Effect of ZrO2 quantity on mechanical properties of ZrO2-reinforced aluminum composites produced by the vacuum infiltration technique

• Autores: Muharrem Pul
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 57, Nº. 2, 2021, págs. 195-195
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de la cantidad de ZrO 2 sobre las propiedades mecánicas de los compuestos de aluminio reforzados con ZrO 2 producidos por la técnica de infiltración al vacío
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• Resumen
  • español

    Este estudio tiene como objetivo demostrar el efecto de la cantidad de ZrO2 en los materiales compuestos reforzados con ZrO2 basados en la aleación de aluminio 2024 obtenidos mediante la técnica de infiltración al vacío, con escasa información en la bibliografía. Se utilizó el ZrO2 como elemento de refuerzo en proporciones de 5%, 10%, 15% y 20%. Después del proceso de fabricación, se midió la densidad de los materiales compuestos y se investigó su microestructura mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido (SEM). El estudio también se ocupó de la determinación de las propiedades mecánicas de los materiales compuestos obtenidos. Para ello, se realizaron mediciones de dureza y pruebas de resistencia a la rotura cruzada, así como pruebas de desgaste mediante abrasivo. El análisis de microestructura reveló que el elemento aditivo ZrO2 se distribuyó parcialmente de manera homogénea en la estructura compuesta y que la humectación entre Al 2024 y ZrO2 fue adecuada. El aumento de las cantidades de ZrO2 dio lugar a valores más altos de densidad, dureza y resistencia al desgaste. Sin embargo, la resistencia a la rotura cruzada disminuyó. En resumen, los resultados de este estudio revelaron que el refuerzo de ZrO2 mejoró las propiedades mecánicas de la aleación Al 2024.

  • English

    This study aims to demonstrate the effect of ZrO2 quantity on the Al 2024-based ZrO2-reinforced composite materials produced by using the vacuum infiltration technique, which is reported relatively less often in the literature. ZrO2 was used as the reinforcing element with ratios of 5%, 10%, 15%, and 20%. Following the production process, the density of the composite materials was measured, and their microstructures were investigated under the optical microscope and scanning electron microscope (SEM). The study also dealt with the determination of the mechanical properties of the produced composite materials. To this end, hardness measurements were done and cross-breaking strength tests, as well as abrasive wear tests, were conducted. The microstructure analysis revealed that the ZrO2 additive element was partially homogeneously distributed in the composite structure and the wetting between Al 2024 and ZrO2 was successful. Increasing the ZrO2 amounts gave rise to higher density, hardness and wear resistance values. However, cross-breaking strength decreased. To sum up, the results of this study revealed that the ZrO2 reinforcement improved the mechanical properties of Al 2024.