Investigation on physical and mechanical behaviour of A356 - x wt. % SiC/Gr hybrid composites

Investigación del comportamiento físico y mecánico de materiales compuestos híbridos A356 - x % en peso de SiC/Gr

Los experimentos se planificaron para fabricar un A356 como material de matriz con 3, 6, 9, 12 % en peso de SiC y 3 % en peso de Gr como refuerzos para fundir los materiales compuestos híbridos en condiciones variables de proceso óptimas utilizando la técnica de fundición por compresión. Además, se prepararon muestras fundidas con tratamiento térmico T6 para realizar pruebas según el procedimiento estándar para registrar las respuestas como densidad, porosidad, dureza, resistencia a la tracción y porcentaje de alargamiento respectivamente. Se produce un incremento gradual de la densidad debido a la adición de un nivel óptimo de hasta el 9 % en peso de SiC y el 3 % en peso de partículas de refuerzo Gr disponibles en la matriz A356 y la porosidad presente en la muestra disminuye, lo que a su vez aumenta la dureza.

INTRODUCCIÓN

El aluminio y sus aleaciones contienen aleaciones de fundición y aleaciones de forja, que ofrecen un fenomenal amplio alcance de capacidad y aplicabilidad, con una destacada combinación de beneficios que lo convierten en la elección de material para diversos artículos en un mercado. [1]. La aleación A356 fue seleccionada como la más apropiada de otras alternativas, ya que tiene un componente significativo de silicio que contiene la aleación A356. El coste es bajo, fácil de manejar, gran colabilidad, soldabilidad, alta resistencia, maleabilidad y muy buena protección contra la erosión [2]. La unión en el carburo de silicio es muy fuerte en la red cristalina, que es una combinación de carbono tetraédrico y átomos de silicio [3]. El grafito está limitado al 3 % en peso. La incorporación de un porcentaje en peso de grafito de entre 3 y 7 % en la matriz de aluminio reduce el efecto de tracción del material con la aplicación de fuerza, lo que debilita la resistencia a la tracción y también tiene un efecto negativo en el módulo de Young del material [4]. La fracción en peso del refuerzo debe estar dentro del 15 % en peso y el tamaño de las partículas debe estar entre 30 y 80 micras para evitar la aglomeración en ambos casos [5]. Como material de refuerzo se incluyó una selección adecuada del tamaño de grano de alrededor de 25 μm de carburo de silicio y 44 μm de grafito [6]. El A356 es apto como material matriz y mezclado con SiCp de porcentaje de volumen 10 [7]. Los materiales compuestos híbridos pertenecen a una de las tres clases de materiales en los que los componentes naturales e inorgánicos se mezclan para formar una mezcla homogénea [8]. Los materiales compuestos híbridos de A356 se fabricaron utilizando una técnica de metalurgia líquida con una mezcla uniforme de partículas de SiCp y Gr. La dureza mejora con la adición gradual de SiCp y alcanza la dureza más extrema para 9 % en peso [9]. En una aleación de matriz con una fracción en peso de SiCp, más del 10 % disminuye la humectabilidad seguida de aglomeración aumentando así las tendencias de sedimentación debido a la formación de clusters [10].