Investigation on dry sliding wear behavior of AA5083/nano-Al2O3 metal matrix composites

• Autores: R. Suresh, G. Joshi Ajith, N.G. Siddeshkumar
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 58, Nº. 1, 2022
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Investigación del comportamiento al desgaste por deslizamiento en seco de materiales compuestos de matriz metálica AA5083/NANO-Al2O3
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• Resumen
  • español

    Se ha estudiado el comportamiento tribológico de materiales compuestos de matriz metálica de aluminio (AA5083)/nano-Al2O3 con un porcentaje de refuerzo variable de 2, 4, 6 y 8% en peso de partículas de nano-Al2O3. Los compuestos Al/nano-Al2O3 se prepararon utilizando una ruta de colada por agitación. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido (MEB) de los materiales sugirieron una dispersión casi uniforme de las nanopartículas en la matriz de Al. El comportamiento al desgaste por deslizamiento se estudió utilizando un banco de pruebas pin-on-disc. El plan de experimentos tuvo como referencia la matriz ortogonal L25 de Taguchi utilizando tres parámetros de proceso en cinco niveles, a saber, porcentaje en peso de refuerzo, carga aplicada y distancia de deslizamiento. Los resultados obtenidos revelan que los materiales compuestos reforzados con nanopartículas presentan una mejor resistencia al desgaste. Mientras que la gráfica de efectos principales sugirió que el desgaste aumenta con un aumento en la carga, la distancia de deslizamiento y disminuye con un aumento en el porcentaje de refuerzo. El análisis de varianza (ANOVA) ilustró que la distancia de deslizamiento fue el parámetro más significativo. La morfología de la superficie desgastada del espécimen probado, bajo la condición de carga más alta, reveló la ocurrencia de un fenómeno de desgaste abrasivo.

  • English

    The tribological behavior of aluminum alloy (AA5083)/nano-Al2O3 metal matrix composites with varying reinforcement percentage of 2, 4, 6 and 8 wt.-% nano-Al2O3 particles was studied. The Al/nano-Al2O3 composites were prepared using a stir casting route. The scanning electron microscopy (SEM) images of prepared specimens suggested nearly uniform dispersion of nanoparticles in the Al matrix. Sliding wear behavior was studied using a pin-on-disc test rig. The plan of experiments was in accordance with Taguchi’s L25 orthogonal array using three process parameters at five levels viz. reinforcement weight percentage, applied load and sliding distance. The obtained results reveal that nano-particles reinforced composites exhibited better wear resistance. While the main effects plot suggested that wear increases with an increase in the load, the sliding distance and decreases with an increase in the reinforcement percentage. The analysis of variance (ANOVA) illustrated that the sliding distance was the most significant contributing parameter. The worn surface morphology of the specimen tested under the highest load condition revealed the occurrence of abrasive wear phenomenon.