J.Rodríguez, P. Poza, M. A. Garrido Maneiro, A. Rico

Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales,

Universidad Rey Juan Carlos. Tulipan s/n, 28933 Móstoles (Madrid), España

ABSTRACT: Aluminium matrix composites reinforced with ceramic particles exhibit better properties than the corresponding unreinforced alloys, particularly the wear resistance. This work presents a comparative study of the sliding wear behaviour of an aluminium-lithium (Al-8090) composite material reinforced with silicon carbide particles (15% in vol.) and the unreinforced alloy. The experimental results were obtained from pin on disc tests where the normal load and the temperature were varied. The material without reinforcement behaves better than the composite material under mild wear conditions. Nevertheless, in the severe wear regime (high temperature and high pressure) the composite wear resistance is higher than that of the unreinforced alloy. The particles of the reinforcement stabilize thermally the aluminium-lithium alloy and their mechanical properties remain at higher temperatures. For that reason, the transition temperature from mild to severe wear is higher in the composite material than in the unreinforced alloy.

Keywords: sliding wear, metal – matrix composites, mechanically mixed layers (mml), temperature effect.

Resumen

Los materiales compuestos de matriz de aluminio reforzados con partículas cerámicas presentan mejores propiedades que las correspondientes aleaciones sin reforzar. La resistencia al desgaste es una de las propiedades que se ven más afectadas por la presencia del refuerzo. En este trabajo se ha realizado un estudio comparativo del comportamiento frente al desgaste por deslizamiento de material compuesto de matriz de aluminio-litio (Al – 8090) reforzado con un 15 % en volumen de partículas de carburo de silicio y la correspondiente aleación sin reforzar. Los resultados experimentales corresponden a ensayos de punzón sobre disco (pin on disc) en los que se ha variado la carga normal y la temperatura. A pesar de lo que inicialmente podría esperarse, el material sin reforzar se comporta mejor que el material compuesto en condiciones de desgaste suave. Sin embargo, cuando las condiciones de desgaste son más exigentes (alta temperatura y elevada presión) el material compuesto presenta una mayor resistencia al desgaste que el material sin reforzar. Las partículas del refuerzo estabilizan térmicamente la aleación de aluminio-litio y como consecuencia de ello, la temperatura de transición entre el régimen de desgaste suave y el de desgaste severo es más elevada en el material compuesto que en la aleación sin reforzar.

Palavras chave: Desgaste por deslizamiento, materiales compuestos de matriz metálica, capas de aleación mecánica, efecto de la temperatura.

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