Effect of Al₂O₃Content and Milling Time on Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum Metal Matrix Composites

Abstract

In this study, aluminum metal matrix composites (Al‐MMCs) reinforced with aluminum oxide (Al2O3) (5, 10, 15 wt%) were produced using the powder metallurgy (PM) process. Mixed powders were ball‐milled in a vertical high‐energy attritor for various durations (1, 2, 3 and 4 h). Milled powders were compacted under 800 MPa pressure to produce standard transverse rupture block specimens of dimensions 6.35 × 12.70 × 31.70 mm. Block specimens were then sintered in a tube furnace at a constant temperature of 650°C for 4 h under argon atmosphere. The hardness and transverse rupture strength of the experimentally produced composites were determined. The microstructures were investigated by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). More homogeneous dispersion of Al2O3 in the Al matrix, and hence improved mechanical properties of the composites, was achieved with increased milling time. The best mechanical properties were produced after 3‐h milling, because of the homogeneous distribution of the reinforcing materials.

An Insight into Mechanical and Metallurgical Behavior of Hybrid Reinforced Aluminum Metal Matrix Composite

“…Ekinci et al [79] studied Al 2 O 3 (5, 10, 15 wt%) reinforced AMCs fabricated via powder metallurgy process at different milling times (1, 2, 3, and 4 h). Ball-milling in a vertical highenergy attritor produced block specimens, which were then compacted under 800 MPa using a uniaxially pressing machine with a standard die of 6.35 × 12.70 × 31.70 mm dimensions and sintered using a tubular furnace at a temperature of 650 °C for 4 h with argon-controlled atmosphere.…”

Toz Metalurjisi Metoduyla Al-SiC Kompozit Malzeme Üretimi ve Aşınma Özelliklerinin Araştırılması

“…Katı hal yöntemi olan toz metalurjisi metodu ile üretilen kompozitlerde ise matris ve takviye elemanı konumundaki tozların katı halde birbiri içerisinde karıştırılması sonra karışım tozun preslenmesi ve sinterlenmesi şeklinde kompozit toz metal parça üretimi gerçekleştirilir. Üretilen kompozit malzemelerde başta mekanik özellikler olmak üzere hedeflenen özellikleri elde edebilmek için kullanılan tozların karışım oranları, birbiri içerisindeki dağılımı, presleme basıncı, sinterleme sıcaklığı ve süresi gibi parametrelerin çok iyi kontrol edilmesi gerekmektedir [10][11][12][13][14]. Parçacık takviyeli kompozit üretiminde toz metalürjisi ile üretimin tercih edilme sebeplerini; tüketilen tozun yüksek oranda ürüne dönüştürülebilmesi, ergitme kayıplarının olmaması, seri üretimle küçük ve karmaşık şekilli parçaların hızlı üretimi, pek çok ürünün bitirme işçiliğine gerek kalmadan istenen ölçülerde ve yüzey kalitesinde üretimi, ürün kompozisyonu ve yapısının kontrol edilebilir olması, ayrıca atık ve çevre kirliliği bakımında diğer üretim yöntemlerine göre sağladığı avantajları tercih sebepleri olarak sıralayabiliriz.…”

In Situ Synthesis of Al-Based MMCs Reinforced with AlN by Mechanical Alloying under NH3 Gas

“…Because of their excellent properties, AMCs are nowadays widely used in sectors such as transportation, aerospace, electronics, sports, and infrastructure industries [ 8 , 9 ]. Traditionally, SiC and Al 2 O 3 particles have been mainly used as reinforcement phases [ 10 , 11 , 12 , 13 , 14 ], but the desired performance improvements have led to reinforcing with many other types of ceramic particles (Si 3 N 4 , AlN, B 4 C, TiC, ZrB 2 , TiB 2 ). There are several methods by which to produce AMCs, including stirring casting [ 15 ], pressure infiltration [ 7 , 10 , 16 ], spray deposition, accumulating roll bonding [ 17 ], centrifugal casting [ 18 ], and powder metallurgy [ 19 ].…”