Effect of heat treatment on friction and wear behavior of al-6061 composite reinforced with 10% submicron Al2O3 particles
Author
Source
The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering
Issue
Vol. 34, Issue 1B (30 Apr. 2009), pp.205-215, 11 p.
Publisher
King Fahd University of Petroleum and Minerals
Publication Date
2009-04-30
Country of Publication
Saudi Arabia
No. of Pages
11
Main Subjects
Topics
Abstract AR
يهدف -هذا البحث- إلى دراسة تأثير المعالجة الحرارية على صلابة و مقاومة الاهتراء و معامل الاحتكاك للمركب المصنوع من الألمنيوم 6061 المقوى ب) %10من الحجم) من بحبيبات أكسيد الألمنيوم بقطر أصغر من الميكرومتر.
و تبدأ عملية المعالجة الحرارية بتسخين مركب الألمنيوم إلى 550 درجة مئوية و لمدة ساعتين ثم يتم تبريد المركب بسرعة من خلال تغطيسه في ماء مثلج و بعد ذلك يعاد تسخينه إلى 175 درجة مئوية و لمدد متفاوتة لدراسة تأثير ذلك على معامل القساوة للمركب.
و قد اتضح من التجارب المخبرية قلة تأثير المعالجة الحرارية على صلابة المركب، و يرجع ذلك إلى مساحة التلاصق الكبيرة نسبياً بين الألمنيوم و أكسيد الألمنيوم، مما يقلل المساحة المتاحة على سطح حبيبات الألمنيوم لتكون الترسبات المقوية لسبيكة الألمنيوم مما يؤدي إلى ضعف فعالية المعالجة الحرارية لرفع قساوة المركب.
و لهذا السبب فقد انحصرت التجارب المعملية لدراسة خصائص الاهتراء و الاحتكاك على المركب المعالج حراريا لمدة أربع ساعات.
و قد تم إجراء تجارب الاهتراء و الاحتكاك بضغط قلم من المركب على سطح قرص دوار من الحديد 4140 باستخدام جهاز خاص بذلك.
و تم اختبار كل من المركب المعالج حرارياً و غير المعالج للمقارنة.
و قد أثبتت التجارب أن المعالجة الحرارية للمركب تعمل على رفع الحمل المؤدي للاهتراء السريع للمركب بواقع .% 30 و لكن في المقابل-عند الأحمال العالية- ضعفت مقاومة المركب بسبب معالجته حراريا مما أدى إلى إنقاص مقاومة المركب للإجهاد.
و قد اتضح ذلك من خلال الصور المجهرية التي تبين تشكل أخاديد كبيرة نسبيا على السطح المتآكل للمركب و تكون شرائح منزوعة عن ذلك السطح بسبب الإجهاد المرتفع الذي أدى إلى تسريع عملية التآكل للسطح المعرض للاحتكاك.
أما بالنسبة لمعامل الاحتكاك للمركب فليس هناك تأثير ملحوظ لعملية المعالجة الحرارية عليه.
Abstract EN
The present research aims at investigating experimentally the effect of heat treatment on the hardness, wear behavior, and friction properties of 6061 Al composite reinforced with sub-micron Al2O3 (10% vol.) produced by powder metallurgy.
Heat treatment of the as-received composite starts by the solution treatment at a temperature of 550°C for a period of two hours followed by quenching in chilled water and then age hardening at 175°C for different periods.
It is illustrated that heat treatment has relatively small effect on the hardness of the composite.
This can be attributed to the large interface areas between the matrix and the sub-micron alumina in the composite, which reduces the whole concentration of vacancies in the matrix.
The result is reduced efficiency of age hardening.
For this reason, wear and friction tests were limited to the heat treated composite with four hours aging only.
A pin-on-disc tribometer was used to conduct wear and friction tests against AISI 4140 at room temperature for both as-received composite and heat treated composite (with four hours of aging) for comparison.
Wear tests indicate that heat treatment has the advantage of increasing transition load to severe wear by 30% compared to as-received composite.
On the other hand, at high loads heat treatment results in larger delaminated flakes on the worn surface, indicating reduced fracture toughness.
This, in turn, resulted in higher wear rates compared to the as-received composite.
Dry friction coefficient is practically unaffected by the heat treatment.
American Psychological Association (APA)
al-Qutub, Amr M.. 2009. Effect of heat treatment on friction and wear behavior of al-6061 composite reinforced with 10% submicron Al2O3 particles. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering،Vol. 34, no. 1B, pp.205-215.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-358767
Modern Language Association (MLA)
al-Qutub, Amr M.. Effect of heat treatment on friction and wear behavior of al-6061 composite reinforced with 10% submicron Al2O3 particles. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering Vol. 34, no. 1B (Apr. 2009), pp.205-215.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-358767
American Medical Association (AMA)
al-Qutub, Amr M.. Effect of heat treatment on friction and wear behavior of al-6061 composite reinforced with 10% submicron Al2O3 particles. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering. 2009. Vol. 34, no. 1B, pp.205-215.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-358767
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 214-215
Record ID
BIM-358767
