Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Получение гибридного поверхностного композита Al5086 – GRN – hSiC с использованием трения с перемешиванием с подачей порошка

Гагандип Сингх Рахеджа, Чандер Пракаш, Шанкар Сегал

Аннотация


Предложена новая технология поверхностной инженерии с использованием обработки трением с подачей порошка (APF-FSP) для получения гибридного поверхностного композита Al5086 – GRN – hSiC. Исследована структура полученного композита методами СЭМ и ПЭМ. Определены механические свойства композита: предел прочности при сжатии, твердость HV и модуль упругости. Установлено, что структура композита состоит из зерен алюминиевой матрицы размером до ~8 мкм и равномерно распределенных наполнителей графен/нано-SiC (GRN/nano-SiC). Графен образует в алюминиевой матрице многослойные участки атомов вследствие механического расслоения графита. Полученный композит имеет высокие твердость (145 HV0,3 ) и предел прочности при испытаниях на сжатие (385 ± 5 МПа).

Ключевые слова


аддитивные технологии; обработка трением с перемешиванием; композиционные материалы; микроструктура; поверхностное упрочнение.

Полный текст:

PDF

Литература


Basak A. K., Pramanik A., Prakash C. Deformation and strengthening of SiC reinforced Al-MMCs during in-situ micro-pillar compression // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. A763. 138141.

Bastwros M., Kim G. Y., Zhu C. et al. Effect of ball milling on graphene reinforced Al6061 composite fabricated by semi-solid sintering // Compos. B. Eng. 2014. V. 60. P. 111 – 118.

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Соколов Ю. А., Копаев В. Н. Особенности моделирования процесса послойного синтеза изделий электронным лучом // ЖТФ. 2015. Т. 85, Вып. 11. С. 91 – 96. (Rudskoi A. I., Kondrat’ev S. Yu., Sokolov Yu. A., Kopaev V. N. Simulation of the layer-by-layer synthesis of articles with an electron beam // Technical Physics. 2015. V. 60, Is. 11. P. 1663 – 1669.)

Соколов Ю. А., Павлушин Н. В., Кондратьев С. Ю. Новые аддитивные технологии с использованием пучка ионов // Вестник машиностроения. 2016. № 9. С. 72 – 76. (Sokolov Yu. A., Pavlushin N. V., Kondrat’ev S. Yu. New additive technologies based on ion beams // Russian Engineering Research. 2016. V. 36, Is. 12. P. 1012 – 1016.)

Chak V., Chattopadhyay H., Dora T. L. A review on fabrication methods, reinforcements and mechanical properties of aluminum matrix composites // J. Manuf. Process. 2020. V. 56. P. 1059 – 1074.

Singh J., Chauhan A. Characterization of hybrid aluminum matrix composites for advanced applications — A review // J. Mater. Res. Technol. 2016. V. 5, Is. 2. P. 159 – 169.

Bhoi N. K., Singh H., Pratap S. Developments in the aluminum metal matrix composites reinforced by micro/nano particles — a review // J. Compos. Mater. 2020. V. 54. P. 813 – 833.

Khodabakhshi F., Gerlich A. P. Potentials and strategies of solid-state additive friction-stir manufacturing technology: A critical review // J. Manuf. Process. 2018. V. 36. P. 77 – 92.

Patel V., Li W., Vairis A., Badheka V. Recent development in friction stir processing as a solid-state grain refinement technique: microstructural evolution and property enhancement // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2019. V. 44, Is. 5. P. 378 – 426.

Khodabakhshi F., Arab S. M., Љvec P., Gerlich A. P. Fabrication of a new Al-Mg/graphene nanocomposite by multi-pass friction-stir processing: dispersion, microstructure, stability, and strengthening // Mater. Charact. 2017. V. 132. P. 92 – 107.

Satyanarayana M. V. N. V., Bathula S., Kumar A. Towards finding an actual fatigue crack growth rate of friction stir processed AA2014 alloy // Mater. Lett. 2021. V. 305. 130757.

Shvetsov O., Kondrat’ev S. Performance of protective coatings for aluminum alloys in the operating conditions of Oil production equipment // E3S Web of Conferences. 2021. V. 225. 05003.

Кондратьев С. Ю., Морозова Ю. Н., Голубев Ю. А. и др. Микроструктура и механические свойства швов после различных режимов импульсной сварки Al – Mg – Si-сплавов трением с перемешиванием // МиТОМ. 2017. № 11(749). С. 25 – 30. (Kondrat’ev S. Yu., Morozova Yu. N., Golubev Yu. A. et al. Microstructure and mechanical properties of welds of Al – Mg – Si alloys after different modes of impulse friction stir welding // Met. Sci. Heat Treat. 2018. V. 59, Is. 11 – 12. P. 697 – 702.)

Pradeep S., Jain V. K. S., Muthukumaran S., Kumar R. Microstructure and texture evolution during multi-pass friction stir processed AA5083 // Mater. Lett. 2021. V. 288. 129382.

Liu Y., Chen G., Zhang H. et al. In situ exfoliation of graphite for fabrication of graphene/aluminum composites by friction stir processing // Mater. Lett. 2021. V. 301. 130280.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.3.54-59

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024