The effect of SiC size on the wear behaviour of 60 vol % SiC-Al composites

Abstract

In this study, the effect of the reinforcing particle size on bending strength, impact and wear resistance of SiC reinforced aluminum matrix composites produced by the pressure infiltration technique has been investigated. Room temperature mechanical properties of the composites were determined by three point bending and impact tests. Bending strength and impact resistance of Al-60 vol.% SiC composites decreased with increasing reinforcing SiC particle size. The wear behaviour of the composites were examined by metal-metal wear tests. Results of the wear tests were evaluated according to the weight loss of the composites. The metal-metal wear tests were performed on an unlubricated M2 quality tool steel disc. The tests were carried out by applying a normal load of 28 N to the composites. Wear tests conducted on M2 quality tool steel disc under dry sliding conditions revealed that composites reinforced with coarse SiC particles exhibit higher wear resistance than those with fine SiC particle. After the wear tests, worn surfaces of the composites were examined by a scanning electron microscope. Wear surfaces of the composites worn on M2 quality tool steel have a characteristic view of typical mild wear. Energy dispersive spectroscopy analysis revealed material transfer from M2 tool steel to the composite during testing.

Özet

Bu çalışmada, basınçlı infiltrasyon yöntemi ile üretilmiş olan alüminyum matrisli kompozitlerin eğme mukavemeti ile darbe ve aşınma direncine takviye SiC partikül boyutunun etkisi incelenmiştir. Kompozitlerin oda sıcaklığı mekanik özellikleri eğme ve darbe deneyleri ile belirlenmiştir. % 60 SiC içeren alüminyum matrisli kompozitlerin eğme mukavemeti ve darbe direnci SiC boyutu arttıkça azalmıştır. Kompozitlerin aşınma davranışları metal-metal aşınma deneyleri ile incelenmiştir. Metal-metal aşınma deneyleri kuru kayma koşullarında M2 kalite takım çeliği üzerinde yapılmıştır. Deneyler, numunelere 28 N yük uygulatarak gerçekleştirilmiştir. Aşınma deney sonuçları, iri SiC (37$mu$m) ile takviye edilmiş kompozitlerin, ince SiC (13$mu$m) partikülleri ile takviye edilen kompozitlere nazaran daha yüksek aşınma direnci gösterdiğini ortaya çıkarmıştır.