Wybrane własności kompozytów na osnowie proszku aluminium, umocnionych cząstkami SiC, otrzymanych przez wyciskanie na gorąco

• Autorzy: Szczepanik S. , Wojtaszek M. , Nikiel P. , Krawiarz J.

Warianty tytułu

EN

Some properties of hot extruded pm composites of aluminium reinforced with SiC particles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań materiałów otrzymanych przez wyciskanie na gorąco wyprasek z proszku aluminium oraz mieszanek tego proszku i węglika krzemu, którego udział wynosił 5, 10 lub 20 % masowych. Wypraski z tych materiałów wyciskano współbieżnie na gorąco, ze współczynnikiem wyciskania 4,1 lub 10,2. Wielkość sił oraz charakter przebiegów zmian siły podczas wyciskania zależy od udziału cząstek węglika krzemu w osnowie. Materiały po wyciskaniu poddano wyżarzaniu i wyznaczono ich gęstość, wytrzymałość na rozciąganie, twardość oraz opracowano zależności naprężenie-odkształcenie na podstawie danych z próby ściskania. Twardość materiałów określono w stanie bezpośrednio po obróbce cieplnej oraz po zadanym w temperaturze pokojowej odkształceniu wynoszącym 0,5. Ocenie poddano także mikro- i makrostruktury kompozytów. Wytrzymałość na rozciąganie, zbliżoną do wartości wyznaczonej dla aluminium, mają także kompozyty o udziale cząstek SiC wynoszącym 5 % objętościowych w przypadku ich formowania ze współczynnikiem wyciskania 4,1 oraz do 10 % przy współczynniku wyciskania 10,4. Dla badanych składów chemicznych materiałów wyższe wartości zarówno wytrzymałości na rozciąganie, jak i przewężenia otrzymano dla próbek formowanych z większym współczynnikiem wyciskania, wynoszącym 10,4. Niezależnie od przyjętego współczynnika wyciskania wartości naprężenia rzeczywistego, właściwe dla realizacji danego odkształcenia zwiększały się ze wzrostem zawartości cząstek węglika krzemu do ich udziału w osnowie wynoszącego 10 %, w przypadku kompozytów o zawartości 20 % cząstek węglika krzemu zaobserwowano ich spadek. Zwiększaniu udziału fazy umacniającej w osnowie towarzyszy nieznaczny wzrost twardości materiałów. Twardość w każdym przypadku jest wyższa dla materiałów formowanych z większym współczynnikiem wyciskania.

EN

Direct extrusion of the composites Al-X%SiC particles with extrusion ratios 4.1 and 10.4 at 485 [degrees]C was investigated. Preforms were made from atomized aluminium admixed with 5, 10 and 20 % of SiC600 powders. Resultant properties of the composites were determined. For materials extruded with the ratio 4.1, tensile strength of aluminium, 120 MPa, decreased to 83 MPa when the content of SiC increased to 20 %. For extruded ratio 10.4, aluminum had a tensile strength of 123 MPa; it was 125 MPa for composites with contents 5 and 10 % SiC, which decreased to 105 MPa for 20% SiC content. Reduction of area after extrusion with ratio 4.1 was 44 % for aluminium and decreased to 4 % for composite Al-20%SiC and for material extruded with ratio 10.4, these respective values were 49 and 8 %. Hardness after extrusion with ration 4.1 and heat treatment was in the range from 29 for aluminum to 33 HB for Al-20%SiC. After 0.5 cold upsetting, for material extruded with ratio 4.1, an increase of hardness, from 32 to 40 HB respectively, was observed. After extrusion with ratio 10.4,higher hardness, in the range 36-44 HB, was attained.

Słowa kluczowe

PL

metalurgia proszkowa; proszki aluminium i węglika krzemu; mieszanki; wyciskanie; wyciskanie na gorąco; własności mechaniczne; mikrostruktura

EN

microstructure; powder metallurgy; aluminium and silicon carbide powders; composites; hot extrusion; mechanical properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 57, nr 12
• Strony: 857--863
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Szczepanik S.

autor

Wojtaszek M.

autor

Nikiel P.

autor

Krawiarz J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Szczepanik S., Lehnert W.: Formability of the Al-5%SiC composite obtained using P/M method. Journal of Materials processing Technology 1996, nr 60, s. 703-709.
• 2. Szczepanik S.: Wyciskanie wyprasek z proszków i spieków stopów aluminium. Polska metalurgia w latach 1998-2002. t. 1, red. wyd. K. Świątkowski; Komitet Metalurgii Polskiej Akademii Nauk Kraków 2002, Wydaw. Nauk. AKAPIT, s. 354-360.
• 3. Singh P., Lewandowski J.: Effects of heat treatment and reinforcement size on reinforcement fracture during tension testing of a SiCp discontinuously reinforced aluminium alloy. Metallurgical Transactions A, 1993, t. 24A, s. 2531.
• 4. Polowski W., Szczepanik S.: Próby nagniatamia kompozytów metalowych wykonanych na osnowie proszku aluminium i jego stopów. Obróbka skrawaniem: innowacje, 2 / pod red. Jerzego Stósa. Kraków, Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania, 2008. ISBN 978-83-912887-8-8, s. 385-393.
• 5. Carreno-Morelli C., Schaller R., Chawla N., Beffort O.: Damping evolution during thermal cycling of SiC particle reinforced metal Matrix composites. Euromat 2001, Rimini, Italy, June 10-14, 2001. http://www.empa.ch/plugin/template/empa/*/22812/-/l=1.
• 6. Abrasives Sizing Systems: http://www.ukabrasives.com.