Charakterystyka kompozytów Al-Su/SiC spiekanych w próżni

• Autorzy: Wąsik A. , Leszczyńska-Madej B. , Madej M. , Kasprzyk J.

Identyfikatory

DOI

DOI:10.15199/67.2018.2.2

Warianty tytułu

EN

Characteristics of Al-Su/SiC composites produced by vacuum sintering technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań kompozytów na osnowie stopu aluminium Al4Cu umocnionych dodatkiem 2,5; 5; 7,5; 10 oraz 15% wag. SiC. Przedmiotem badań było określenie możliwości zastosowania podstawowych procesów metalurgii proszków do wytworzenia kompozytów oraz zbadania wpływu cząstek fazy stałej SiC na mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne otrzymanego materiału. W tym celu elementarne proszki aluminium, miedzi oraz węglika krzemu zostały poddane procesowi mieszania w odpowiednich proporcjach wagowych, jednostronnego prasowania na zimno oraz spiekania w atmosferze próżni. Mikrostrukturę proszków i spiekanych materiałów badano przy wykorzystaniu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), z kolei oceny właściwości mechanicznych otrzymanego kompozytu oraz wytrzymałości połączenia osnowa–umocnienie dokonano na podstawie pomiaru twardości metodą Brinella, próby trójpunktowego zginania oraz ściskania w temperaturze otoczenia. Na końcowym etapie wytwarzania porowatość kompozytów nie przekroczyła 10%. Twardość kompozytów wzrosła wraz ze zwiększeniem zawartości fazy SiC. Nie stwierdzono z kolei występowania zależności pomiędzy wytrzymałością na zginanie, a zawartością fazy umacniającej SiC. W przypadku wytrzymałości na ściskanie kompozytów, dodatek twardej fazy SiC skutkował jej obniżeniem. Najwyższą wytrzymałością na zginanie jak i ściskanie odznaczał się materiał osnowy.

EN

In the article the results Al4Cu matrix composites reinforced with the addition of 2.5; 5; 7.5; 10 and 15 wt % of SiC were presented. The purpose of the study was to determine the applicability of the basic powder metallurgy processes to produce the examined composites and to investigate the influence of SiC solid particles on the microstructure and mechanical properties of the obtained material. To achieve this goal the elemental powders of aluminum, copper and silicon carbide were subjected to a mixing process in appropriate weight proportions, uniaxial pressing and vacuum sintering process. The microstructure of powders and sintered materials was investigated using scanning electron microscope (SEM), while the mechanical properties of the obtained composite and the quality of interface bonding between matrix and reinforcement were determined by Brinell hardness, three-point bending and uniaxial compression tests at ambient temperature. At the final stage of production, the porosity of the composites did not exceed 10 %. Hardness of the composite increased with the increasing of SiC content. However, there was no relationship observed between the bending strength and the content of SiC reinforcing phase. In case of compressive strength of composites, the addition of hard particles of SiC resulted in its decreasing. The highest value of bending strength as well as compression strength was achieved for the matrix material.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt Al-SiC; metalurgia proszków; mikrostruktura; wytrzymałość na ściskanie; wytrzymałość na zginanie

EN

Al4Cu-SiC composite; powder metallurgy; microstructure; compressive strength; bending strength

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 63, nr 2
• Strony: 11--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Wąsik A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Leszczyńska-Madej B.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Madej M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kasprzyk J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Charanjit Singh, Jagteshwar Singh. 2014. "Synthesis of Al-SiC composite prepared by mechanical alloying". Journal of Mechanical and Civil Engineering(IOSR-JMCE) 11 (3): 12-17.
• [2] Ciaś Andrzej, H. Frydrych. 1992. Zarys metalurgii proszków. Warszawa: Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne.
• [3] Fathy Adel, Ayman Sadoun, M. Abdelhameed. 2014. "Effect of matrix/reinforcement particle size ratio (PSR) on the mechanical properties of extruded Al-SiC composites". International Journal of Advanced Manufacturing Technology 73 (5): 1049-1056.
• [4] Habibur Rahmana Md., H. M. Mamun Al Rashed. 2014. "Characterization of silicon carbide reinforced aluminum matrix composites". Procedia Engineering 90: 103-109.
• [5] Jeevan V., Rao C.S.P., Selvaraj N. 2013. "Development of a new aluminum matrix composite reinforced with silicon carbide (SiC)". International Journal on Mechanical Engineering and Robotics (IJMER), 1(2): 34-38.
• [6] Leszczyńska-Madej Beata, Marcin Madej. 2013. "Analiza parametrów procesu wytwarzania kompozytów". Rudy i Metale Nieżelazne 58 (5): 259-266.
• [7] Mishnaevsky Leon. 2007. Computational Mesomechanics of Composites: Numerical Analysis Of The Effect Of Microstructures Of Composites On Their Strength And Damage Resistance. Wiley-Interscience.
• [8] Pieczonka Tadeusz. 2010. "Powder Metallurgy Processing of Aluminium". Polish Metallurgy 2006-2010 in Time of The Worldwide Economic Crisis: 37-57.
• [9] Pieczonka Tadeusz, Jan Kazior. 2014. "Sintering Atmosphere Effects on the Densification of Al-SiC Compacts". International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering 8(4): 285-288.
• [10] Vijaya B., B. Ramnath, C. Elanchezhian, R. M. Annamalai, S. Aravind, A. Atreya, V. Vignesh, C. Subramanian. 2014. "Aluminium Metal Matrix Composites - A Review". Reviews on Advanced Materials Science 38: 55-60.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).