Effect of re−sintering temperature on compact microstructure and compressive properties of SiC and Ti reinforced aluminum matrix composites by powder metallurgy

ABSTRACT

SiC and Ti reinforced aluminum matrix composites (AMCs) were fabricated by powder metallurgy, which were sintered at different re−sintering temperatures to improve their compressive property. The microstructure, phases, and nanohardness of obtained AMCs were analyzed using an optical microscope (OM), X–ray diffraction (XRD), and nano indenter, respectively. The effect of re−sintering temperature on the compressive property of SiC and Ti reinforced AMC was measured using an electronic universal machine, and the fracture morphologies and chemical compositions were investigated using a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS), respectively. The results show that the grains on the SiC and Ti reinforced AMCs become finer and slender with the increase of re−sintering temperature in the range of 700–750°C, which further strengthen their mechanical property. The density and contribution of dislocation are also improved with the increase of re−sintering temperature. The elevated re−sintering temperature improves the dispersive distribution of reinforcements and decreases the porosity, which increases the nanohardness and elastic modulus of SiC and Ti reinforced AMCs. The compressive strength of SiC and Ti reinforced AMCs re−sintered at 750 ^oC is superior to that re−sintered at 700°C due to the combination of fine grain and dislocation strengthening.

On a fabriqué par métallurgie des poudres des composites à matrice d’aluminium (AMC) renforcés de SiC et de Ti que l’on a fritté à différentes températures de refrittage pour améliorer leur propriété de compression. On a analysé la microstructure, les phases et la nanodureté des AMC obtenus en utilisant un microscope optique (MO), la diffraction des rayons-X (XRD) et un nano pénétrateur, respectivement. On a mesuré l’effet de la température de refrittage sur la propriété de compression de l’AMC renforcé de SiC et de Ti en utilisant une machine universelle électronique et l’on a examiné les morphologies de rupture et les compositions chimiques en utilisant un microscope électronique à balayage (MEB) et un spectromètre à dispersion d’énergie (EDS), respectivement. Les résultats montrent que le nombre de grains grossiers sur les AMC renforcés de SiC et de Ti diminue avec l’augmentation de la température de refrittage dans la plage de 700 à 750°C et les grains raffinés deviennent élancés et en forme de colonnes, ce qui renforce davantage leur propriété mécanique. Pendant ce temps, la densité et la contribution de la dislocation sont également améliorées avec l’augmentation de la température de refrittage. La température de refrittage élevée améliore la distribution de la dispersion des renforcements et diminue la porosité, ce qui augmente la nanodureté et le module d’élasticité des AMC renforcés de SiC et de Ti. La résistance à la compression des AMC renforcés de SiC et Ti refrittés à 750°C est supérieure à celle de 700°C, ce qui est attribué à la combinaison des grains fins et du renforcement des dislocations.

KEYWORDS:

• Aluminum matrix composites (AMCs)
• SiC whisker
• Ti particle
• re−sintering temperature
• compressive property

Acknowledgements

The authors would like to acknowledge the Key Projects of the 13th Five–Year Plan Equipment Pre−research Foundation of the Ministry of Equipment Development of the Central Military Commission of China (No: 6140922010201) and Key R & D plan of Zhenjiang in 2018 (GY2018021).

Disclosure statement

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.