Application of FSP Technology in Formation Process of Composite Microstructure in AlZn5.5MgCu Aluminium Alloy Surface Layer Reinforced with SiC Particles
PBN-AR
Instytucja
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki (Politechnika Częstochowska)
Informacje podstawowe
Główny język publikacji
en
Czasopismo
Composites Theory and Practice (11pkt w roku publikacji)
ISSN
2084-6096
EISSN
2299-128X
Wydawca
Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
DOI
URL
Rok publikacji
2017
Numer zeszytu
Strony od-do
51-56
Numer tomu
R.17, nr 1
Identyfikator DOI
Liczba arkuszy
Autorzy
(liczba autorów: 4)
Pozostali autorzy
+ 3
Słowa kluczowe
en
composite
surface layer
friction stir processing
AlZn5.5MgCu aluminium alloy
pl
warstwa wierzchnia
kompozyt
modyfikacja tarciowa z mieszaniem materiału
stop aluminium AlZn5.5MgCu
Streszczenia
Język
en
Treść
In this study an effort was made to form a composite microstructure in the surface layer of the AlZn5.5MgCu aluminium alloy using FSP technology by introducing SiC particles to the alloy. In the experiment the multi-chamber solution was used, which consists in placing SiC powder in chambers separated one from another, cut into the modified material, perpendicular to the sample surface. To perform the friction stir processing a tool with a threaded pin was used. Evaluation of the surface treatment effects was carried out by means of both light and scanning electron microscopy. In addition EDS analysis was performed as well as a comparative measurement of hardness. The conducted examinations showed strong refinement of the of aluminium alloy structure and intense dispersion of the SiC particles in the surface layer of the material, resulting in the formation of a metal-ceramics type composite microstructure. The presence of SiC particles was found in both the stirred zone (SZ) and the thermo-mechanically affected zone (TMAZ). The consequence of the strong refinement of the microstructure and the introduction of SiC particles was a considerable increase in the hardness of the surface layer of the modified material. The performed experiment showed the effectiveness of the applied multi-chamber technology and the possibility to create a composite microstructure in the surface layer of the AlZn5.5MgCu aluminium alloy.
Język
pl
Treść
W pracy podjęto próbę wytworzenia mikrostruktury kompozytowej w warstwie wierzchniej stopu aluminium AlZn5.5MgCu za pomocą technologii FSP (Friction Stir Processing) poprzez wprowadzanie do stopu cząstek SiC. W eksperymencie wykorzystano technologię wielokomorową FSP, polegającą na umieszczeniu proszku SiC w odseparowanych od siebie komorach wydrążonych w materiale modyfikowanym prostopadle do powierzchni próbki. Do przeprowadzenia obróbki tarciowej zastosowano narzędzie z gwintowanym trzpieniem. Ocenę efektów obróbki powierzchniowej wykonano za pomocą mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Wykonano także analizę EDS oraz porównawczy pomiar twardości. Przeprowadzone badania wykazały silne rozdrobnienie mikrostruktury stopu aluminium oraz intensywne rozproszenie cząstek SiC w warstwie wierzchniej materiału, skutkujące powstaniem mikrostruktury kompozytowej typu metal- -ceramika. Obecność cząstek SiC ujawniono zarówno w strefie wymieszania SZ (stirred zone), jak i w strefie odkształcenia termomechanicznego TMAZ (thermo-mechanically affected zone). Konsekwencją silnego rozdrobnienia mikrostruktury oraz wprowadzenia cząstek SiC był znaczący wzrost twardości warstwy wierzchniej materiału modyfikowanego. Przeprowadzone badania wykazały skuteczność zastosowanej technologii wielokomorowej i możliwość wytworzenia mikrostruktury kompozytowej w warstwie wierzchniej stopu aluminium AlZn5.5MgCu.
Cechy publikacji
original-article
Inne
System-identifier
54507