Вплив лиття у форму на механічні властивості поршневого сплаву з наноглиноземом в литті та металевій формі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.266263

Ключові слова:

ливарна форма, механічні властивості, поршневий сплав, глинозем, лиття в піщані форми, порошок, пластичність, злам, твердість, зерно

Анотація

Це дослідження є експериментальним порівняльним дослідження з метою показати вплив лиття у форму на механічні властивості. У дослідженні розглянуто алюмінієвий сплав поршня бензинового двигуна з наночастинками оксиду алюмінію Al2O3 розміром 25 нм, виготовлений у двох типах прес­форм. Для відливання алюмінієвих композитних компонентів було обрано піщану та чавунну форми. Проведено систематичне порівняльне дослідження властивостей міцності при розтягуванні та твердості литих алюмінієвих деталей на виробництві піщаних та металевих форм. Нанопорошок, який можна додати для покращення механічних властивостей, не повинен перевищувати 4% для лиття у металеві та піщані форми. Згідно з даними про твердість, додавання порошку нанооксиду алюмінію мінімально впливає на лиття в металеву форму, але значно покращує лиття в піщані форми. З фінансової точки зору металеве лиття забезпечує більш високу економічну цінність виготовлення алюмінієвих поршневих виливків. Твердість зростає зі збільшенням вмісту глинозему у двох формах проти отриманим зразком. Він показує, що найбільша твердість виникає при 4 % глинозему у ливарній формі та при 6 % глинозему у металі. Коли склади ливарних матеріалів однакові, порівняння морфології зламів між піщаним литтям і литтям у форму показує пластичні злами для металевих форм порівняно з крихкими зламами в піщаному виливку з великими роздільними зернами кремнію через більш швидке зростання зерен при литті в піщані форми. більш тривалий час затвердіння. Те саме спостерігається при литті у форми, яке демонструє знижену пластичність через процес дисперсійного зміцнення наночастинок оксиду алюмінію в алюмінієвій матриці. Це відбувається через те, що дисперсія нанооксиду алюмінію діє як бар’єр для руху дислокацій в алюмінієвій матриці, підвищуючи міцність, але знижуючи пластичність

Спонсор дослідження

  • The authors would like to thank the training and workshop center for the help to do the experments in the casting workshop.

Біографії авторів

Haitham Mohammed Ibrahim Al-Zuhairi, University of Technology - Iraq

Lecturer Assistant

Training and Workshop Center

Iqbal Alshalal, University of Technology - Iraq

Lecturer

Training and Workshop Center

Auday Awad Abtan, University of Technology - Iraq

Lecturer Assistant

Training and Workshop Center

Baha Sami Mahdi, University of Technology - Iraq

Lecturer Professor

Department of Production Engineering and Metallurgy

Muna Khalil Asmail, University of Technology - Iraq

Lecturer Assistant

Training and Workshop Center

Посилання

  1. Javidani, M., Larouche, D. (2014). Application of cast Al–Si alloys in internal combustion engine components. International Materials Reviews, 59 (3), 132–158. doi: https://doi.org/10.1179/1743280413y.0000000027
  2. Samal, P., Babu, D. M., Kiran, S. V., Surekha, B., Vundavilli, P. R., Mandal, A. (2020). Study of Microstructural and Machining Characteristics of Hypereutectic Al-Si Alloys Using Wire-EDM for Photovoltaic Application. Silicon, 13 (12), 4407–4419. doi: https://doi.org/10.1007/s12633-020-00742-5
  3. Faraji, M., Yousefzadeh, S., Nassar, M. F., Zahra, M. M. A. (2022). MnCo2O4/N-doped graphene quantum dot vigorously coupled to MXene nanosheet: A bifunctional Oxygen electrocatalyst outperforms Pt/IrO2 benchmark electrocatalysts in metal-air batteries. Journal of Alloys and Compounds, 927, 167115. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167115
  4. Ali, M., Alshalal, I., Al Zubaidi, F. N., Yousif, A. R. (2020). Improvement of Corrosion and Erosion Resistance Properties for Cast Iron. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 881 (1), 012068. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/881/1/012068
  5. Baghani, A., Davami, P., Varahram, N., Shabani, M. O. (2014). Investigation on the Effect of Mold Constraints and Cooling Rate on Residual Stress During the Sand-Casting Process of 1086 Steel by Employing a Thermomechanical Model. Metallurgical and Materials Transactions B, 45 (3), 1157–1169. doi: https://doi.org/10.1007/s11663-013-0015-6
  6. Jadayil, W. M. A. (2011). Studying the effects of varying the pouring rate on the casting defects using nondestructive testing techniques. JJMIE, 5 (6), 521–526. Available at: http://jjmie.hu.edu.jo/files/v5n6/JJMIE%20-207-10.pdf
  7. Ali, M., Alshalal, I., Abtan, A. A., Yousif, A. R., Mohmmed, J. H. (2021). Effect of nano-sized SiO2 particles addition on the surface roughness and micro hardness of copper-based friction materials. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, 44 (2), 104–111. Available at: https://jmerd.net/Paper/Vol.44,No.2(2021)/104-111.pdf
  8. Al-Furjan, M. S. H., Hajmohammad, M. H., Shen, X., Rajak, D. K., Kolahchi, R. (2021). Evaluation of tensile strength and elastic modulus of 7075-T6 aluminum alloy by adding SiC reinforcing particles using vortex casting method. Journal of Alloys and Compounds, 886, 161261. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161261
  9. Salur, E., Acarer, M., Şavkliyildiz, İ. (2021). Improving mechanical properties of nano-sized TiC particle reinforced AA7075 Al alloy composites produced by ball milling and hot pressing. Materials Today Communications, 27, 102202. doi: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102202
  10. Rashnoo, K., Sharifi, M. J., Azadi, M., Azadi, M. (2020). Influences of reinforcement and displacement rate on microstructure, mechanical properties and fracture behaviors of cylinder-head aluminum alloy. Materials Chemistry and Physics, 255, 123441. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.123441
  11. Ibrahim Al-Zuhairi, H. M., Hamza, A. K., Mahdi, B. S., Al-Alkawi, H. J. M. (2020). Effect of Heat Treatment on Toughness and Fatigue Behavior Strength of Steel CK45. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 881 (1), 012069. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/881/1/012069
  12. Baumeister, G., Okolo, B., Rögner, J. (2008). Microcasting of Al bronze: influence of casting parameters on the microstructure and the mechanical properties. Microsystem Technologies, 14 (9-11), 1647–1655. doi: https://doi.org/10.1007/s00542-008-0605-4
  13. Sajjadi, S. A., Ezatpour, H. R., Torabi Parizi, M. (2012). Comparison of microstructure and mechanical properties of A356 aluminum alloy/Al2O3 composites fabricated by stir and compo-casting processes. Materials & Design, 34, 106–111. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.07.037
  14. Lal, S., kumar, A., Kumar, S., Gupta, N. (2021). Characterization of A356/B4C composite fabricated by electromagnetic stir-casting process with vacuum. Materials Today: Proceedings, 34, 832–841. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.830
  15. Fialko, N., Dinzhos, R., Sherenkovskii, J., Meranova, N., Prokopov, V., Babak, V. et al. (2022). Influence on the thermophysical properties of nanocomposites of the duration of mixing of components in the polymer melt. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (116)), 25–30. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255830
  16. Al-Zuhairi, H. M. I., Alshalal, I. (2020). Enhancement of Mechanical Properties of Aluminum Piston Alloy Using Al2O3 Material. 2020 6th International Engineering Conference “Sustainable Technology and Development" (IEC). doi: https://doi.org/10.1109/iec49899.2020.9122921
  17. Khenyab, A. Y., Abed, R. M., Hassan, A. R., Al-Alkawi, H. J. M. (2022). Improving the property of wear rate and hardness by adding hybrid nanomaterials to AA7075. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (12 (116)), 30–36. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255331
  18. Mae, H., Teng, X., Bai, Y., Wierzbicki, T. (2008). Comparison of ductile fracture properties of aluminum castings: Sand mold vs. metal mold. International Journal of Solids and Structures, 45 (5), 1430–1444. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2007.10.016
  19. Fauzi, A., Lalasari, L. H., Sofyan, N., Ferdiansyah, A., Dhaneswara, D., Yuwono, A. H. (2022). Synthesis of titanium dioxide nanotube derived from ilmenite mineral through post-hydrothermal treatment and its photocatalytic performance. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (12 (116)), 15–29. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255145
Influence of the mold type on the mechanical properties of the piston alloy with nano alumina in casting and metal mold

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-10-30

Як цитувати

Al-Zuhairi, H. M. I., Alshalal, I., Abtan, A. A., Mahdi, B. S., & Asmail, M. K. (2022). Вплив лиття у форму на механічні властивості поршневого сплаву з наноглиноземом в литті та металевій формі . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(12 (119), 21–30. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.266263

Номер

Том 5 № 12 (119) (2022): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Haitham Mohammed, Iqbal Alshalal, Auday Awad, Baha Sami, Muna Khalil

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.