MECHANICAL AND WEAR BEHAVIOR FOR ALUMINUM ALLOY REINFORCED WITH DUAL NANOPARTICULATE (TiO2 + SiO2 )

Abstract

ABSTRACT

This thesis is devoted to studying the influence of adding different weight ratios of TiO2 and SiO2 nanoparticles powder on the Al6061 alloy's mechanical characteristics and wear resistance. Composite materials containing different ratios of TiO2 : SiO2 (0.1:0, 0:0.1,0.1:0.1, 0.3:0, 0:0.3, 0.3:0.3, 0.5:0, 0:0.5, 0.5:0.5, 0.1:0.3, 0.1:0.5, 0.3:0.1, 0.3:0.5, 0.5:0.1, 0.5:0.3) were cast by the stirring method. The microstructure and phases are achieved through optical microscopy, SEM, and X-ray diffraction. The results displayed homogeneity in the base alloy's microstructure, where the reinforcing particles are distributed. The tensile and hardness Test conducted the mechanical properties. The ultimate tensile strength and yield strength increased by adding both TiO2 and SiO2 nanoparticles of more than0.5 wt%,the tensile strength became 151.12MPa and the yield strength 76.87MPa. But the elongation decreased, and elongation became 9.61% compared to 31.39% in the base alloy. The hardness test results displayed that the hybrid composite having 0.5 wt% for both TiO2 and SiO2 nanoparticles had higher hardness than other composites and base alloys; the amount of hardness in 0.5%wt hybrid composite became 77.35HV compared to 68.88HV in the base alloy. The wear rate measurement by the pin on the disc device for both the basic alloy and the hybrid composite. The wear results showed a decrease in the wear rate at 0.5 wt% of both TiO2 and SiO2 nanoparticles containing composites as compared to the other composites and the base alloy samples,And it was worth0.82*10^-8 gm/cm compared to 1.82*10^-8gm/cm in the base alloy.

ÖZET

Bu makale, farklı ağırlık oranlarında TiO2 ve SiO2 nanoparçacık tozu eklenmesinin Al6061 alaşımının mekanik özellikleri ve korozyon direnci üzerindeki etkisini incelemeye ayrılmıştır. Farklı TiO2 oranları içeren kompozit malzemeler: SiO2 (0.1:0, 0.1:0.1, 0:0.1, 0.3:0, 0:0.3, 0.3:0.3, 0.5:0, 0:0.5, 0.5:0.5, 0.1:0.3, 0.1:0.5, 0.3:0.1, 0.3:0.5, 0.5:0.1, 0.5:0.3) karıştırma yöntemiyle dökülmüştür. Mikro yapı ve fazlar, optik mikroskopi, SEM ve X-ışını kırınımı yoluyla elde edilir. Sonuçlar, temel alaşımın mikro yapısındaki takviye edici parçacıkların dağılımında büyük ölçüde homojenlik elde edildiğini gösterdi. Çekme ve sertlik testi mekanik özellikleri gerçekleştirdi. Nihai çekme mukavemeti ve akma mukavemeti, ağırlıkça %0.5'e kadar hem TiO2 hem de SiO2 nanoparçacıklarının eklenmesiyle arttı, gerilme mukavemeti 151.12MPa ve akma mukavemeti 76.87MPa oldu. Ancak uzama azaldı ve uzama, baz alaşımdaki %31.39'a kıyasla %9.61 oldu. Sertlik testi sonuçları, ağırlıkça %0.5 hem TiO2 hem de SiO2 nanoparçacıkları içeren hibrit kompozitin diğer kompozitlere ve baz alaşımlara göre daha yüksek sertliğe sahip olduğunu göstermiştir; ağırlıkça %0.5 hibrit kompozitteki sertlik miktarı, baz alaşımdaki 68.88HV'ye kıyasla 77.35HV oldu. Hem temel alaşım hem de hibrit kompozit için disk cihazı üzerindeki pim ile aşınma oranı ölçümü. Aşınma sonuçları, kompozit içeren hem TiO2 hem de SiO2 nanoparçacıklarının ağırlıkça %0.5'inde, diğer kompozitlere ve baz alaşım numunelerine kıyasla aşınma oranında bir azalma olduğunu gösterdi ve bu değer, diğer kompozitlere ve baz alaşım numunelerine göre 0,82*10^-8 gm/cm değerindeydi. Baz alaşımda 1.82*10^-8gm/cm.