Yield stress of PM Al-10 wt.% SiC composite after extrusion and drawing

• Autorzy: Szczepanik S. , Nikiel P.

Warianty tytułu

PL

Granica plastyczności kompozytu Al-10% mas. SiC otrzymanego metodą metalurgii proszków przez wyciskanie i ciągnienie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The yield and flow stress data for an Al-10% SiC composite and for its aluminium PM matrix after extrusion and drawing are reported. Preforms were manufactured by the cold pressing of RAl-1 aluminium powder and of its mixture with 10% SiC particles. They were extruded at 480ºC, with extrusion ratio λ= 4.2. No porosity was observed on longitudinal sections of the Al-SiC composite. The hardness and compressive mechanical properties of the materials were evaluated. The yield and compression strengths of the composite were higher than for the PM aluminium. After cold drawing with strain φr= 0.09, the yield stress of the extruded aluminium increases from the range of 74 to 80 MPa to the range of 115 to 118 MPa and at a 0.75 strain flow, the stress increases to 160 MPa. The average yield stress of the extruded composite is 93 MPa and drawing increased it to 135 MPa; at a 0.75 strain flow stress, it increased from 150 to 180 MPa. For both the aluminium and the composite, the critical compressive strains are higher than 0.75.

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu odkształcenia kompozytu Al.-10% mas. SiC w procesie ciągnienia na granicę plastyczności i naprężenie płynięcia oraz twardość. Porównawczo przeprowadzono również badania także dla aluminiowej osnowy. Materiał do badań otrzymano przez wyciskanie wyprasek z proszku aluminium RAl-1 oraz mieszanki tego proszku z proszkiem węglika krzemu SiC w ilości 10% mas. Wyciskanie realizowano w warunkach izotermicznych przy temperaturze 480ºC i ze współczynnikiem wyciskania λ= 4,2. Wyciskane próbki toczono ze średnicy 18 mm do średnicy 17,5 mm, a następnie przeciągano na średnicę 16 mm. Logarytmiczne odkształcenie obliczone ze zmiany średnicy wyrobu w wyniku ciągnienia wynosi φr=0,09. Z wyciskanych i ciągnionych wyrobów pobrano próbki wzdłużne. Próbki ściskano z prędkością 0,15 mm/s. W wyniku ciągnienia nastąpiło umocnienie materiału zarówno próbek z aluminium, jak i z materiału kompozytowego Al.-10%SiC. Granica plastyczności osnowy aluminiowej wzrosła o około 30 MPa, a naprężenie uplastyczniające z 160 do 180 MPa przy odkształceniu wynoszącym 0,75. Dla materiału kompozytowego efekt umocnienia jest większy: granica plastyczności wzrosła z 110 do 138 MPa, a naprężenie uplastyczniające, przy odkształceniu podczas ściskania wynoszącym 0,75, podwyższyło się z 150 do 180 MPa. Widoczne jest umocnienie osnowy aluminiowej w wyniku odkształcenia, a w kompozycie również wpływ obecności mikrometrycznych cząstek węglika krzemu na jej umocnienie. Własności wytrzymałościowe określone dla próbek pobranych na długości wyciskanych i ciągnionych wyrobów są porównywalne z wyjątkiem materiału w początkowej części wyrobów.

Słowa kluczowe

EN

composites with an aluminium matrix; silicon carbide particles; extrusion; drawing; reinforcing; mechanical properties

PL

materiały kompozytowe na osnowie aluminium; cząstki węglika krzemu; wyciskanie; ciągnienie; umocnienie; własności mechaniczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 13, nr 3
• Strony: 160--164
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szczepanik S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Nikiel P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Szczepanik S., Przeróbka plastyczna matariałów spiekanych z proszków i kompozytów, AGH UWN-D, Kraków 2003.
• [2] Szczepanik S., Raβbach S., Hot forming of aluminium based gradient materials, ESAFORM the 5th International Conference on Material Forming, Kraków, 335-338.
• [3] Szczepanik S., Lehnert W., The formability of the Al-5% SiC composite obtained using PM method, Journal of Materials Processing Technology 1996, 80, 703-709.
• [4] Szczepanik S., Wojtaszek M., Nikiel P., Krawiarz J., Wybrane własności kompozytów na osnowie proszku aluminium, umocnionych cząstkami SiC, otrzymanych przez wyciskanie na gorąco, Rudy i Metale Nieżelazne 2012, 57, 12, 857-863.
• [5] Mordike B.I., Keiser K.U., Bautaile aus pulvermetallurgisch hergestellten Leichtmetall-Kurzfaser-Verbundwerkstoffen. Neue Werkstoffe, Band I, VDI Berichte, 670, 1988, 285-300.
• [6] Szczepanik S., Krawiarz J., Struktura i wybrane własności kompozytu z gradientem składu chemicznego otrzymanego z proszku aluminium i stopu Al.-Si-Fe-Cu-Mg, Kompozyty 2008, 8, 4, 367-374.
• [7] Shape L., Diez R., Hindelang U., Kurz A., Revised form of LARSTRAN 80 documentation, LASSO Ingenieurgesellschaft 1996.
• [8] Franzke M., PEP Programmer’s Environment for Pre-/Postprocessing - Handbuch zur Version 3.30, Institut für Bildsame Formgebung, RWTH, Aachen 2001.
• [9] Hensel A., Spittel T., Kraft und Arbeitsbedarf bildsamer Formgebungsverfahren. VEB Deutsche Verlag für Grund-stoffindustrie, Leipzig 1978.