Визначення закономірностей впливу високої температури на постійну та змінну втомну діяльність нанокомпозиту AA7075-Al2O3, виготовленого методом перемішувального литя
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.276835Ключові слова:
AA7075, керамічні частинки Al2O3, механічні властивості, характеристика втоми, висока температураАнотація
Метою цього дослідження є визначення впливу високої температури на довговічність нанокомпозитів AA7075-Al2O3 (6 мас. % Al2O3), виготовлених методом лиття з перемішуванням. Завданням дослідження є визначення довговічності, опору втомі та механічних властивостей нанокомпозиту за постійних та змінних умов навантаження при підвищених температурах, а також виявлення змін у його поведінці внаслідок дії високих температур. Результати показують, що більш високі температури мають великий вплив на характеристики втоми нанокомпозиту за обох умов навантаження. Коли матеріал випробовували при високій температурі (150 °C) із додаванням 6 мас. % Al2O3, межа міцності на розрив і межа текучості зросла на 16 % і 15,7 % відповідно. Його стійкість до втоми також була успішно випробувана як в умовах змінної, так і постійної амплітуди навантажень. Інтерпретація результатів свідчить про те, що зміни мікроструктури нанокомпозитного матеріалу при підвищених температурах призводять до збільшення щільності дислокацій та розміру зерна, що призводить до покращення його механічних властивостей. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації процесу виготовлення нанокомпозиту та підвищення його стійкості до втоми при високих температурах. Крім того, результати можуть бути використані для вдосконалення дизайну аерокосмічних компонентів і високотемпературних двигунів, для яких потрібні матеріали з відмінною стійкістю до втоми при підвищених температурах. Таким чином, дослідження впливу високої температури на постійну та змінну довговічність нанокомпозиту AA7075- Al2O3дає цінну інформацію про механічні властивості матеріалу. Отримані висновки сприяють розробці матеріалів, здатних витримувати високі температури, що має значення для різноманітних галузей промисловості.
Спонсор дослідження
- The authors would like to express their gratitude to the Iraqi Ministry of Higher Education and Scientific Research for their support during this project.
Посилання
- Aynalem, G. F. (2020). Processing Methods and Mechanical Properties of Aluminium Matrix Composites. Advances in Materials Science and Engineering, 2020, 1–19. doi: https://doi.org/10.1155/2020/3765791
- Hussain, F., Abdullah, S., Nuawi, M. Z. (2016). Effect of temperature on fatigue life behaviour of aluminium alloy AA6061 using analytical approach. Journal of Mechanical Engineering and Sciences, 10 (3), 2324–2335. doi:https://doi.org/10.15282/jmes.10.3.2016.10.0216
- RaviKumar, M., Reddappa, H. N., Suresh, R. (2018). Mechanical and Wear behavior of Al7075/Al2O3/SiC Hybrid Composite. Materials Today: Proceedings, 5 (2), 5573–5579. doi:https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.12.148
- Abed, R. M., Khenyab, A. Y., Alalkawi, H. J. M. (2021). Development in mechanical and fatigue properties of AA6061/AL2O3 nanocomposites under stirring temperature (ST). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (12 (112)), 47–52. doi:https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.238588
- Winter, L., Hockauf, K., Lampke, T. (2018). Temperature and Particle Size Influence on the High Cycle Fatigue Behavior of the SiC Reinforced 2124 Aluminum Alloy. Metals, 8 (1), 43. doi: https://doi.org/10.3390/met8010043
- Al-Mushehdany, A. M., Yahya, M. M., Hmood, B. K., Alalkawi, H. J. M. (2022). Using modern concepts in the design of extrusion dies to improve the mechanical extrusion and fatigue properties for AA1100. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (12 (119)), 31–37. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265712
- Bharath, V., Ashita, D. H., Auradi, V., Nagaral, M. (2020). Influence of variable particle size reinforcement on mechanical and wear properties of alumina reinforced 2014Al alloy particulate composite. FME Transactions, 48 (4), 968–978. doi: https://doi.org/10.5937/fme2004968b
- Mahdi, H. S., Alalkawi, H. J., Mohamed, M. T., Faris, S. T. (2022). Evaluation of creep-fatigue life and strength for AA7001-T6 under constant amplitude loading. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (12 (118)), 22–28. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263344
- Radha Krishnan, B., Theerkka Tharisanan, R., Arumuga Prabu, V., Immanuel, P., Ramakrishnan, A. (2022). Experimental investigation of mechanical properties of Al7075-Al2O3-B4C composite via stir route. Materials Today: Proceedings, 64, 1721–1724. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.05.498
- Zahra, H. S. (2017). The effect of Al2O3 nano materials on fatigue behavior of Al2O3 nano materials on fatigue behavior of 7075Al-alloy. Al. Mustansiriahah University.
- Fadhel, E. Z. (2018). Effect of the Elevated Temperature on Fatigue Behavior of Aluminum Alloy AA 7075. Journal of University of Babylon for Engineering Sciences, 26 (8), 256–264. Available at: https://www.journalofbabylon.com/index.php/JUBES/article/view/1630
- Allawi, H. Al., Hatem, K., Driss, Z., Alalkawi, H. J. M. (2023). Safe fatigue life model for AA2024-T4 and AA2024-T361 under combined high temperature and shot peening. Cyrved and Layered Structures.
- Adil, A. N., Alasadi, A. A., Alalkawi, H. J. M. (2023). Effect of nano particle size on mechanical and fatigue behaviour of TiO_2 particular. Reinforced aluminum alloy composites. IJNE, 16 (3).
- ASTM B221-14. Standard Specification For Aluminum And Aluminum-Alloy Extruded Bars, Rods, Wire, Profiles, And Tubes. Available at: https://webstore.ansi.org/standards/astm/astmb22114
- Ghdhban, T. Y. (2020). Design and Modification of a computerized tensile test machine at high temperature. University of Technology.
- Designation: E8/E8M – 09 Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. Available at: https://www.academia.edu/14298711/Designation_E8_E8M_09_Standard_Test_Methods_for_Tension_Testing_of_Metallic_Materials
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Muzher Taha Mohamed, Rawa A. Helal, Sami A. Nawi, Hussain Jasim Alalkawi, Ahmed AAG Al-rubaiy
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.
