评价Al 7075 -粉煤灰复合材料力学性能的影响

迪帕克Singla¹共和国,Mediratta²
研究学者,机械工程,系YIET / KUK Jagadhri (Yamunanagar)、哈里亚纳邦,印度¹
机械工程教授,部门,YIET / KUK Jagadhri (Yamunanagar)、哈里亚纳邦,印度²

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文摘

复合材料是最成功的材料用于近期作品。金属复合材料具有显著提高属性包括抗拉强度高、韧性、硬度、低密度和良好的耐磨性比合金或其他金属。已经有越来越兴趣复合材料含有低密度和低成本的增援部队。在各种增强材料,粉煤灰是一种最廉价和低密度强化在大量废品在火力发电厂的煤炭燃烧以及在砖厂碾米厂。因此,复合材料与粉煤灰基地7075年强化成本可能会克服障碍以及不同的物理和机械性能,广泛应用于汽车和宇宙飞船的应用程序。

关键字

铝基复合材料、粉煤灰、搅拌铸造、晶粒尺寸,x射线衍射

介绍

传统单一材料限制在实现良好的结合强度、刚度、韧性和密度。为了克服这些缺点,满足现代技术的需求不断增加,复合材料最有前途的材料最近的兴趣。金属复合材料具有显著提高属性包括特定强度高,特定的模量、阻尼比无筋合金能力和良好的耐磨性。已经有越来越兴趣复合材料含有低密度和低成本的增援部队。在各种不连续使用的分散体,粉煤灰是一种最廉价和低密度强化可用大量的固体废物在火力发电厂的煤炭燃烧副产品。因此,与粉煤灰复合材料加固成本可能会克服障碍广泛应用在汽车和小型引擎的应用程序。因此预计,掺入粉煤灰颗粒在铝合金将促进另一个使用低成本的废物和副产品,同时,有可能节约能源密集的铝,从而减少铝产品的成本。

现在天颗粒增强铝复合材料越来越重要,因为他们的低成本优势与各向同性属性和二次加工的可能性,促进二级部件的制造。铸铝矩阵粒子增强复合材料具有较高的比强度,特定的模量和良好的耐磨性比无筋合金。

在目前的工作中,粉煤灰主要由耐火氧化物如二氧化硅、氧化铝、氧化铁作为强化阶段。复合生产10通用to40gm粉煤灰作为强化阶段。工业纯铝也融化,铸出。然后对粉煤灰粒度和化学成分分析。机械、物理和谷物的属性组合与工业纯铝进行了评估和比较。复合材料的力学性能的影响大小,形状和体积分数的强化,复合材料和反应的界面。已被许多研究人员讨论这些方面。P.K. Rohatgi[1]报道,粉煤灰的体积百分比的增加,硬度值增加Al-fly灰(除尘器类型)复合材料。他还报告说,火山灰合金的拉伸弹性模量增加而增加,体积百分比(3 - 10)的粉煤灰。j .先生Rao[2]研究金属基复合材料(间)无钢筋合金相比,具有显著提高属性。 There has been an increasing interest in composites containing low density and low cost reinforcements. Among various dispersoids used, fly ash is one of the most inexpensive and low density reinforcement available in large quantities as solid waste by-product. In the present investigation, pure aluminium – 5 to 15% (by weight) fly ash composites were made by stir casting route. P. Shanmughasundaram [3] studied the Development of lightweight materials has provided the automotive industry with numerous possibilities for vehicle weight reduction. Progress in this area depends on the development of materials, processing techniques, surface and heat treatments Aluminium matrix ceramic reinforcement composites have attracted increasing attention due to their combined properties such as high specific strength, high stiffness, low thermal expansion coefficient and superior dimensional stability at elevated temperatures as compared to the monolithic materials.

二世。实验工作

2.1热处理的粉煤灰

在直接使用粉煤灰复合热处理完成去除杂质和水分含量。表面处理的灰在炉加热的temp. 600°C。在这temp.范围添加乙醇溶液的temp. 50°C和搅拌一段时间。之后,我们还增加了cover11改善其表面特征。

2.2制造Al7075-Fly火山灰复合材料

当我们做了热处理的粉煤灰从热工厂以减少水分的感应炉。我们必须融化后Al 7075炉有一个容量为1000°C,然后添加预热粉煤灰。提高润湿性,我们还添加了Mg,意味着它减少粉煤灰的表面张力。更好的所有材料混合,搅拌器安排调整搅拌复合材料不毛之地。还一个Hexachloro-ethane平板电脑使用的是删除从熔渣MMC。所有这些之后,这个熔料将涌入的砂型和制造所需的形状板和棒。

2.3描述的Al 7075 -粉煤灰复合材料

2.3.1韧性试验

韧性是能量需要打破材料。在jouls能量计算。能源消耗总能量计算的区别是提供可用的能源。的韧性的帮助下可以找到夏比和悬臂梁式冲击测试。夏比冲击试验的标准试样的尺寸是10毫米×10毫米×55毫米。对悬臂梁式冲击测试10毫米×10毫米×75毫米。

2.3.2硬度试验

抗硬度的测量固体物质是各种各样的永久形变时是受到外力的影响。宏观硬度通常是强分子间化学键的特征。有三种类型的测试由金属工业使用的准确性;布氏硬度测试,洛氏硬度试验和维氏硬度测试。但在我们目前我们只考虑洛氏硬度试验工作。罗克韦尔规模是一个基于压痕硬度的硬度标度的材料。罗克韦尔测试硬度决定了通过测量硬度计压头的渗透深度大负荷下相比普及率由预加载。

2.3.3拉伸试验

拉伸测试,也称为张力测试,是一种基本材料科学试验的样本受到逆作法施工紧张直到失败。从测试结果通常用于为应用程序选择一种材料,质量控制,预测材料在其他类型的部队的反应。属性直接测量通过拉伸试验极限抗拉强度,最大延伸率和断面缩减。

2.3.4密度

而且密度复合材料研究中也起着至关重要的作用。因为这些材料在汽车行业范围以及空间工艺品,他们必须重量轻。所以密度应该减少添加一些增强材料的粉煤灰密度很低。密度可以计算出样品的质量除以体积水的烧杯,标本中流离失所。

2.3.5粒度

粒度计算测试样本在光学显微镜下或使用数据来自x射线衍射。晶粒尺寸通常是量化的编号系统。粗1 - 5和5 - 8。来源于谢勒数公式。这是由:-

t是原子的粒度,B是应用价值,��是布拉格角& lemda x射线的波长。晶粒尺寸对物理性质具有重要的影响。服务在常温下一般认为细粒给更好的结合强度和韧性,而粗粒钢有更好的可加工性。λ的值对铜在XRD机使用的是1.54。

2.3.6 x射线衍射测试

x射线散射技术是一个家庭的非破坏性分析技术揭示晶体结构的信息,化学成分和物理性质的材料和薄膜。这些技术都是基于观察的散射强度x射线束触及样本作为入射和散射角的函数,极化和波长或能量。x射线结晶学方法确定晶体内的原子排列,一束x射线罢工一个水晶和导致光束扩散到许多具体的方向。从这些衍射光束的角度和强度,可以产生一个三维检晶晶体中电子的密度。

三世。结果与讨论

3.1 Al 7075 -粉煤灰复合材料的力学性能

Fig.9显示了粉煤灰对Al 7075的强度的影响。正如前面我们学习关于我们在复合材料的测试,9 (a)和9 (b)显示为悬臂梁式和夏比。从这两个图,我们可以得出结论,随着灰分的增加复合材料的强度也会增加,但到一定程度后,它减少了。水平是它增加30通用的sample2灰分。所有的数据表2在上面提到的实验。

图10显示了影响粉煤灰的抗拉强度和硬度的7075。这里10 (a)和(b)显示了拉伸试验和洛氏硬度试验。从这两个图,我们可以得出结论,随着灰分的增加复合材料的强度和硬度也会增加,但到一定程度后,它减少了像这样的悬臂梁式和夏比测试。水平是它增加30通用的sample2灰分。然而,抗拉强度和硬度开始下降当粉煤灰含量超过30通用由于降低固溶强化。我们添加了火山灰的铝都有不同原子大小增加压力需要移动位错通过晶体,但某种程度上这种现象发生。

3.2物理性质的Al 7075 -粉煤灰复合材料

早期的研究,我们需要一个轻质复合材料,将使用在汽车和航空航天工业,这个基地7075 -粉煤灰复合材料最适合这个应用doe低密度。Fig.11显示了影响粉煤灰在复合材料的密度和粒径我们捏造的。图11(一个)显示了粉煤灰对密度的影响。随着灰分的增加复合材料的密度降低,对我们有好处,因为他们使用的重量轻的应用程序。图11 (b)显示了粉煤灰粒径的复合效应。我们增加了灰分含量复合材料的晶粒尺寸也会增加由于粗灰的性质。

3.3结构的研究基地7075 -粉煤灰利用x射线衍射

借助XRD,我们检查了不同晶体结构呈现在铝基复合材料以及粒度的各种原子。图12显示了图形视图通过XRD对所有复合材料拥有不同的灰比。Fig.12(一个)显示不同的晶体结构的存在布拉格diff.位置的角(2��)diff.计数。这张图是绘制高分+通过使用软件。在布拉格的不同位置的角diff.元素作为像Al(38.5254, 65.1470和99.105)和铝锌在(44.7676,78.2741和82.4856)所示Fig.12 (b)。几乎83%的和17%的AlZn提出的复合计算其重量分数%的帮助下jcpds卡片。

四。结论

我们成功地制造基地7075 -粉煤灰复合材料采用搅拌铸造安排适当的火山灰颗粒分布在标本。我们也添加了Mg改善润湿性的火山灰颗粒通过降低其表面张力。我们有各种各样的结论来自各种计算基于diff.实验睾丸:

)复合材料的韧性是由使用悬臂梁式和夏比测试。当我们增加灰韧性值逐渐增加到一定程度我。e Sample2但后减少。

b)复合材料的硬度和抗拉强度也显示相同的结果就像的韧性。我们增加了灰Sample2它增加,之后下降。

c)复合材料的密度随灰分含量增加而降低。因此可以使用这些轻质复合材料重量交配的对象就像在航空和航天工业。从上面的结果我们发现Sample2有良好的韧性,硬度,抗拉强度也有低密度相对合金无强化。这些复合材料可用于这些领域需要重量轻和良好的机械性能在汽车和空间产业。

确认

我表达我深深的认为,感谢我的论文指导,S.R. Mediratta博士(DG),亚穆纳河工程技术研究所Jagadhri,印度有效建议,指导和不断的鼓励。我希望也给感谢Harpreet辛格博士(煤斗,地中海)IIT, Roopnagar,印度、XRD等在不同的实验提供必要的支持和许多更多。

表乍一看


表1	表2

数据乍一看


图1	图2	图3	图4	图5


图6	图7	图8	图9	图10


图11	图12

引用

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