在摩擦学研究进展

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在摩擦学研究进展/2020/文章

研究文章|开放存取

音量 2020 |文章ID 3761745个 | 18岁 | https://doi.org/10.1155/2020/3761745

载荷对铝硅共晶增强材料摩擦学性能的影响n个-Al2个O型在干摩擦条件

学术编辑:帕特里克德Baets
收到 2019年10月5日
认可的 2019年12月17日
出版 2020年2月7日

抽象

先进复合材料是新一代的材料。因此,研究的重点是确定(2,4,6,8和10 wt.%)强化共晶Al-Si合金的摩擦学性能n个-Al2个O型在干燥滑动条件下对抗镀铬钢球。这项工作的新颖之处在于用这种元素组成制作复合样品,这是以前没有做过的。采用放电等离子烧结(SPS)非常规制备方法制备了高级复合材料样品。摩擦系数(咖啡),研究了复合材料的磨损率的样本在高负载下,不同从50 N - 300 N,使用ball-on-disc摩擦计配置,与其他参数如中风、频率、滑动距离,和滑动速度保持不变在2毫米,30 Hz, 120米,分别和0.120 m / s。与基合金(共晶铝硅合金)相比,高级复合材料的磨损量减少了15.45-44.58%。与基体合金材料相比,摩擦系数增加了28.80-35.65%。摩擦副磨损速率随载荷的增加而增大,摩擦系数随载荷的增加而减小。结果表明,配筋质量分数的增加影响复合材料的摩擦磨损性能。高负荷下的磨损机理主要表现为塑性变形、粘着、脱层和磨损。使用扫描电子显微镜(SEM)、电子分散光谱(EDS)、三维表面轮廓仪和光学显微镜对表面和磨损痕迹进行前后表征。 This work aimed to investigate the influence of load on the tribological properties of Al-Si eutectic reinforcedn个-Al2个O型在干滑条件下。其主要目的是为采用非常规火花等离子体烧结方法制备的复合材料的摩擦学性能提供新的贡献。

1.简介

磨损是由一个材料的去除或两个表面上,或表面损伤时一个或两个表面都处于滑动或滚动的运动,或在冲击运动相对于其它表面。磨损是导致材料和进一步导致成本增加一个1-4%的连续损失,由于该材料的低效率,降低了材料的实际寿命及其在各种工程应用程序的组件[突出问题1个]. 为减少材料的磨损,提高构件的使用寿命,从而提高材料的耐久性,已作出了认真的努力。为了提高材料的耐久性和改善材料的整体性能,对材料进行了表面处理、基体材料中加入增强体、涂层等改性。铝及其合金在当今工业中广泛应用[2个]。在所有的商业上已知的铝合金,铝硅合金显示有吸引力的机械和摩擦性能,如高的强度重量比,良好的耐磨性梗阻,低热膨胀系数,良好的导热性,和耐腐蚀性。的Al-Si二元合金发现在汽车行业(IC发动机部件)有着广泛的应用,航空航天工业,海洋应用的高速旋转机械等。5个]. Al-Si二元合金的性能取决于其微观组织。过共晶组织为Al相,共晶和亚共晶Al-Si合金为Si相。在凝固过程中,晶粒细化使Al-Si二元合金的力学性能和摩擦学性能得到改善[6个,7个]。由于其广泛的特性,这些合金被用作汽车行业铸铁的替代品。与IC发动机应用铝合金代替铸铁具有一个相当大的减少高达45%的汽油发动机的潜力。这也被分析,大多数IC发动机部件的故障,由于磨损量(~25-45%)和摩擦损失(约45%)的报道。许多以往的研究已报道对Al-Si合金的磨损。Shivanath等。[]报道的增加在合金中的硅含量提高了合金的耐磨性达到共晶组成。白,比斯瓦斯[9个]报道称,随着Si含量的增加,磨损率没有发现任何结构趋势。爱[10个]报道的Al-Si二元合金的蚀刻表面上产生减小的磨损和摩擦。据解释,这减少了磨损和COF可能是由于该合金与对置面其减少直接金属 - 金属接触之间的蚀刻的材料的层。克莱格和DAS [11个]研究了组织变质对过共晶铝硅合金耐磨性的影响。

实验研究在一个销 - 盘摩擦计具有不同的负载和滑动距离的条件下进行,并且据报道,结构修改不会对合金的耐磨损性太大的影响。在另一项研究中,共晶铝硅合金和热处理的Al-Si合金的磨损行为进行了研究,据报道,以增加磨损量的增加,盘引线的滑动速度。也有人报告说,经热处理的Al-Si合金的磨损率是小于共晶Al-Si合金样品的,并且它的解释是,热处理可能影响样品的硬度,因此,磨损抵抗性。拉贾拉姆等。[德意志北方银行]研究了铝硅合金的拉伸和磨损性能。据报道,发现了一种氧化膜,有助于减少金属与金属的直接接触,从而减少合金的磨粒磨损。Dhiman等人。[13个]研究了一种多组分铸造合金(Al-17Si-0.8Ni-0.6Mg-1.2Cu-0.6Fe)的磨损分析,发现在高速滑动时,磨损率降低,这可能是由于在滑动界面上形成氧化层所致。然而几项研究[14个基于铝硅合金的摩擦学行为,对硬质陶瓷增强共晶铝硅的摩擦学行为研究较少。Srivyas和Charoo [15个]研究了混合自润滑复合材料在高载荷(100 N–300 N)下的摩擦学性能。研究发现,在Al-Si共晶合金中加入陶瓷和石墨烯自润滑颗粒,可以改善复合材料的摩擦学和力学性能。在本研究中,重点是对共晶铝硅合金作为增强基体材料的传统表征n个-Al2个O型采用非常规火花等离子烧结法制备不同含量(2 wt. % -10 wt. %)的粉末。在高负荷下对复合材料进行了摩擦学研究,研究了在干滑动条件下复合材料对镀铬钢球的摩擦性能。

2.选材和制作样品

Pre-alloyed aluminum-silicon (Al-Si) eutectic alloy powder (procured from Intelligent Materials Pvt. Ltd., India) with an average particle size (APS) of 60–70 µm was used as the matrix material for the composite (Figure1个). 基体合金铝粉的化学成分为Si 10.244%、Fe <0.8%、Cu0 <0.3%、Zn <0.2%、Mn <0.15、Mg <0.1%、Al平衡(纯度99.99%)。纳米-γ-Al2个O型(图2个)of size 20 nm with purity 99.99% was used as the reinforcement in the matrix aluminum alloy with different weight percentages (2, 4, 6, 8, and 10 wt. %). Theoretical density of the eutectic Al-Si alloy and nano-γ-Al2个O型is 2.66 g/cm和3.95 g/cm,分别是。然后在高能行星球磨机(FRITSCH GmbH,PULVERISETTE 5/4 CLASSIC LINE)中用nano对基体铝硅基合金粉末进行球磨-γ-Al2个O型加强以产生均匀的混合物。在研磨过程中,粉末被装入氮化硅瓶中。在乙醇介质中进行湿混合,作为“过程控制剂”,防止粉末与震击器壁的冷焊。混合使用直径为10mm的氮化硅球,球粉重量比为10:1。铣削以240转/分的速度进行12小时,每2小时铣削一次后,每隔15分钟进行一次周期性的停顿,以保持铣削温度,防止粉末在罐壁上堆积。铣削采用不同的wt. %(即。,2个,4个, 6, 8, and 10 wt. %) of the reinforcement in the matrix alloy. After the milling process, the suspension of matrix-reinforcement in ethanol was dried in a vacuum evaporator at 50°C temperature for 3 hours followed by heating in a vacuum oven at the constant temperature of 50°C for 60 minutes to completely remove the moisture content. To prevent oxidation of the powder composition, the milled powder was kept in the glove box to minimize contamination and oxidation of the composite powder samples.

具有不同重量的粉末的研磨后。%的浓度,制作用的是SPS非常规加工和整合的方法来完成。通过使用SPS的制造方法(博士烧结-SPS-625,富士电子工业有限公司日本),向上的最高温度2400°可以实现下用使用直径30的标准石墨模具来制造样品 mm (Figure)。所有样品的制造(从基础组合物到最大重量%增强样品)中的溶液在450℃下进行烧结温度和100℃/分钟的加热速率;a constant pressure of 50 MPa and a holding time of 10 minutes under argon atmosphere were used throughout the whole process (Figure4个)。作为粉末开始烧结,电流通过石墨模具流动。烧结温度的控制是通过设置斜坡率可能,脉冲电流,保持时间,脉冲持续时间和电压。制造的全过程是在四个步骤进行:(1)由直流去除从所述腔室和真空产生计的脉冲电流流动,压力(2)的应用程序,(3)电阻加热,和(4)冷却。当在模具施加压力时,电流通过所述样品和迅速地加热该粉末。烧结是在受控气氛中,这使得能够控制和减少导致完全致密的样品的制造中完成。这个过程不需要任何粘合剂和预压实为巩固和烧结齐头并进。清晰的晶界,提高可塑性,改善的界面结合,并减少了杂质的偏析此制造方法的关键优势。样品制造的整个过程需要14分30秒。烧结样品然后从快速冷却后的模具中取出。 The fabricated sample has the dimension of thickness 10 mm and diameter 30 mm. The sintered samples are then polished by grinding on an automatic sample polishing machine using SiC emery paper with (220–2000) grit size. The samples are then polished using diamond paste (5 μ米–0.25 μm) 在天鹅绒纸上喷上一层气雾剂,得到镜面抛光的表面。铝基合金的理论密度为2.66 g/cm纳米氧化铝为3.95 g/cm,用于获得混合物密度,δ,使用混合规则计算: 哪里δ是所述混合物的理论密度,西艾尔是铝合金粉末的重量百分比,西明矾是纳米氧化铝粉末的重量百分比,ρ艾尔是基铝合金的比重,以及ρ明矾为纳米氧化铝粉的比重。

基于(1个)纳米增强铝基复合材料的密度有望增加,因为增强体的比重似乎大于铝合金。表中给出了增强复合材料的理论值和实用值1个(图5个). 体积密度/实际密度(ρ第页)(基于所述烧结试样使用基于阿基米德原理的数字密度计测量(2个))。高度使用在低温下制造SPS方法得到致密的样品: 哪里ρ第页是体积密度/实际密度在烧结后,西空气是在空气中的样品的重量,西是在水中的样品的重量,和ρ西是蒸馏水的密度,即1 g/cm.


作文 强化wt %。 理论密度(克/厘米) 实际密度(g/cm) 密度(%) 孔隙率(体积百分比)

碱组成 铝硅 2.66 2.65 99.62 0.3759
组成1 铝硅 + 2 wt.% Al2个O型 2.68 2.654 99.02分 0.9701个
组成2 铝硅 + 4 wt.% Al2个O型 2.712 2.666 98.30 1.696个
组成3 铝硅 + 6重量百分比铝2个O型 2.737 2.691 98.31 1.680
组成4 铝硅 + 8重量百分比铝2个O型 2.763 2.7条 97.71分 2.280个
组成5 铝硅 + 10 wt.% Al2个O型 2.789 2.51 89.99 10.003

烧结样品的孔隙率体积百分数为根据以下方程计算:

3.实验方法

3.1条。硬度研究

微维氏硬度试验进行,以确定基体合金样品和复合材料样品的硬度值。一种数字显微硬度计(HVD-1000 MP)在本研究中用于测试硬度(图6个)。硬度测试在每个放电等离子烧结样品进行三次,以确定它们的硬度值。在微维氏硬度的研究中,所述复合试样用金刚石压头在一定的负载一定滞留时间压缩。负荷去除之后,对角缩进使用光学显微镜,以确定的维氏硬度值进行分析。残余印象和压痕载荷的面积之间的比率有助于确定硬度值。材料的显微硬度对材料的磨损性能显著的影响。

3.2条。摩擦学试验程序

摩擦试验是在一个球盘上进行;数字7(b)示出了一个通用的摩擦计和图7(甲)显示干燥条件下的往复配置。摩擦学仪由计算机控制,数据采集系统和传感器分别安装在摩擦学装置和计算机系统中。复合材料圆盘在下驱动器上以线性位移振动。在施加接触载荷的情况下,带有反球的保持架在圆盘样品上方的平均位置保持静止。研究了高载荷对复合材料摩擦学性能的影响。摩擦学载荷试验在50 N到300 N的载荷差下进行,其它参数如行程、频率、滑动距离和滑动速度分别保持在2 m m、30 Hz、120 m和0.120 m/s。在试验前后,样品和反球应适当清洁和干燥。利用计算机系统中安装的数据采集系统测量COF。这里,磨损量(mm)使用3D表面光度仪测量,并且磨损率是通过使用测得的

3.3条。摩擦学特性

试验前后采用不同的表征技术对微结构基体和磨损表面进行了检测。这些表征技术包括在徕卡DM-6000 M上的光学显微镜。使用日立S3600进行了SEM和EDS研究。使用R-tech三维表面轮廓仪(美国)进行了轮廓仪研究,分析了抛光表面的表面粗糙度和磨痕,并计算了磨损量。

3.4条。微观结构研究

用金刚砂纸对复合材料试样进行研磨抛光,然后在天鹅绒布上进行金刚石膏和喷雾抛光,制备了复合材料试样的表面,获得了镜面抛光的试样表面,并对其进行了各种显微结构的研究。对所有的复合材料样品进行了低倍和高倍的光学显微镜观察。数字呈现样品的光学图像。在基质中的增强材料的均匀分布几乎实现的,但在一些斑点,有随着粒子百分比聚类纳米增强颗粒。暗黑色的区域表示的Al的存在2个O型在复合材料中。因此,光学显微照片显示,一定比例的增强样品存在聚集/团聚现象,这可能导致颗粒分离和孔隙率,这确实影响了样品的实际密度。

平滑且干净的界面被,从而,形成的。观察到加强件的一些集群以高增强粒子的百分比,在所述熔核区,这是由SEM显微照片观察到。一个R-高科技3D表面光度仪来测量的抛光样品表面的表面粗糙度(Ra)。复合物样品的Ra的0.005和0.008之间变化 μm(图9个). 计数器体球的粗糙度读数为0.04 μ米因此,从微观分析,很明显的是,均匀分布基本实现。非常少的附聚物形成/集群的复合材料样品的,并且因为它是报道,复合材料样品的形态和微结构性质的影响显著样品的机械和摩擦学性能达到良好的表面粗糙度。

四。结果与分析

4.1。硬度

在压痕载荷所施加的增强浓度的作用和的停留时间的影响进行了研究的所有制造的样品(图10个)。The hardness test was carried out at varying loads (10gf, 25gf, 50gf, 100gf, 200gf, 300gf, and 500gf) with variable dwell time (1 sec, 5 sec, 10 sec, 15 sec, and 20 sec). For composition 3, maximum hardness values were achieved. Reinforcement concentration up to 6 wt. % increases the hardness properties of the composite specimens for variable loads and dwell time. However, after a certain time, a somewhat decrease in the hardness properties of the composite specimen was reported, which might be due to the clustering/agglomeration of reinforcement particles in the specimen. From the results, it was interpreted that the microhardness significantly depends on the reinforcement concentration and the applied load. With the increase in weight percentage of reinforcement, the hardness of the composite sample increases up to a certain limit. Dwell time affects the hardness value of fabricated composite samples, but its effectuality was not much significant. Figure11个显示了不同成分样品的硬度值与停留时间的关系图。

4.2。摩擦和磨损研究
4.2.1条。荷载和钢筋集中度的影响

摩擦学摩擦和磨损测试在所有的复合标本和基础组合物的样品进行研究的摩擦和制造的样品的磨损行为在室温下的效果,对镀铬钢球。In this study, the load test with variable load of 50 N–300 N was performed on all samples with other parameters such as frequency, stroke, and sliding distance remaining constant in dry conditions. Each tribo-test was performed thrice for precision results. The results of the COF for variable loads for different compositions of samples obtained from the experimental studies are shown in Figure德意志北方银行.COF与为基础组合物正常施加载荷显示于图12(甲).From the graph, the COF for the base composition against the chrome-plated steel ball under dry conditions decrease with an increase in applied load from 50 N to 250 N. The maximum (0.1216) and minimum (0.0814) COF values were observed for applied load of 50 N and 250 N, respectively. There was a continuous decrease in the COF of base composition from 50 N to 250 N load; at 300 N load, the value for COF again started to increase and is reported as 0.1202. For composition 1, the result is shown in Figure12(b).在COF的连续下降报道了该组合物试样。

The minimum COF was obtained at 300 N load with a value of 0.0866, and maximum COF (0.1351) was reported at 50 N load. For composition 2, the value of COF increased up to 100 N load (0.1676) and then started to decrease. Minimum COF (0.984) was reported at 300 N load. The results for this composition are shown in Figure12(c). 组成3显示出与组成2类似的结果模式。从图中的图形12(天),米aximum (0.1554) and minimum (0.09976) COF values were reported at 100 N and 300 N load, respectively, for composition 3. For composition 4, the value of COF first increased up to 150 N load and the reported maximum COF value (0.1608) then started to decrease, and the minimum value (0.0831) was reported at 250 N load as shown in Figure如图12(e). 对于最终成分,即成分5,COF首先增加到150 N负载,并报告最大COF(0.1586),然后开始减小,并报告在300 N负载时最小COF为0.1024,如图所示12(华氏度).

用三维轮廓仪(Rtech,美国)计算摩擦学试验后的磨损量,并用公式计算磨损系数(4个)以上给出。不同载荷下所有试样的磨损量和磨损率如图所示13个14个分别。对于基复合材料,磨损量随正常载荷的增加而线性增加。最大(0.6537301毫米)和米inimum (0.3144331 mm)在正常载荷下,磨损量分别为300 N和100 N。随着正常载荷的增加,基体成分的磨损率/系数逐渐降低。最大值(1.69248E-04 mm/Nm) and minimum (1.81592E-05 mm/分别在50 N和300 N载荷下获得磨损系数的数值。组分1在磨损量上与基体组分表现出相似的趋势,但磨损量去除率远低于基体组分。这是由于在基体成分中引入了硬质相陶瓷增强体。最小值(0.3099561 mm)和米aximum (0.4188146 mm)分别在100 N和300 N载荷下报告磨损体积值。随着载荷的增加,组分1的磨损率呈线性下降趋势。最大值(8.90999E-05 mm/最小值(1.23566E-05 mm/Nm) wear coefficient values were obtained for 50 N and 250 N normal applied load, respectively.

组分2的磨损量先增加到200 N载荷,然后开始减小。最小值(0.2685194 mm)最大值(0.3447975 mm)分别报告了300 N和200 N载荷下的磨损体积值。磨损系数(2.50026E-05 mm/Nm) maximum and (7.45887E-06 mm/Nm) minimum values were reported at 100 N and 300 N load, respectively. Composition 3 shows the minimum wear volume of 0.2475867 mmat 300 N and maximum wear volume of 0.30862252 mm在150 N荷载下。最大磨损系数(2.26872E-05 mm/在100 N和最小值(6.87741E-06 mm)下报告/(Nm)在300 N负载下报告用于成分3。成分4和5显示出类似的趋势,随着正常载荷的增加,磨损量呈线性减少。最大值(0.2981472 mm)最小值(0.25046842 mm)分别在100 N和300 N载荷下报告了成分4的磨损体积值。对于成分5,最大值(0.2956381 mm)最小值(0.232107 mm)分别在100 N和300 N载荷下获得磨损体积值。对于磨损系数,成分4提供了最小值(6.95746E-06 mm/Nm) and maximum value (2.48456E-05 mm/分别在300 N和100 N负载下。对于成分5,最大磨损系数(2.46365E-05 mm/在100 N时报告为Nm),而最小磨损系数(6.44742E-06 mm/Nm) was reported at 300 N normal applied load. From the results, an increase in the reinforcement concentration reduces the wear volume significantly.

4.3条。磨损分析

磨损和材料的损伤的典型模式是得分(磨损),划伤点蚀(疲劳和外部的攻击)(粘合性和扩散),和轻微磨损(脱层和氧化)。这些磨损类型主要是报告的磨损和损坏的组件的外观方面。在早期阶段,材料的磨损性能是不够的滑动后的磨损行为不同。适当的滑动摩擦起对后,因素,如表面粗糙度,COF,摩擦波动,组合物的大小,和微结构控制的材料的磨损。对于材料的磨损,许多理论被提出至今。根据一种理论,该材料的磨损是由于金属的硬度与接触表面温度上升的损失。提出的另一种理论是,由于温度的上升,滑动面被氧化和一些外力剥落这些氧化层,导致该材料的磨损。第三理论提出,被剥离充当磨料颗粒,其导致材料的磨粒磨损的是氧化物。另一种机制状态,通过集体组微米和纳米事件,例如塑性变形的,局部加热引线穿在材料,但这些机制是有效的范围负载和温度的。Srivyas和Charoo [15个]报道称,材料的磨损是由韧脆断裂、低周疲劳和高周疲劳、腐蚀等引起的。

光学显微照片(图15个)用于分析磨损表面。在高载荷条件下,检测到磨损、塑性变形和氧化磨损。上述磨损机理可能导致加工硬化层的形成,从而影响高负荷下的磨损行为。在垂直于滑动方向的疤痕区也形成了磨损裂纹,为分层磨损提供了证据。柜台的显微照片显示,材料的转移导致柜台的粘附。还观察到磨屑颗粒重新附着在计数器体上。磨损表面上的氧化颗粒和硅颗粒碎片起到固体润滑剂的作用,并导致滚柱轴承机构,影响材料的磨损。这些在高负荷下进行的小颗粒也使磨损痕迹变得平滑。材料表面在高载荷下的加工硬化是由于塑性变形引起的。由于计数器体的硬突起,观察到磨损。合金试样的磨痕有较深的磨损痕迹。由于在界面处形成了一层摩擦层,使磨损率不断降低,从而形成了一层很强的机械层。干滑荷载为300 N时,观察到同样的趋势。随着载荷的增加,发生轻微到严重的磨损转变。在300 N的较高载荷下,出现了胶合和咬合磨损。在200–300 N的高负荷下也观察到熔体磨损。报告了防止材料进一步去除的熔体层。由于接触表面温度的升高,在高负荷下发生局部熔化。

扫描电镜(图16个)研究表明,磨痕上有磨损和深槽。EDS分析证实了磨痕上存在Si颗粒,并观察到材料粘附在钢球上。磨损是材料损失的原因,表明金属磨损是由磨损引起的。报道了氧化铝增强复合材料样品中氧化层污染的增加。这种氧化物的存在减少了金属与金属的直接接触,因此,在复合样品的情况下,防止了粗糙接触。扫描电镜照片显示在磨痕区存在磨损痕迹、裂纹、加工硬化的氧化物层和摩擦层的形成。EDS分析证实了材料的转移和氧化层的形成。SEM照片显示,在高载荷下,磨损、塑性变形和氧化是制备样品的主要磨损机制。

三维轮廓图像,粗糙度曲线,和磨痕的纹理显示在图17岁.这些研究作出分析的磨痕轮廓摩擦学测试的效果。为基础组合物,其中没有形成保护层,该磨痕的粗糙度被认为是高的。For base composition, the roughness value (Ra) at 50 N load was 12.9 μm、 载荷的进一步增加导致接触疤痕表面粗糙度的增加,从而产生更宽的磨痕宽度和更少的深度疤痕纹理轮廓。对于荷载100 N、200 N和300 N,粗糙度值为13.5 μ米,17.3 μ米,和24.2 μ米,分别。从以前的研究中,据报道,该磨痕宽度不增加,如果后测试表面不光滑,即,具有较高的粗糙度值;类似与痕深度的情况。另据报道,在磨合期,有一个粗糙,粗糙面接触,这对摩擦行为产生影响。因此,它是从所述接触表面的初始粗糙度影响了材料的摩擦性能的事实清楚。对于组合物1,(Ra)为粗糙度的7.1的值 μm、 4.5平方米μm、 4.79平方米μm、 和5.1 μ分别报告了50 N、100 N、200 N和300 N载荷下的m。对于成分2,粗糙度值为6.02 μm、 4.82平方米μ米,4.54 μm、 和4.07 μ米西ere reported for 50 N, 100 N, 200 N, and 300 N load, respectively. For the composite sample, the roughness value and texture profile were studied. It was reported that the increase in the reinforcement leads to a decrease in the wear scar width texture and depth of the wear scar. For composition 3, the Ra values at 50 N, 100 N, 200 N, and 300 N were observed to be 6.13 μ米,3.76 μ米,4.33 μ4.42米,μm、 分别是。成分5显示粗糙度(Ra)的最小值为4.52 μ米at 50 N load. Reduction in the wear scar roughness was observed, which is due to the formation of a smooth tribo-film on the wear scar.

五,结论

研究了载荷对铝硅共晶增强材料摩擦学性能的影响n个-Al2个O型在干滑条件下。其主要目的是为采用非常规火花等离子体烧结方法制备的复合材料的摩擦学性能提供新的贡献。从实验中获得的结果的基础上,下面的可以得出结论:(一)Al-Si/Al的制备2个O型纳米复合材料使用高能球磨机,然后采用非常规的火花等离子烧结方法,得到了高致密(接近理论)、低孔隙率的样品,具有更好的机械和摩擦学性能。(二)对纳米复合材料的显微硬度进行了研究,发现纳米复合材料具有较高的硬度,这是由于基体材料中配筋的适当/均匀分散造成的。这也归因于在基体材料中引入了硬相强化。(三)在高负荷(50 N–300 N)下进行摩擦学研究。据报道,与基体合金(共晶铝硅合金)相比,高级复合材料的磨损体积减少了15.45-44.58%。据报道,与基体合金材料相比,摩擦系数增加了28.80-35.65%。结果表明,复合材料的磨损体积随增强体含量的增加而减小。(四)在所制造的材料的表面粗糙度,由于相对滑动减小由44.96-64.96%相比于基础基质合金的增加。另据报道,随着负载的增加,粗糙度值减小。它归因于接触表面上的巨大压力,其压碎和骨折的凹凸。(5)磨损量的减少归因于基体材料中硬相强化的引入。磨损、塑性变形、加工硬化层和界面裂纹是高负荷摩擦试验条件下的主要磨损机制。

数据可用性

用于支持本研究结果的数据包含在文章正文中。先前报告的数据被用来支持当前的研究。先前的研究在文中的相关地方被引用作为参考。

利益冲突

作者宣称,有兴趣就本文发表任何冲突。

致谢

作者感谢所有在摩擦学领域工作的研究人员;如果没有他们的重大贡献,这项实验研究将很难总结。作者还想感谢他们的研究所和导师的全力支持。

工具书类

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