Revista de Metalurgia, Vol 50, No 4 (2014)

Producción de materiales compuestos AA2124/MoSi2/25p y efecto del tratamiento térmico sobre su microestructura, dureza y propiedades a compresión


https://doi.org/10.3989/revmetalm.030

Fatemeh Piyadeh
Materials and Metallurgical Engineering Department, Semnan University, Irán, República Islámica de

Hassan Abdollah-Pour
Materials and Metallurgical Engineering Department, Semnan University, Irán, República Islámica de

Marcela Lieblich
Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC), España

Resumen


En este trabajo se procesaron materiales compuestos AA2124/25vol% MoSi2 mediante dos rutas pulvimetalúrgicas: mezcla de refuerzo y matriz mediante molino de bolas de alta energía (compuesto B) y mezcla húmeda con ciclohexano (compuesto W). Ambos polvos compuestos se consolidaron por extrusión. Los materiales recién extruidos y después de tratados térmicamente se estudiaron desde el punto de vista microestructural y mecánico (dureza y compresión bajo carga cuasiestática). Las microestructuras y los perfiles de fractura se observaron por microscopía electrónica de barrido y los productos de reacción formados en la matriz se identificaron por espectroscopía de dispersión de energía de rayos X y por difractometría de rayos X. Los resultados indican que para ambos materiales la dureza es mayor después de los tratamientos térmicos. Por otro lado, la dureza del material compuesto B es mayor que la del W, mientras que la capacidad de endurecer de B es mucho menor que la de W. Después de los tratamientos térmicos aparecen pequeñas cantidades de fases de reacción entre la matriz y el refuerzo. La resistencia a compresión de ambos materiales compuestos mejora considerablemente a consecuencia del envejecimiento artificial. Las superficies de fractura exhiben una apariencia dúctil, con formación de cúpulas en la matriz y fractura frágil de las partículas de MoSi2.

Palabras clave


Desgaste; Materiales compuestos de matriz de aluminio; Pulvimetalurgia; Refuerzo intermetálico de MoSi2

Texto completo:


HTML PDF XML

Referencias


Arakawa, S., Hatayama, T., Matsugi, K., Yanagisawa, O. (2000). Effect of heterogeneous precipitation on age hardening of Al2O3 particle dispersion Al–4mass% Cu composite produced by mechanical alloying. Scripta Mater. 42, 755–760. http://dx.doi.org/10.1016/S1359-6462(99)00426-1

ASTM E9-09 (2009). Standard Test Methods of Compression Testing of Metallic Materials at Room Temperature, ASTM International.

Bhanu Prasad, V.V., Bhat, B.V.R., Mahajan, Y. R., Ramakrishnan, P. (2002). Structure–property correlation in discontinuously reinforced aluminium matrix composites as a function of relative particle size ratio. Mater. Sci. Eng. A 337, 179–186. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00024-2

Chawla, N., Chawla, K.K. (2006). Metal Matrix Composites. Ed. Springer.

Clyne, T.W., Withers, P.T. (1993). An Introduction to Metal Matrix Composites. Ed. Cambridge University Press.

Corrochano, J., Lieblich, M., Ibá-ez, J. (2009). On the role of matrix grain size and particulate reinforcement on the hardness of powder metallurgy Al–Mg–Si/MoSi2 composites. Composites Sci. Tech. 69, 1818–1824. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2009.03.017

Corrochano, J., Walker, J.C., Lieblich, M., Ibá-ez, J., Rainforth, W.M. (2011). Dry sliding wear behaviour of powder metallurgy Al-Mg-Si alloy-MoSi2 composites and the relationship with the microstructure. Wear 270, 658–665. http://dx.doi.org/10.1016/j.wear.2011.01.029

González-Carrasco, J. L., García Cano, F., Carauna, J., Lieblich, M. (1994). Aluminium/Ni3Al composites processed by powder metallurgy. Mater. Sci. Eng. A 183, L5–L8. http://dx.doi.org/10.1016/0921-5093(94)90914-8

Kang, Y.C., Chan, S.L.I. (2004). Tensile properties of nanometric Al2O3 particulate reinforced aluminum matrix composites. Mater. Chem. Phys. 85, 438–443. http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2004.02.002

Khakbiz, M., Akhlaghi, F. (2009). Synthesis and structural characterization of Al–B4C nano-composite powders by mechanical alloying. J. Alloys Compd. 479, 334–341. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.12.076

Lieblich, M., González-Carrasco, J.L., Caruana, G. (1997). Thermal stability of an Al/Ni3Al composite processed by powder metallurgy. Intermetallics 5, 515–524. http://dx.doi.org/10.1016/S0966-9795(97)00027-7

Lu, L., Lai, M.O., Ng, C.W. (1998). Enhanced mechanical properties of an Al based metal matrix composite prepared using mechanical alloying. Mater. Sci. Eng. A 252, 203–211. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5093(98)00676-5

Merle, P. (2000). Thermal treatments of age-hardenable metal matrix composites. MMC-Assess Thematic Network, Vol 2, pp. 1–24. Available on line: http://mmc-assess.tuwien.ac.at/public/v2_thermaltreat.pdf

Omura, H., Miyoshi, T., Takahashi, Y., Conley, C.G., Yodogawa, M. (1988). Dispersion Strengthened Aluminum Alloys, Y.-M. Kim and W.M. Griffith (Eds.). The Minerals, Metals, and Materials Society, Warrendale, PA, p. 421.

Parvin, N., Assadifard, R., Safarzadeh, P., Sheibani, S., Marashi, P. (2008). Preparation and mechanical properties of SiC-reinforced Al6061 composite by mechanical alloying. Mater. Sci. Eng. A 492, 134–140. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2008.05.004

Pour, H.A., Lieblich, M., López, A.J., Rams, J., Salehi, M.T., Shabestari, S.G. (2007). Assessment of tensile behaviour of an Al–Mg alloy composite reinforced with NiAl and oxidized NiAl powder particles helped by nanoindentation. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 38 (12), 2536–2540. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesa.2007.07.012

Sameezadeh, M., Emamy, H., Farhangi, H. (2010). Effects of particulate reinforcement and heat treatment on the hardness and wear properties of AA 2024-MoSi2 nanocomposites. Mater. Des. 32 (4), 2157–2164. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2010.11.037

Silva-Maia, P.B., Velasco, F., Zapata, W.C., Torralba, J.M. (1999). Intergranular corrosion resistance of 2014 aluminum alloys reinforced with Ni3Al. Mater. Sci. Forum 299, 279–285. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.299-300.279

Smith, G.W. (1998). Precipitation kinetics in solutionized aluminum alloy 2124: Determination by scanning and isothermal calorimetry. Thermochemical Acta 317, 7–23. http://dx.doi.org/10.1016/S0040-6031(98)00361-X

Suryanarayana, C. (2001). Mechanical alloying and milling. Prog. Mater. Sci. 46, 1–184. http://dx.doi.org/10.1016/S0079-6425(99)00010-9

Tanaka, K., Nawata, K., Inue, H., Yamaguchi, M., Koiwa, M. (2001). Refinement of crystallographic parameters in transition metal disilisides with the C11b, C40 and C45structures. Intermetallic 9, 603–607. http://dx.doi.org/10.1016/S0966-9795(01)00048-6

Torres, B., Lieblich, M., Ibá-ez, J., García-Escorial, A. (2002). Mechanical properties of some PM aluminide and silicide reinforced 2124 aluminium matrix composites. Scripta Mater. 47, 45–49. http://dx.doi.org/10.1016/S1359-6462(02)00095-7

Walker, J.C., Rainforth, W.M., Jones, H. (2005). Lubricated sliding wear behavior of aluminium alloy composites. Wear 259, 577–589. http://dx.doi.org/10.1016/j.wear.2005.01.001

Zhou, J., Duszczyk, J., Korevaar, B.M. (1990). The relationship between extrusion conditions and tensile properties of a P/M Al-Fe-Si-Fe-Cu-Mg alloy with a high volume fraction of intermetallic compounds. Proceeding of World Conference on Powder Metallurgy, Vol. 8. Institute of Metals, P. 307, London, pp. 91–100.




Copyright (c) 2014 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional.


Contacte con la revista revmetal@cenim.csic.es

Soporte técnico soporte.tecnico.revistas@csic.es