文摘
铝金属基复合材料(AMMCs)是首选在汽车和航空行业更高的强度,重量比,良好的耐蚀性,也更好的摩擦学性能。本研究提出AA7075合金方法增强搅拌铸造二硼化钛(TiB2)粒子在不同百分比(5、10和15 wt。%)。预热的二硼化钛粉是蔓延到熔融状态AA7075在870°C提供良好的阻力和重量交货。准备的复合材料被磨损分析评估,拉伸性能,硬度范围,和显微结构的行为研究。Pin-on-disk和洛氏硬度计是用于分析磨损行为和硬度水平。定义的抗拉强度和硬度的强度提出了复合虽然TiB的加法2粒子提高了硬度和拉伸应力。研究结果表明,添加TiB2粒子Al7075矩阵加强所有属性相比Al7075矩阵。扫描电子显微镜和EDS是用于分析复合材料的表面侵蚀和化学成分。
1。介绍
AMMCs有更高的使用在汽车和航空行业由于其增强的强度和低磨损。提供增强的力学和摩擦学特性AMMCs添加增援部队等2O3,原文如此,抽搐,TiB2,ZrO2,B4C (1]。AMMCs由渗透,粉末冶金过程,compocasting, stir-casting方法(2]。许多研究人员使用stir-casting方法使AMMCs因为最大金属产量范围,降低粒子损失和成本效率。矿2粒子非常硬,硬,最好热稳定性不同的陶瓷增强粒子。
放热的过程,以及减少氧化,使其适合耐磨复合材料(3]。通常情况下,复合材料是由氧化物粒子,碳化物粒子,氮化硼化粒子,粒子。同时补充说,陶瓷颗粒物质在不同铝矩阵显著增加矩阵穿性能(4]。矩阵强化分数是影响复合材料力学性能的因素。穿已经观察到氧化磨损的最大800°C,和氧化磨损被发现穿着速度更高的温度。某些科学家发现,强化粒子在熔融矩阵的不均匀分布导致低体重和低表面张力(5]。预热处理用于吸收气体和删除湿度和使用任何形式的表面保护,和惰性gas-atmospheric合金元素改善复合材料的属性(6]。颗粒注入避免或最小化集聚和颗粒群和增强均匀大气和分布。一些研究人员已经准备AA7075-TiB2复合材料力学性能和评价。的AA7075-TiB2复合材料合成通过stir-casting方法与不同比例的矿2(5%,10%,和15% wt. %),然后复合材料的质量检查,摩擦学的特点。本文调查了摩擦学性能等化合物AA7075-TiB的磨损和微观结构特征2和调查硬度等力学性能。
2。实验分析
AA7075合金被首选为基质材料在这项研究中,化学成分见表1。一种原位反应支持各种大量的矿2(5、10和15 wt. %)。
的小块Al7075合金用于复合材料的合成过程。融化的矩阵的数量是衡量一个额外的25%的矿渣。感应坩埚炉是用于熔化的铝合金7075 20分钟850°C的温度范围。
与此同时,矿2预热到500°C,然后,均匀添加进炉为避免结块和集群。四刮刀搅拌器的搅拌过程进行了10分钟500 rpm。由于搅拌过程中,涡形成(7]。
预热的矿2粒子被送入炉在适当的时间间隔通过料斗在图所示1。大约750°C是监管与连续搅拌均匀的混合物。成型混合物是由刷新在室温下塑造成棒和板如图2(8]。
图3显示了AMMC的处理方法和评价方法。的硬度和拉伸试验进行了基于ASTM E384-11准备标本和ASTM E08标准(9]。本文采用ASTM标准可以如表所示2其次是Al7075-TiB磨损试验分析2合成的。表面形态特征和显微结构的观点进行了分析探讨如何增强颗粒与基体材料混合使用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS) [10]。
组件的重量是由密度,取得了理论密度的混合物(ROM)。
3所示。结果和讨论
3.1。EDAX测试
在数据4来6EDAX图显示,铝和钛高峰值显示的颗粒含量的复合材料(11,12]。Al7075/5% TiB的EDAX图2,Al7075/10%矿2,Al7075/15%矿2复合材料中所示数据表明铝和钛粒子的存在。
3.2。强化对拉伸强度的影响
拉伸载荷应用于创建大导致材料破坏的内部紧张局势,如果他们超过其强度(13]。强化粒子结合的内部应力分布的主要焦点。Al7075复合材料的抗拉强度是提高当TiB的百分比2增加,如图7。
图7表明,虽然添加TiB2粒子,抗拉强度增加比例,增加242 MPa TiB的5%2。因此,它达到250 MPa TiB的10%2。抗拉强度增加260 MPa TiB的15%2。比例是由于改进矩阵TiB的之间的联系2和Al7075。结果显示TiB2粒子可以增加拉伸应力水平,但它可能影响延脆复合的性质。基于上面提到的问题在这个研究中,TiB2增加了5%至15%的范围。
3.3。强化对硬度的影响
一般来说,硬度是指抗缩进。图8描述了Al7075 TiB2复合材料。图8表明一个主要改变在准备样品的显微硬度值增加5% TiB2,10%的矿2,15%的矿2。表3显示的比较纯Al7075系列和硬度值如洛氏硬度值(神经)增强准备样品。
矿2颗粒抗塑性变形是由于Al7075矩阵;当集成到熔化的矩阵,TiB2类型优先异构晶粒成核的网站。同样,许多研究人员报告改善的价值当TiB的维氏硬度2粒子被添加到金属基体原位过程(14]。
3.4。强化对耐磨性的影响
作为TiB的函数2重量百分比、负载和速度,图9表明Al7075复合磨损。表4显示了磨损率在一个固定的滑动速度不同百分比的矿2翻新Al7075矩阵;因此,通常磨损率增加而增加的负载。纯Al 7075合金的磨损损失大于其他复合材料。当矿的数量2增援部队Al7075矩阵的增加,磨损率值开始下降。所有滑动速度,观察同样的趋势如表所示4。在基合金图上可以看到,磨损率差距是30 - 35%,包含两种负载TiB的15%2。
磨损率的图是不符合TiB的增加2加强由于不同穿着过程如图9。在不同的负荷条件下磨损率在200 rpm穿低于表明更高的负载。磨损率是影响钢筋之间的假冒和矩阵。之间的粘附现象是由接触粗糙坚硬的脸(磁盘)和柔软的表面(销)。这种联系是变形的影响冷焊接和叫做坚持。这个过程会导致失去金属滑动删除从表面粗糙,称为粘着磨损。这是基于应用的负载功能,TiB2粒子有一个固定的滑动速度为20分钟。
图9表明TiB的效果2在低负荷高,耐磨性和耐磨性增加随着负载的应用减少4公斤。由此产生的图不是线性的,改善附着力和加工特征影响复合材料的耐磨性。
Archard穿方程中指定的行为,“硬度直接比例的复合的体积耐磨性”(15]。的矿2%相似,大幅增加2公斤的应用负载,但是阻力降至3公斤。由于他们的重大变化强度,加强矿颗粒的比例2穿的研究是很重要的。磨损表面和表面形态的分析是很重要的非线性图形更好地理解这些标本中找到。
图10来12显示TiB的扫描电镜图像2加强联盟Al7075穿基地,标本样品。美联储样品在不同的2、3、4公斤载荷在室温下。首先,化学丙酮被用来清理标本和删除松散颗粒和污垢(16,17]。磨损机制体现了塑料表面的变形由于相对接触运动,紧张,粗糙,地板上的预测。
磨损率检验表明,槽,尺度,粗糙,和山脊上运行方向滑动的表面平行,如图12。凹槽的侵略增长随着功能因子的增加,成为高于和低于常规武装凹槽上创建低TiB2加强矩阵,大于15%的矿2添加槽。穿的薄氧化膜附近的显示表面氧化废物层(18]。大火山口形成的标本,TiB2强化粒子坚持更大更大的废废由于滑动条件。
4所示。结论
搅拌过程进行不同比例的矿2增强应用于Al7075。拉应力、硬度范围和摩擦学特性进行调查研究工作;根据调查,调查结果报告如下:(1)在融化,TiB的预热2颗粒有显著的影响。孔隙度是表示成键要好得多。(2)当TiB的包容2Al7075矩阵中的粒子增加,显微硬度值增加。(3)2公斤负荷和200 rpm样品处理的速度与15%的附加钢筋200 rpm确保最佳耐磨性和最小的磨损。(4)添加15%的矿2与Al7075导致磨损行为的增加。(5)在摩擦学的视图中,高负载的滑动距离和强化TiB的百分比2增加磨损率。
数据可用性
没有数据被用来支持本研究。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。