PRODUCTION OF AA7075/B4C COMPOSITE MATERIALS BY SEMI-SOLID STIRRING METHOD

Abstract

AA7075 aluminum alloy was reinforced with B₄C particles to produce aluminum composite materials. In the production of AA7075/B₄C composite materials, semi-solid mixing methods were applied for homogen reinforcement dispersion then low pressure solidification.  For the determination of the mechanical properties of the obtained samples; three point bending, compression and hardness tests were performed. In addition, microstructure, reinforcement matrix interface and chemical structure of the composite material produced by SEM, EDS, XRD analysis were examined. As a result, it was observed that; using the semi-solid mixing method the reinforcing powders could be distributed homogeneously into the matrix, both chemical and mechanical bonding could be occurs between the matrix and the reinforcing material and this mixing technique could be easily used in the production of particle reinforced metal composites. 

Keywords

• Aluminum,B4C,Metal Matrix Composites,Semi-Solid Stirring

References

1. Toptan, F., Alüminyum Matrisli B4C Partikül Takviyeli Aşınma Direnci Yüksek Kompozit Malzeme Üretimi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul, 2011.
2. Hasırcı, H. ve Gül, F. (2010). B4C/Al Kompozitlerin Takviye Hacim Oranına Bağlı Olarak Abrasif Aşınma Davranışlarının İncelenmesi, SDU International Technologic Science, 2 (1), 15-21.
3. Akın, G., Toz Metalurjisi Yöntemiyle Alüminyum Matrisli Bor Karbür Takviyeli Kompozitlerin Üretilmesi ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, (2006).
4. Pul, M. (2019). The Effect on Mechanical Properties of Reinforcement Amount at B4C + TiB2 Reinforced Al 2024 Based Composites Produced by Powder Metallurgy, International Journal of Engineering Research and Development, 11 (1), 87-99.
5. Taşcı, U., Gökmeşe, H., Bostan, B. (2013). AA 2014 Al Matrisli B4C Parçacık Takviyeli Kompozitlerin Mikro Yapı ve Aşınma Davranışının İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part:C, Tasarım ve Teknoloji, 1 (4), 161-168.
6. Karabulut, H., Effect of Mechanıcal Alloyıng Duratıon on Composıte Propertıes In Productıon Of Al2O3, SiC And B4C Particulate Reınforced Composıte By Powder Metallurgy Method, Gazi Unıversıty, Instıtute of Scıence And Technology, Ph.D. Thesis, Ankara, 2011.
7. Topcu, İ., Dikici, M., İpek, C., Investigation of Wear Properties of Ceramic Reinforced Aluminum Based Metal Matrix Composites, 6th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science 09-11 November 2018 (ISITES2018 Alanya – Antalya - Turkey)
8. Pul, M., Calin, R., Citak, R. (2011). An Investigation of Surface Quality of Turning in Al matrix MgO Reinforced Composite Materials, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 26 (1), 81-88.

9. Arslan, D., Gürü, M. (2013). Mekanokimyasal Yöntemle Bor Karbür Sentezi ve Alüminyum Matrisli Kompozit Malzemede Kullanılabilirliğinin İncelenmesi, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 28 (4), 875-883.
10. Çolak, N. Y., Turhan, H. (2016). The Investigation of Microstructure and Mechanical Properties of AlSi/B4C Composites Produced by Using Powder Metallurgy Method, Science and Eng. J of Fırat Univ, 28 (2), 259-266.
11. Çelik, Y. H., Kılıçkap, E., Yenigün, B. (2018). The Effect of Contact Pressure and B4C Ratio on Hardness and Wear Behaviours in Al-Matrix Composites Produced by PM Method, Science and Eng. J of Fırat Univ., 30 (1), 33-40.
12. Tosun, N., Kuru, C., Altintas, E. (2010). Investigation Of Surface Roughness In Milling With Air And Conventional Cooling Method, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 25 (1), 141-146.
13. Tuncer, N., Tasdelen, B., Arslan, G. (2011). Effect of Passivation And Precipitation Hardening On Processing And Mechanical Properties Of B4CAl Composites, Ceramics International, 37 (7), 2861-2867.
14. Motorcu, A. R., Ekici, E. (2016). Evaluation of drilling Al/B4C composites with carbide drills, Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 22 (4), 259-266.
15. Gökmen, U. (2016). Joining of Al 2024 Based B4C/SiC Particle-Reinforced Hybrid Composites with TIG Welding, Çukurova University Journal of the Faculty of Engineering and Architecture, 31 (1), 69-77.
16. Seçilmiş, K., Toz Metalürjisi Yöntemi İle Üretilmiş Farklı Oranlarda B4C Takviyeli Al Matrisli Kompozitlerin Aşınma Davranışlarının Araştırılması, Batman Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Batman, 2017.
17. Ahlatçı, H., Candan, E. ve Çimenoğlu, H. (2003). % 60 SiC-Al Kompozitlerin Aşınma Davranışına SiC Parçacık Boyutunun Etkisi, İTÜ dergisi/d mühendislik, 2 (3), 37-42.
18. Ekici, E., Alüminyum Matrisli B4C Takviyeli ve Grafit Katkılı Kompozitlerin Üretilmesi, Mekanik Özellikleri ve Frezede işlenebilirliğinin incelenmesi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora tezi, Ankara, 2012.
19. Atik, E., Ünlü, B.S., Sen, O., Çavdar, U. (2006). Partikül takviyeli AlSi12CuNiMg Kompozitinin Aşınma ve Mekanik Özelliklerinin incelenmesi, Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Dergisi, 2 (2), 75-87.
20. Ürkmez, N., AlMg3 / SiCP Kompozitlerinin Üretimi ve Mekanik Özelliklerdeki Değişimlerin İncelenmesi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul, 2004.