INVESTIGATION OF ABRASIVE WEAR BEHAVIOURS IN B4C /Al COMPOSİTES DEPENDING ON REINFORCEMENT VOLUME FRACTION

Abstract

In this study, wear behavior of B4C particle reinforced Al matrix composites produced by powder metallurgy technique has been investigated under dry sliding conditions. Characterization of composites were determined by microscopic examinations, hardness measurements and abrasive wear tests. Abrasive wear tests were conducted with 180 and 400 Mesh Al2O3 paper under 10 N and 20 N load 0,2 m s-1 sliding speed. Hardness increased by addition of B4C particles. While 20 % B4C particles reinforced composites have shown the highest hardness values, 10 % B4C particles reinforced composites have shown ultimate wear resistance.

Keywords

• Abrasive wear, B4C, Al matrix, microstructure, hardness, composite

B4C /Al KOMPOZİTLERİN TAKVİYE HACİM ORANINA BAĞLI OLARAK ABRASİF AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemi ile üretilen Al matrisli B4C parçacık takviyeli kompozitlerin kuru kayma koşullarındaki aşınma davranışları incelenmiştir. Kompozitlerin karekterizasyonu mikroyapı incelemeleri, sertlik ölçümleri ve abrasif aşınma deneyleri ile yapılmıştır. Abrasif aşınma testleri, 180 ve 400 Mesh Al2O3 zımpara kullanılarak 10 N ve 20 N yük altında 0,2 m s-1 kayma hızında gerçekleştirilmiştir. Sertlik B4C parçacık ilavesi ile birlikte artmıştır. % 20 B4C parçacık takviyeli kompozit en yüksek sertlik gösterirken, % 10 B4C parçacık takviyeli kompozit en yüksek aşınma direnci göstermiştir.

Keywords

• Abrasif aşınma, B4C, Al matris, mikroyapı, sertlik, kompozit

References

1. Toptan, F. ve Kerti, I., “B4C ile takviye edilen Alüminyum matrisli kompozitlerin döküm yöntemi ile üretimi”, 12. Uluslar arası Metalurji-Malzeme Kongresi, 808-812, İstanbul, Kasım-2006.
2. Akın, G., Mindivan, H., Çimenoğlu, H. ve Kayalı, E. S., “Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Alüminyum matrisli bor karbür takviyeli kompozitlerin aşınma davranışının incelenmesi”, 12. Uluslar arası Metalurji-Malzeme Kongresi, 735-740, İstanbul, Kasım-2006.
3. Abenojar, J., Velasco, F. and Martinez, M. A., “Optimization of processing parameters for the Al + 10 % B4C system obtained by mechanical alloying”, Journal of Materials Processing Technology, 18, 441-446, 2007.
4. Kennedy, A. R. and Brampton, B., “The reactive wetting and incorporation of B4C particles into molten aluminum”, Scripta Materialia, 44, 1077-1082, 2001.
5. Yılmaz, O. and Buytoz, S., “Abrasive wear of Al2O3 – reinforced aluminum – based MMCs”, Composites Science and Technology, 61: 2381-2392, 2001.
6. Saheb, N., Laoui, T., Daud, A.R., Harun, M., Radiman, S., “Yahaya, R., “Influence of Ti addition on wear properties of Al–Si eutectic alloys”, Wear, 249, 656–662, 2001.
7. Prasada, A.K., Das, K., Murty, B.S., Chakraborty, M., “Effect of grain refinement on wear properties of Al and Al–7Si alloy “, Wear, 257, 148-153, 2004.
8. ZumGahr, K.-H., “Wear by hard particles”, Tribology International, Vol. 31, No. 10, pp. 587–596, 1998.

9. Sawla, S. and Das, S., “Combinet effect of reinforcement and heat treatment on the two body abrasive wear of aluminum alloy and aluminum particle composites”, Wear, 257: 555-561, 2004.
10. Lasa, L. and Rodriguez-Ibabe, J.M., “Effect of composition and processing route on the wear behaviour of Al-Si alloys”, Scripta Materialia, 46: 477-481, 2002.
11. Sun, Y., Baydoğan, M. and Çimenoğlu, H., “The effect of deformation before ageing on the wear resistance of an aluminum alloy”, Materials Letters, 38: 221-226, 1999.
12. Jiang, Q.C., Xu, C.L., Lu M. and Wang, H.Y., “Effect of new Al-P-Ti-TiC-Y modifier on primary silicon in hypereutectic Al-Si alloys”, Materials Letters, 59, p: 624-628, 2005.
13. Berger, M., Wiklund, U., Eriksson, M., Engqvist, H., Jacobson, S., “The multilayer effect in abrasion— optimising the combination of hard and tough phases”, Surface and Coatings Technology, 116–119, 1138–1144, 1999.