Investigations on microstructure, hardness and tribological behaviour of AA7075-Al2O3 composites synthesized via stir casting route

• Perumal Ezhilan, Mathusoothana ^[1] ; Emmanual, Loganathan ^[2] ; Alagarsamy, Sivasamy ^[3] ; Meignanamoorthy, Meiyanathan ^[4]
  1. [1] Department of Mechanical Engineering, Rohini College of Engineering and Technology
  2. [2] Department of Mechanical Engineering, M. Kumarasamy College of Engineering
  3. [3] Department of Mechanical Engineering, Mahath Amma Institute of Engineering and Technology
  4. [4] Department of Mechanical Engineering, Chendhuran College of Engineering and Technology

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• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 59, Nº. 4, 2023
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Investigación de la microestructura, dureza y comportamiento tribológico de los materiales compuestos AA7075-Al2O3 sintetizados mediante moldeo por agitación
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    RESUMEN Los materiales compuestos de matriz de aluminio (MCMA) juegan un papel importante en el campo de la automoción y la industria aeroespacial debido a sus excelentes propiedades. En esta investigación, se reforzó la aleación de aluminio AA7075 con partículas de alúmina (Al2O3) para mejorar su dureza y el comportamiento tribológico de la aleación base. Se prepararon cuatro materiales compuestos variando el contenido (4, 8 y 12 % en peso) de partículas de Al2O3 mediante la técnica de moldeo por agitación. La morfología superficial de los compuestos propuestos garantizaba la distribución uniforme de las partículas de Al2O3 en la aleación matriz. La dureza del material compuesto se midió utilizando un durómetro Brinell y el valor máximo de dureza se encontró en el material compuesto AA7075 - 8 % Al2O3. Por lo tanto, se llevó a cabo una investigación tribológica en este compuesto AA7075 - 8 % Al2O3. La carga (P), la velocidad de deslizamiento (V) y la velocidad de deslizamiento (D) se tomaron como parámetros de desgaste para llevar a cabo los experimentos. Se aplicó una técnica de orden de preferencia por similitud a la solución ideal preferida (TOPSIS) para determinar las condiciones óptimas de los parámetros que permitieran obtener la tasa de desgaste (WR) y el coeficiente de fricción (COF) más bajos. Los resultados mostraron que el menor WR y COF se obtuvieron con ‘P’ de 15 N, ‘V’ de 1 m•s-1 y ‘D’ de 1000 m•s-1. Los resultados del ANOVA revelaron que “P” es el factor con la contribución más significativa (38,36%), seguido de “D” (28,32%). La morfología de la superficie desgastada de la probeta del experimento de confirmación se investigó mediante SEM y se informó del mecanismo de desgaste.

  • English

    Aluminium matrix composite (AMC) materials play an important role in the field of automobile and aerospace industries due to their excellent properties. In this research, aluminium alloy (AA7075) was reinforced with alumina (Al2O3) particles to improve their hardness and tribological behaviour of the base alloy. Four composites were prepared by varying the content (4, 8 and 12 wt.%) of Al2O3 particles through the stir casting technique. The surface morphology of the proposed composites ensured the uniform distribution of Al2O3 particles into the matrix alloy. The hardness of the composite was measured using a Brinell hardness tester and the maximum value of hardness was found in the AA7075 - 8 wt.% Al2O3 composite. Hence, a tribological investigation was carried out on this AA7075 - 8 wt.% Al2O3 composite. Load (P), sliding speed (V) and sliding velocity (D) were taken as the wear parameters for conducting the experiments. A Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Preferred Solution (TOPSIS) approach has been applied to find out the optimal conditions of parameters to obtain the lowest wear rate (WR) and the co-efficient of friction (COF). The results showed that the lowest WR and COF was obtained at ‘P’ of 15 N, ‘V’ of 1 m•s-1 and ‘D’ of 1000 m•s-1. ANOVA results revealed that ‘P’ is the factor with the most significant contribution (38.36%), followed by ‘D’ (28.32%). The worn surface morphology of the confirmation experiment specimen was investigated by SEM and the wear mechanism was reported.