KFUPM ePrints

WEAR BEHAVIOR OF MAGNESIUM BASED NANOCOMPOSITES

l WEAR BEHAVIOR OF MAGNESIUM BASED NANOCOMPOSITES. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
4Mb

Arabic Abstract

في ھذا العمل، تم دراسة سلوك البرى للمواد النانو مركبة / الماغنسيوم والمدعمة بجسيمات نانوية مختلفة باستخدام دبوس على قرص تحت ظروف الانزلاق الجافة. من خليط الماغنسيوم والمدعمة AZ في المجموعة الأولى من المواد ، تمت دراسة سلوك البرى لسبائك 31 من انابيب الكربون نانوية باستخدام حمل فى مدى %.vol 3 و 5 O2vol.% Al بجسيمات نانوية مختلفة 5.1 ومسافة انزلاق تصل إلى 2122 م. وأظهرت نتائج الاختبار أن m/s 2 و 1 ، 22-1 نيوتن وسرعة الانزلاق 5 معدلات البرى لسبائك المغنيسيوم زادت بزيادة نسبة المواد الداعمة. وحدد المسح الضوئي المجهر الإلكتروني ان آليات البرى ھى التاكل و الأكسدة، والالتصاق وتليين الحرارية .ان معلات التاكل العالية فى المواد )SEM( النانومركبه ترجع الى الممطوليه العاليه ، المسامية وعدم تطابق معاملات التمدد الحراري بين المواد الداعمة و مصفوفة السبيكة. Mg/Y2O في المجموعة الثانية من المواد، تمت دراسة سلوك البرى الجاف لمواد نانو مركبة من 3 32- تمت الدراسة باستخدام باستخدام حمل فى مدى 1 %.vol 5.2- مدعمة بمقادير متفاوتة من النيكل من 2.3 ومسافة انزلاق تصل إلى 5222 م. اوضحت نتائج الاختبار ان معدل m/s. نيوتن وسرعة ثابته للانزلاق 2.1 التاكل .يتناقص مع زيادة نسبة النيكل. تحسين مقاومة البرى للمواد النانو مركبه يعزى إلى تحسين صلابة ومقاومقة المواد مع زيادة نسبة النيكل. وحدد الميكروسكوب الإلكتروني اوضحت ان آليات البرى ھى التاكل و الأكسدة، والالتصاق Mg/Y2O في المجموعة الثالثة ، تمت دراسة سلوك البرى الجاف لمواد نانو مركبة من 3 32- تمت الدراسة باستخدام باستخدام حمل فى مدى 1 %.vol 5.2- مدعمة بمقادير متفاوتة من النحاس بنسب 2.3 ومسافة انزلاق تصل إلى 5222 م. أظهرت نتائج الاختبار تحسنا طفيفا m/s. نيوتن وسرعة ثابته للانزلاق 5 تحسين مقاومة للمواد نانو مركبة يعزى إلى تحسين صلادة المواد مع .vol.% Cu في مقاومة البرى مع 5.2 حدد البرى و الأكسدة والالتصاق وتنسل )SEM( المسح الضوئي المجهر الإلكتروني .Cu زيادة في محتوى الأطراف كاليات للبرى .

English Abstract

In the present work, wear behavior of magnesium based nanocomposites reinforced with different nanoparticles were investigated by using pin-on-disc configuration under dry sliding conditions. In the first group of materials, dry sliding wear behavior of AZ31 magnesium alloy and its nanocomposites reinforced with 1.5 vol.% Al2O3 and 1 vol.% CNT were studied within a load range of 5-20 N at sliding speeds of 1, 2 and 5 m/s for sliding distance up to 2500 m. The test results showed that the wear rates of the magnesium alloy increases with the addition of reinforcement. Scanning electron microscopy (SEM) identified abrasion, oxidation, delamination, adhesion and thermal softening as the dominant wear mechanisms. The high wear rates in the nanocomposites were attributed to higher ductility, porosity and mismatch of thermal expansion coefficients between the reinforcement and matrix alloy. In the second group of materials, dry sliding wear behavior of Mg/Y2O3 nanocomposites reinforced with varying amounts of nickel from 0.3-1.0 vol.% were studied within a load range of 5-30 N at a constant sliding speed 0.5 m/s for sliding distance up to 1000 m. The test results showed that the wear rates of the Mg/Y2O3 nanocomposites decreases with increase in amount of Ni. The improvement in wear resistance of the nanocomposites was attributed to the improved hardness and strength of the material with increase in Ni content. Scanning electron microscopy (SEM) identified abrasion, oxidation, delamination, adhesion as the dominant wear mechanisms. In the third group of materials, dry sliding wear behavior of Mg/Y2O3 nanocomposites reinforced with varying amounts of copper from 0.3-1.0 vol.% were studied within a load range of 5-30 N at a constant sliding speed 1 m/s for sliding distance up to 1000 m. The test results showed slight improvement in the wear resistance of Mg/Y2O3 nanocomposite with 1.0 vol.% Cu. The improvement in wear resistance of the nanocomposites was attributed to the improved hardness of the material with increase in Cu content. Scanning electron microscopy (SEM) identified abrasion, oxidation, adhesion and mild delamination as the dominant wear mechanisms.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Engineering
Mechanical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Committee Advisor:Syed, Fida Hassan
Committee Members:Al-Qutub, Amro and Laoui, Tahar
ID Code:138896
Deposited By:SYED ZABIULLAH (g200904170)
Deposited On:15 Jun 2013 13:31
Last Modified:24 Nov 2014 10:46

Repository Staff Only: item control page