Structure of AZ91 magnesium matrix alloy composite reinforced with graphite particles

• Autorzy: Braszczyńska-Malik K. N.

Warianty tytułu

PL

Sruktura kompozytu na osnowie stopu magnezu AZ91 umacnianego cząstkami grafitu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of structure investigations of magnesium matrix composite reinforced with graphite particles have been presented. The AZ91 (Mg - 9 wt. % Al - 1 wt. % Zn - 0.5 wt. % Mn) alloy was used as a matrix. The investigated composite was reinforced with synthetic graphite particles with a maximum diameter of 10 žm. A simple and non-expensive casting method involving mechanical mixing of liquid metal and the introduced ceramic particles under protective atmosphere was used to produce the investigated material. The obtained composite was characterized by uniform distribution of graphite particles within the matrix alloy. Graphite particles were observed both inside [alpha] phase dendrites and interdendritical sides. In order to quantitative description of homogeneity of the structure, coefficient of variation of graphite particles number at the surface (fields method) was determined. Coefficient of variation was equal 0.266, testifying uniform distribution of graphite particles. Microstructure of composite was typical for gravity cast AZ91 magnesium alloy (solidified under non-equilibrium condition). [alpha] solid solution, [alpha+gamma] semi-divorced eutectic, discontinuous precipitates of [gamma] phase (Al12Mg17) and Al8Mn5 intermetallic compound was observed in the composite microstructure, as a result of solidification process under non-equilibrium condition.

PL

Przedstawiono wyniki badań struktury kompozytu na osnowie stopu magnezu umacnianego cząstkami grafitu. Jako osnowę zastosowano stop AZ91 (Mg - 9% wag. Al - 1% wag. Zn - 0,5% wag. Mn). Kompozyt umacniany były cząstkami syntetycznego grafitu o maksymalnej średnicy 10 žm. W celu otrzymania badanego kompozytu zastosowano prostą i niedrogą metodę odlewniczą, polegającą na mechanicznym mieszaniu ciekłego metalu wraz z wprowadzonymi cząstkami ceramicznymi w atmosferze ochronnej. Otrzymany kompozyt charakteryzował się jednorodnym rozmieszczeniem cząstek grafitu w stopie osnowy. Cząstki grafitu obserwowane były zarówno wewnątrz dendrytów fazy [alfa], jak i w przestrzeniach międzydendrytycznych. W celu ilościowego opisu jednorodności struktury wyznaczono współczynnik zmienności ilości cząstek grafitu na powierzchni (metoda pól). Współczynnik zmienności wynosił 0,266, świadcząc o jednorodnym rozmieszczeniu cząstek grafitu. Mikrostruktura kompozytu była typowa dla odlewanego grawitacyjnie stopu AZ91 (krzepnącego w warunkach nierównowagowych). W mikrostrukturze kompozytu obserwowano roztwór stały [alfa], częściowo rozsegregowaną eutektykę [alfa+gamma], wtórne wydzielenia fazy [gamma] (Al12Mg17) oraz związek międzymetaliczny Al8Mn5 jako rezultat procesu krzepnięcia w warunkach nierównowagowych.

Słowa kluczowe

EN

magnesium matrix composite; graphite particles; structure

PL

kompozyt magnezowy; cząstki grafitu; struktura

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 3
• Strony: 242--246
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., zdj.

Twórcy

autor

Braszczyńska-Malik K. N.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, Armii Krajowej 19, 42-200 Czestochowa,

Bibliografia

• [1] Chua B.W., Lu L., Lai M.O., Influence of SiC particles on mechanical properties of Mg based composite, Composite Structures 1999, 47, 595-601.
• [2] Zheng M., Wu K., Yao C, Sato T„ Tezuka H., Kamio A., Li D.X., Interfacial bond between SiCw and Mg in squeeze cast SiCw/Mg composites, Materials Letters 1999, 41, 57-62.
• [3] Magnesium Alloys and Their Applications, WILEY-VCH, Edited by K.U. Kainer, 1998.
• [4] Magnesium Alloys and Their Applications, WILEY-VCH, Edited by K.U. Kainer, 2000.
• [5] Magnesium Alloys and Their Applications, WILEY-VCH, Edited by K.U. Kainer, 2003.
• [6] Zheng M., Wu K., Yao C, Effect of interfacial reaction on mechanical behavior of SiCw/AZ91 magnesium matrix composites, Materials Science and Engineering 2001, A318, 50-56.
• [7] Cai Y., Tan M.J., Shen G.J., Su H.Q., Microstructure and heterogeneous nucleation phenomena in cast SiC particles reinforced magnesium composite, Materials Science and Engineering 2000, A282, 232-239.
• [8] Lianxi H., Erde W., Fabrication and mechanical properties of SiCw/ZK51A magnesium matrix composite by two-step squeeze casting, Materials Science and Engineering 2000, A278, 267-271.
• [9] Saravanan R.A., Surappa M.K., Fabrication and characterisation of pure magnesium-30 vol.% SiCP particle composite, Materials Science and Engineering 2000, A 276, 108-116.
• [10] Hassan S.F., Gupta M., Development of high performance magnesium nano-composites using nano-Al2O3 as reinforcement, Material Science and Engineering 2005, A392, 163-168.
• [11] Zhang Xiuqing, Liao Lihua, Ma Naiheng, Wang Haowei, The effect of heat treatment on damping characterization of TiC/AZ91 composites, Materials Letters 2006, 60, 600-604.
• [12] Jinhai Gu, Xiaonong Zhang, Yongfu Qiu, Mingyuan Gu, Damping behaviors of magnesium matrix composites reinforced with Cu-coated and uncoated SiC particulates, Composites Science and Technology 2005, 65, 1736-1742.
• [13] Hassan S.F., Gupta M., Development of a novel magnesium/nickel composite with improved mechanical properties, Journal of Alloys Compounds 2002, 335, L10-L15.
• [14] Braszczyńska K.N., Lityńska L., Zyska A., Baliga W., TEM analysis of the interfaces between the components in magnesium matrix composites reinforced with SiC particles, Materials Chemistry and Physics 2003, 81, 326-328.
• [15] Easton M.A., Schiffl A., Yao J-Y., Kaufmann H., Grain refinement of Mg-Al(-Mn) alloys by SiC additions, Scripta Materialia 2006, 55, 379-382.
• [16] Xiuging Z., Haowei W., Lihua L., Xinying T., Naiheng M., The mechanical properties of magnesium matrix composites reinforced with (TiB2+TiC) ceramic particulates, Material Letters 2005, 59, 2105-2109.
• [17] Chen H., Liu J., Huang W., Corrosion behavior of silicon nitride bonding silicon carbide in molten magnesium and AZ91 magnesium alloy, Materials Science and Engineering 2006, A415, 291-296.
• [18] Wang Y., Wang H-Y., Xiu K., Wang H-Y., Jiang Q-Ch„ Fabrication of TiB2 particulate reinforced magnesium matrix composites by two-step processing method, Materials Letters 2006, 60, 1533-1537.
• [19] Xiuqing Z., Lihua L., Naiheng M., Haowei W., Effect of aging hardening on in situ synthesis magnesium matrix composites, Materials Chemistry and Physics 2006, 96,