Abstract
The aim of present work is to improve mechanical and fatigue properties for Aluminum alloy7049 by using Nano composites technique. The ZrO2 with an average grain diameter of 30-40 nm, was selected as Nano particles, to reinforce Aluminum alloy7049 with different percentage as, 2, 4, 6 and 7 wt%. The Stir casting method was used to fabricate the Nano composites materials due to economical route for improvement and processing of metal matrix composites. The experimental results were shown that the adding of zirconium oxide (ZrO2) as reinforced material leads to improve mechanical properties. The best percentage of improvement of mechanical properties of 7049 AA was with 4% wt. of ZrO2 about (7.76% σ_u) for ultimate tensile stress UTS, (9.62% σ_y) for yield stress YS and (9.92%) for hardness HB than other of adding of 2, 6 and 7% of ZrO2. Also the results shown that the fatigue strength of 7049 AA with 4 wt% ZrO2 nanoparticles is higher than that of 7049 AA under constant loading 9.86% at 108 cycles as well as the fatigue life factor (IFLF %) at different amplitude stress 400, 350, 300 and 250 MPa was improvement in range 66, 115, 63 and 107% respectively.
Keywords
7049 AA
nanomaterial
Stir casting.
ZrO2
Abstract
الهدف من العمل الحالي هو تحسين الخصائص الميكانيكية والكلال لسبائك الألومنيوم 7049 باستخدام تقنية المركبات النانوية. تم اختيار ZrO2 بمتوسط قطر الحبوب 30-40 نانومتر ، كجسيمات نانوية ، لتدعيم سبائك الألومنيوم 7049 بنسب وزنية مئوية مختلفة 2 ، 4 ، 6 و 7٪. تم استخدام طريقة الصب (Stir casting method ) لتصنيع المركبات النانوية بسبب العامل الاقتصادي لتحسين مركبات المصفوفة المعدنية وتصنيعها. أظهرت النتائج العملية أن إضافة أوكسيد الزركونيوم (ZrO2) مادة نانوية مدعمة تؤدي إلى تحسين الخواص الميكانيكية وان أفضل نسبة تحسين في الخواص الميكانيكية لـ 7049 AA كانت بـاستخدام نسبة وزنية 4٪ فكانت نسبة التحسين تساوي (σu 7.76 ٪) و (9.615σy ٪) و (9.92 ٪) للإجهاد الشد الاقصى UTS و للإجهاد الخضوع YSو للصلابة HB على التوالي من غيرها عند استخدام 2 ، 6 و 7 ٪ من ZrO2. كما أظهرت النتائج أن متانة الكلال لسبيكة 7049 AA عند استخدام 4 ٪ من الجسيمات النانوية ZrO2 أعلى بنسبة 9.86 ٪ من متانة الكلال لسبيكة الالمنيوم 7049 AA بدون اضافة اي نسبة من اوكسيد الزركونيوم عند اختبار حمل ثابت عند 108 دورة ، فضلا عن معامل عمر الكلال (IFLF ٪) عند اختبار بإجهادات مختلفة كانت 400 و 350 و 300 و 250 ميكا باسكال تحسنًا بحدود 66 و 115 و 63 و 107٪ على التوالي.