A study of microstructure and wear behaviour of TiB2/Al metal matrix composites

Abstract

The present paper deals with the study of microstructure and wear characteristics of TiB2 reinforced aluminium metal matrix composites (MMCs). Matrix alloys with 5, 10 and 15% of TiB2 were made using stir casting technique. Effect of sliding velocity on the wear behaviour and tribo-chemistry of the worn surfaces of both matrix and composites sliding against a EN24 steel disc has been investigated under dry conditions. A pin-on-disc wear testing machine was used to find the wear rate, in which EN24 steel disc was used as the counter face, loads of 10-60N in steps of 10N and speeds of 100, 200, 300, 400 and 500 rpm were employed. The results showed that the wear rate was increased with an increase in load and sliding speed for both the materials. However, a lower wear rate was obtained for MMCs when compared to the matrix alloys. The wear transition from slight to severe was presented at the critical applied loads. The transition loads for the MMCs were much higher than that of the matrix alloy. The transition loads were increased with increase in TiB2 and the same was decreased with the increase of sliding speeds. The SEM and EDS analyses were undertaken to demonstrate the effect of TiB2 particles on the wear mechanism for each conditions.

Fonksiyonel Derecelendirilmiş TiB2/Al Kompozitlerin Abrasif Aşınma Davranışları Üzerine Deneysel Bir Çalışma

“…Kumar (Kumar, Sarma, & Murty, 2007) ve arkadaşları Al-5Cu matrise TiB2 ilavesi ile abrasif aşınma direncinin iyileştiğini belirtmişlerdir. A. Sreenivasan (Sreenivasan, Vizhianb, Shivakumarc, Munirajua, & Raguramand, 2011) arkadaşları ile 6061 alaşımına %15 TiB2 ilavesiyle aşınma hızının önemli oranda azaldığını rapor etmişlerdir. S. Kumar (Kumar, Subramaniya Sarma, & Murty, 2010) and M. F. Forster (Forster, Hamilton, Dashwood, & Lee, 2003) ve arkadaşları TiB2 partilkül takviyeli fonksiyonel derecelendirilmiş alüminyum matrisli kompozitleri savurma döküm yöntemi ile ürettiklerini rapor etmişlerdir.…”

Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilen B4C+TiB2 Takviyeli Al 2024 Esaslı Kompozitlerde Takviye Miktarının Mekanik Özelliklere Etkisi

“…Ayrıca TiB2 ve B4C tozlarının maliyetinin, SiC veya Al2O3 gibi takviye malzemelerine göre daha yüksek olması, B4C takviyeli malzemeler üzerinde yapılan araştırmaların nispeten sınırlı kalmasına yol açmaktadır (Ay, 2014). Metal Matrisli Kompozitlerin aşınma davranışları üzerine yapılan çalışmalarda; farklı matris malzemeleri ve takviye elemanları kullanıldığı görülmüş olup, takviye elemanının kompozit içerisindeki dağılımı, mikroyapıya etkisi, gözeneklilik, sertlik, aşınma davranışı ve kopma dayanımı gibi mekanik özellikler üzerindeki tesiri, karıştırma zamanı ve hızının etkisi gibi konularda birçok araştırmaya yer verildiği görülmüştür; (Sreenivasan A., Paul Vizhian S., Shivakumar N.D., Muniraju M. and Raguraman M., 2011), (Srivatsan T.S., Guruprasad G., Black D., Radhakrishnan R.,. Sudarshan T.S., 2005), (Keshavamurthy R., Sadananda Mageri, Ganesh Raj, Naveenkumar B., Prashant M, Kadakol and Vasu K., 2013), (Gomez L., Busquets-Mataix D., Amigo V., Salvador M.D., 2009), (Rahamian M., Parvin N., Ehsani N., 2010), (Abejonar J., Velasco F., Martinez, M.A., 2007).…”

Mechanical and Corrosion Behavior of Al7075 (Hybrid) Metal Matrix Composites by Two Step Stir Casting Process

“…There is a continuous interest among researchers to develop aluminium matrix composites with high strength to light weight, stiffness, good wear and corrosion resistance material for the structural applications, especially for aerospace and automobile engineering (Takahashi et al, 2002;Jiejun et al, 2003;Previtali et al, 2008;Sreenivasan et al, 2011). Al7075 alloys are used for such application and it has some significant disadvantages like strength and stiffness.…”