Research Article
PDF Zotero Mendeley EndNote BibTex Cite

Investigation of Wear Performance of Different Amount SiC Reinforcements A356 Matrix Composite Materials Produced by Semi-Solid Process Method

Year 2020, Volume 23, Issue 4, 1237 - 1243, 01.12.2020
https://doi.org/10.2339/politeknik.642506

Abstract

In this study, the wear performance of A356 matrix composite materials produced by different amount SiC reinforcement semi-solid moulding method was investigated. In the A356 matrix, was added four different amounts (5%, 10, 15 and 20) SiC. Composite powders mixed without ball (30 minutes) in the vibrating type mill were cold pressed (800 MPa) and green compacts were produced. The produced green compacts, in 550 °C mold temperature and in 600 °C furnace temperature, 100 MPa pressing force was pressed for 1 minute. Produced samples were characterized with microstructure, hardness and sphericity ratio. The wear tests were performed using a pin on-disk type wear testing device with 0.2 ms-1 sliding speed, under two different loads (30 and 60 N) and at four different sliding distances (500 m, 1000, 1500 and 2000). As a result of the studies, the hardness increases with increasing amount of SiC in the composite material, while the sphericity rates decrease. As a result of the wear tests, while the highest weight loss, 5% SiC was obtained, the lowest weight loss was obtained in 20% SiC additional composite materials.

References

  • Ghandvar H., Farahany S., and Idris M. H., “Effect of wettability enhancement of SiC particles on impact toughness and dry sliding wear behavior of compocasted A356/20SiCp composites”, Tribology Transactions, 61(1): 88-99, (2018).
  • Hirata Y., Suzue N., Matsunaga N., and Sameshima S., “Particle size effect of starting SiC on processing, microstructures and mechanical properties of liquid phase-sintered SiC”, Journal of the European Ceramic Society, 30(9): 1945-1954, (2010).
  • Hamid A. A., Ghosh P. K., Jain S. C. and Ray S., “The influence of porosity and particles content on dry sliding wear of cast in situ Al (Ti)-Al2O3 (TiO2) composite”, Wear, 265(1-2): 14-26, (2008).
  • Akbari M., Shojaeefard M. H., Asadi P., and Khalkhali A., “Wear performance of A356 matrix composites reinforced with different types of reinforcing particles”, Journal of Materials Engineering and Performance, 26(9): 4297-4310, (2017).
  • Vijeesh V., and Prabhu K.N., “Review of microstructure evolution in hypereutectic Al-Si alloys and its effect on wear properties”, Transactions of the Indian Institute of Metals, 67(1): 1-18, (2014).
  • Shamsipour M., Pahlevani Z., Shabani M. O., and Mazahery A., “Optimization of the EMS process parameters in compocasting of high-wear-resistant Al-nano-TiC composites”, Applied Physics A, 122(4): 457-465, (2016).
  • Akbari M., Aliha M. R. M., Keshavarz S. M. E., and Bonyadi A., “Effect of tool parameters on mechanical properties, temperature, and force generation during FSW”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 233(6): 1033-1043, (2019).
  • Tutunchilar S., Givi M. B., Haghpanahi M., and Asadi P., “Eutectic Al–Si piston alloy surface transformed to modified hypereutectic alloy via FSP”, Materials Science and Engineering: A, 534: 557-567, (2012).
  • Özyürek D., Yıldırım M., and Çiftçi İ., “The tribological properties of A356-SiCp metal-matrix composites fabricated by thixomoulding technique”, Science and Engineering of Composite Materials, 19(4): 351-356, (2012).
  • Atkinson H. V. , “Alloys for semi-solid processing”, In Solid State Phenomena, Trans Tech Publications, 192: 16-27, (2013).
  • Zhang Q. Q., Cao Z. Y., Zhang Y. F., Su G. H., and Liu Y. B., “Effect of compression ratio on the microstructure evolution of semisolid AZ91D alloy”, Journal of Materials Processing Technology, 184(1-3): 195-200, 2007.
  • Seo P. K., Kim D. U., and Kang C. G., “The effect of the gate shape on the microstructural characteristic of the grain size of Al-Si alloy in the semi-solid die casting process”, Materials Science and Engineering: A, 445: 20-30, (2007).
  • Aztekin H., Ōzyūrek D., and Çetinkaya K., “Production of hypo-eutectic Αl-Si alloy based metal matrix composite with thixomoulding processing”, High Temperature Materials and Processes, 29(3): 169-178, (2010).
  • Şi̇mşek İ., Şimşek D., Özyürek D., “Yarı-katı işlem yöntemi ile üretilen Al-SiC kompozit malzemelerin aşınma davranışlarının incelenmesi”, 3rd International Symposium on Innovative Approaches in Scientific Studies, Ankara/Turkey, 4(1): 545-548, (2019).
  • Alhawari K. S., Omar M. Z., Ghazali M. J., Salleh M. S., and Mohammed M. N., “Microstructural evolution during semi solid processing of Al-Si-Cu alloy with different Mg contents”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 27(7): 1483-1497, (2017).
  • Şimşek İ., Yıldırım M., Tunçay T., Özyürek D., Şimşek D., “Mekanik alaşımlama/öğütme yöntemi ile üretilen Al-SiC kompozitlerin incelenmesi”, Technological Applied Sciences, 13(2): 165-171, (2018).

Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi

Year 2020, Volume 23, Issue 4, 1237 - 1243, 01.12.2020
https://doi.org/10.2339/politeknik.642506

Abstract

Bu çalışmada, farklı miktarlarda SiC ilave edilerek yarı katı kalıplama yöntemi ile üretilen Al A356 matrisli kompozit malzemelerin aşınma davranışları incelenmiştir. Al A356 matrise, ağırlıkça 4 farklı oranda (%5, 10, 15 ve 20) SiC ilave edilmiştir. Titreşimli tip değirmende bilyesiz olarak (30 dakika) karıştırılan tozlar, soğuk preslenerek (800 MPa) ham numuneler üretilmiştir. Üretilen ham numuneler 550 °C kalıp sıcaklığı ve 600 °C fırın sıcaklığında 30 dakika ortam atmosferinde bekletilmiş ve 100 MPa basınç ile 1 dakika preslenmiştir. Üretilen numuneler mikroyapı, sertlik ve küresellik oranı ile karakterize edilmiştir. Aşınma testleri standart pin on-disk aşınma test cihazında 0,2 ms-1 kayma hızı, iki farklı yük (30 ve 60 N) ve dört farklı aşınma mesafesi (500, 1000, 1500 ve 2000 m) kullanılarak yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, kompozit malzeme içerisinde artan SiC miktarı ile sertlik artarken, küresellik oranları ise azalmaktadır. Aşınma testleri sonucunda en yüksek ağırlık kaybı %5 SiC içeren numunelerde elde edilirken, en düşük ağırlık kaybı ise %20 SiC ilave kompozit malzemelerde elde edilmiştir.

References

  • Ghandvar H., Farahany S., and Idris M. H., “Effect of wettability enhancement of SiC particles on impact toughness and dry sliding wear behavior of compocasted A356/20SiCp composites”, Tribology Transactions, 61(1): 88-99, (2018).
  • Hirata Y., Suzue N., Matsunaga N., and Sameshima S., “Particle size effect of starting SiC on processing, microstructures and mechanical properties of liquid phase-sintered SiC”, Journal of the European Ceramic Society, 30(9): 1945-1954, (2010).
  • Hamid A. A., Ghosh P. K., Jain S. C. and Ray S., “The influence of porosity and particles content on dry sliding wear of cast in situ Al (Ti)-Al2O3 (TiO2) composite”, Wear, 265(1-2): 14-26, (2008).
  • Akbari M., Shojaeefard M. H., Asadi P., and Khalkhali A., “Wear performance of A356 matrix composites reinforced with different types of reinforcing particles”, Journal of Materials Engineering and Performance, 26(9): 4297-4310, (2017).
  • Vijeesh V., and Prabhu K.N., “Review of microstructure evolution in hypereutectic Al-Si alloys and its effect on wear properties”, Transactions of the Indian Institute of Metals, 67(1): 1-18, (2014).
  • Shamsipour M., Pahlevani Z., Shabani M. O., and Mazahery A., “Optimization of the EMS process parameters in compocasting of high-wear-resistant Al-nano-TiC composites”, Applied Physics A, 122(4): 457-465, (2016).
  • Akbari M., Aliha M. R. M., Keshavarz S. M. E., and Bonyadi A., “Effect of tool parameters on mechanical properties, temperature, and force generation during FSW”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 233(6): 1033-1043, (2019).
  • Tutunchilar S., Givi M. B., Haghpanahi M., and Asadi P., “Eutectic Al–Si piston alloy surface transformed to modified hypereutectic alloy via FSP”, Materials Science and Engineering: A, 534: 557-567, (2012).
  • Özyürek D., Yıldırım M., and Çiftçi İ., “The tribological properties of A356-SiCp metal-matrix composites fabricated by thixomoulding technique”, Science and Engineering of Composite Materials, 19(4): 351-356, (2012).
  • Atkinson H. V. , “Alloys for semi-solid processing”, In Solid State Phenomena, Trans Tech Publications, 192: 16-27, (2013).
  • Zhang Q. Q., Cao Z. Y., Zhang Y. F., Su G. H., and Liu Y. B., “Effect of compression ratio on the microstructure evolution of semisolid AZ91D alloy”, Journal of Materials Processing Technology, 184(1-3): 195-200, 2007.
  • Seo P. K., Kim D. U., and Kang C. G., “The effect of the gate shape on the microstructural characteristic of the grain size of Al-Si alloy in the semi-solid die casting process”, Materials Science and Engineering: A, 445: 20-30, (2007).
  • Aztekin H., Ōzyūrek D., and Çetinkaya K., “Production of hypo-eutectic Αl-Si alloy based metal matrix composite with thixomoulding processing”, High Temperature Materials and Processes, 29(3): 169-178, (2010).
  • Şi̇mşek İ., Şimşek D., Özyürek D., “Yarı-katı işlem yöntemi ile üretilen Al-SiC kompozit malzemelerin aşınma davranışlarının incelenmesi”, 3rd International Symposium on Innovative Approaches in Scientific Studies, Ankara/Turkey, 4(1): 545-548, (2019).
  • Alhawari K. S., Omar M. Z., Ghazali M. J., Salleh M. S., and Mohammed M. N., “Microstructural evolution during semi solid processing of Al-Si-Cu alloy with different Mg contents”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 27(7): 1483-1497, (2017).
  • Şimşek İ., Yıldırım M., Tunçay T., Özyürek D., Şimşek D., “Mekanik alaşımlama/öğütme yöntemi ile üretilen Al-SiC kompozitlerin incelenmesi”, Technological Applied Sciences, 13(2): 165-171, (2018).

Details

Primary Language Turkish
Subjects Engineering
Journal Section Research Article
Authors

İjlal ŞİMŞEK (Primary Author)
Karabük Üniversitesi
0000-0001-6542-8567
Türkiye


Doğan ŞİMŞEK
MİLLİ SAVUNMA ÜNİVERSİTESİ
0000-0001-8339-9704
Andorra


Dursun ÖZYÜREK
Karabük Üniversitesi
0000-0002-8326-9982
Andorra

Publication Date December 1, 2020
Application Date November 4, 2019
Published in Issue Year 2020, Volume 23, Issue 4

Cite

Bibtex @research article { politeknik642506, journal = {Politeknik Dergisi}, issn = {}, eissn = {2147-9429}, address = {Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi 06500 Teknikokullar - ANKARA}, publisher = {Gazi University}, year = {2020}, volume = {23}, pages = {1237 - 1243}, doi = {10.2339/politeknik.642506}, title = {Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi}, key = {cite}, author = {Şimşek, İjlal and Şimşek, Doğan and Özyürek, Dursun} }
APA Şimşek, İ. , Şimşek, D. & Özyürek, D. (2020). Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi . Politeknik Dergisi , 23 (4) , 1237-1243 . DOI: 10.2339/politeknik.642506
MLA Şimşek, İ. , Şimşek, D. , Özyürek, D. "Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi" . Politeknik Dergisi 23 (2020 ): 1237-1243 <https://dergipark.org.tr/en/pub/politeknik/issue/57048/642506>
Chicago Şimşek, İ. , Şimşek, D. , Özyürek, D. "Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi". Politeknik Dergisi 23 (2020 ): 1237-1243
RIS TY - JOUR T1 - Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi AU - İjlal Şimşek , Doğan Şimşek , Dursun Özyürek Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.2339/politeknik.642506 DO - 10.2339/politeknik.642506 T2 - Politeknik Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1237 EP - 1243 VL - 23 IS - 4 SN - -2147-9429 M3 - doi: 10.2339/politeknik.642506 UR - https://doi.org/10.2339/politeknik.642506 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Journal of Polytechnic Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi %A İjlal Şimşek , Doğan Şimşek , Dursun Özyürek %T Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi %D 2020 %J Politeknik Dergisi %P -2147-9429 %V 23 %N 4 %R doi: 10.2339/politeknik.642506 %U 10.2339/politeknik.642506
ISNAD Şimşek, İjlal , Şimşek, Doğan , Özyürek, Dursun . "Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi". Politeknik Dergisi 23 / 4 (December 2020): 1237-1243 . https://doi.org/10.2339/politeknik.642506
AMA Şimşek İ. , Şimşek D. , Özyürek D. Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi. Politeknik Dergisi. 2020; 23(4): 1237-1243.
Vancouver Şimşek İ. , Şimşek D. , Özyürek D. Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi. Politeknik Dergisi. 2020; 23(4): 1237-1243.
IEEE İ. Şimşek , D. Şimşek and D. Özyürek , "Yarı Katı Kalıplama Yöntemi İle Üretilen Farklı Miktarlarda SiC Takviyeli A356 Matrisli Kompozit Malzemelerin Aşınma Performansının İncelenmesi", Politeknik Dergisi, vol. 23, no. 4, pp. 1237-1243, Dec. 2020, doi:10.2339/politeknik.642506
 
TARANDIĞIMIZ DİZİNLER (ABSTRACTING / INDEXING)
181341319013191 13189 13187 13188 18016