, ul. Podchorążych 2, 30-084 Krakow, Poland

autor

Sulima I.

• Pedagogical University of Krakow, Institute of Technology, ul. Podchorążych 2, 30-084 Krakow, Poland

autor

Malczewski P.

• Pedagogical University of Krakow, Institute of Technology, ul. Podchorążych 2, 30-084 Krakow, Poland

autor

Augustyn-Pieniążek J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, ul. Czarnowiejska 66, 30-054 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Janas A., Kolbus A., Olejnik E., On the character of matrix-reinforcing particle phase boundaries in MeC and MeB (Me = W, Zr, Ti, Nb, Ta) in situ composites, Archives of Metallurgy and Materials 2009, 54, 2, 319-327.
• [2] Sulima I., Jaworska L., Figiel P., Influence of processing parameters and different content of TiB2 ceramics on the properties of composites sintered by high temperature - high pressure (HP-HT) method, Archives of Metallurgy and Materials 2014, 1, 5, 203-207.
• [3] Fraś E., Janas A., Kurtyka P., Wierzbiński S., Structure and properties of cast Ni3Al/TiC and Ni3Al/TiB2 composites. PART I. SHSB method applied in fabrication of composites based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with particles of TiC and TiB2, Archives of Metallurgy 2003, 48, 4, 383-408.
• [4] Fraś E., Janas A., Kurtyka P., Wierzbiński St., Structure and properties of cast Ni3Al/TiC and Ni3Al/TiB2 composites. PART II. Investigation of mechanical and tribological properties and of corrosion resistance of composites based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with particles of TiC and TiB2. Archives of Metallurgy and Materials 2004, 49, 1, 113-141.
• [5] Choi D.-H., Kim Y.-H., Ahn B.-W., Kim Y.-I., Jung S.-B., Microstructure and mechanical property of A356 based composite by friction stir processing, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2013, 3, 335-340.
• [6] Ahn B.-W., Choi D.-H., Kim Y.-H., Jung S.-B., Fabrication of SiCp/AA5083 composite via friction stir welding, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2013, 22, 634-638.
• [7] Dutkiewicz J., Kukula A., Litynska-Dobrzynska L., Maziarz W., Aluminum alloy based nanocomposites strengthened with amorphous AlNiTiZr phase, Materials Transactions 2011, 52, 3, 304-308.
• [8] Kostecki M., Bochniak W., Olszyna A., Otrzymywanie kompozytów Cu/Al2O3 metodą współbieżnego wyciskania KOBO, Kompozyty (Composites) 2006, 6(4), 29-34.
• [9] Wójcicka A., Mroczka K., Kurtyka P., Binkowski M., Wróbel Z., X-ray microtomography analysis of the aluminum alloy composite reinforced by SiC after friction stir processing, Journal of Materials Engineering and Performance 2014, 23, 3215-3221.
• [10] Suśniak M., Kołacz D., Lis M., Karwan-Baczewska J., Skrzekut T., Charakterystyka właściwości kompozytu AK52/SiC uzyskanego metodą impulsowo-plazmowego spiekania, Rudy i Metale Nieżelazne 2013, 58, 8, 447-453.
• [11] Bera S., Chowdhury S.G., Estrin Y., Manna I., Mechanical properties of Al7075 alloy with nano-ceramic oxide dispersion synthesized by mechanical milling and consolidated by equal channel angular pressing, Journal of Alloys and Compounds 2013, 548, 257-265.
• [12] Uzun H., Friction stir welding of SiC particulate reinforced AA2124 aluminium alloy matrix composite, Materials & Design 2007, 28, 1440-1446.
• [13] Amirizad M., Kokabi A.H., Gharacheh M.A., Sarrafi R., Shalchi B., Azizieh M., Evaluation of microstructure and mechanical properties in friction stir welded A356+15%SiCp cast composite, Materials Letters 2006, 60, 565-568.
• [14] Cao L., Wang Y., Yao C.K., The wear properties of an SiC-whisker-reinforced aluminium composite, Wear 1990, 140, 2, 237-277.
• [15] Broutman L., Krock R., Modern Composites Materials, A.D. Publishing Company, California 1967.
• [16] Dragone T.L., Nix W.D., Steady state and transient creep properties of an. aluminum alloy reinforced with alumina fibers, Acta Metallurgica Materialia 1992, 40, 10, 2781-2791.
• [17] Hutchings I.M., Tribological properties of metal matrix composites, Material Science and Technology 1994, 10, 513-517.
• [18] Wang A., Rack H.J., Dry sliding wear in 2124Al-SiCw/17-4PH stainless steel, Wear 1991, 147, 355-374.
• [19] Lee C.S., Kim Y.H., Han K.S., Wear behaviour of aluminium matrix composite materials, Journal of Materials Science 1992, 27, 793-800.
• [20] Ma Z.Y., Liang Y.N., Zhang Y.Z., Lu Y.X., Bi J., Sliding wear behaviour of SiC particle reinforced 2024 aluminium alloy composites, Materials Science and Technology 1996, 12, 751-756.
• [21] Biało D., Rola przeciwpróbek w procesie zużywania węzłów tarcia z kompozytami aluminiowymi, Kompozyty (Composites) 2006, 6(1), 15-19.
• [22] Duszczyk J., Biało D., Friction and wear of PM Al-20Si-Al2O3 composites in kerosene, Journal of Materials Science 1993, 28, 193-202.
• [23] Myalski J., Wieczorek J., Dolata-Grosz A., Śleziona J., Właściwości tribologiczne kompozytów o heterofazowym zbrojeniu mieszaniną cząstek ceramicznych i węgla szklistego, Kompozyty (Composites) 2005, 5(2), 11-16.
• [24] Roy M., Venkataraman B., Bhanuppasad V.V., Mahajan Y.R., Sundararajan G., The effect of particulate reinforcement on the sliding wear behavior of aluminium matrix composites, Metallurgical Transactions A 1992, 23A, 2883-2847.
• [25] Czapla R., Nawalaniec W., Mityushev V., Effective conductivity of random two-dimensional composites with circular non-overlapping inclusions, Computational Materials Science 2012, 63, 118-126.
• [26] Mityushev V., Complex Variables and Elliptic Equations, 2006, 51, 8-11, 1033-1045.
• [27] Kurtyka P., Ryłko N., Structure analysis of the modified cast metal matrix composites by use of the RVE theory, Archives of Metallurgy and Materials 2013, 58, 357-360.
• [28] ISO 20808:2004(E); International Standard, Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics). Determination of friction and wear characteristics of monolithic ceramics by ball-on-disc method, ISO 20808:2004(E).
• [29] Figiel P., Zimowski S., Klimczyk P., Dziwisz T., Jaworska L., Mechanical and tribological properties of TiC-based composites for ED machining, Archives of Materials Science and Engineering 2008, 33, 2, 83-88.
• [30] Lech-Grega M., Boczkal S., Iron phases in model Al-Mg-Si-Cu alloys, Materials Science Forum 2011, 674,135-140.