Published September 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Effect of nano-TiO2 particles addition on dissimilar AA2024 and AA2014 based composite developed by friction stir process technique

Creators

  • 1. Gautam Buddha University
  • 2. Chandigarh University
  • 3. Qingdao University of Science and Technology
  • 4. Qingdao University of Technology
  • 5. Ural Federal University
  • 6. Universidad Internacional
  • 7. Ibero-American University Puebla
  • 8. Ibero American University
  • 9. Uttaranchal University
  • 10. Future University in Egypt
  • 11. King Khalid University

Description

Aluminum composite materials have gained immense popularity in the construction and aerospace industries as these materials are lightweight, durable, and exhibit a high strength-to-weight ratio. The present study aims to develop dissimilar AA2024 and AA2014-based composite materials using nono-TiO2 reinforcement particles via Friction Stir Processing (FSP) techniques. The FSP technique is a solid-state processing method that is used to modify the properties of metal alloys without altering their chemical composition. The samples were prepared by placing a nono-TiO2over AA2024 and AA2014 aluminum alloys sheet and subjected to FSP process parameters. The microstructure, hardness, and tensile properties of the composite samples were assessed using scanning electron microscopy (SEM), Vickers hardness tester, and tensile testing machine respectively. The results showed that the FSP technique led to the formation of a homogeneous and fine-grained microstructure in the composite samples. The nano-TiO2 reinforcement also provided additional strengthening to the AA2024 and AA2014 aluminum alloys matrix resulting in improved hardness and tensile properties of the composites. The resulting composites exhibited enhanced wear resistance properties. The FSP method presented in this study has implications for extending the properties of other metal alloys, opening up new avenues for research in the field of materials science.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

اكتسبت المواد المركبة المصنوعة من الألومنيوم شعبية هائلة في صناعات البناء والفضاء حيث أن هذه المواد خفيفة الوزن ومتينة وتظهر نسبة عالية من القوة إلى الوزن. تهدف الدراسة الحالية إلى تطوير مواد مركبة مختلفة أساسها AA2024 و AA2014 باستخدام جزيئات التعزيز غير TiO2 عبر تقنيات معالجة التحريك الاحتكاكي (FSP). تقنية FSP هي طريقة معالجة الحالة الصلبة التي تستخدم لتعديل خصائص السبائك المعدنية دون تغيير تركيبها الكيميائي. تم تحضير العينات عن طريق وضع لوح سبائك الألومنيوم nono - TiO2over AA2024 و AA2014 وإخضاعها لمعاملات معالجة FSP. تم تقييم البنية المجهرية والصلابة وخصائص الشد للعينات المركبة باستخدام المسح المجهري الإلكتروني (SEM) واختبار صلابة فيكرز وآلة اختبار الشد على التوالي. وأظهرت النتائج أن تقنية الشرطة السورية الحرة أدت إلى تكوين بنية مجهرية متجانسة ودقيقة الحبيبات في العينات المركبة. كما وفرت تقوية النانو تي أو 2 تقوية إضافية لمصفوفة سبائك الألومنيوم AA2024 و AA2014 مما أدى إلى تحسين خصائص الصلابة والشد للمواد المركبة. أظهرت المواد المركبة الناتجة خصائص مقاومة تآكل محسنة. إن طريقة الشرطة السورية الحرة المقدمة في هذه الدراسة لها آثار على توسيع خصائص السبائك المعدنية الأخرى، وفتح طرق جديدة للبحث في مجال علوم المواد.

Translated Description (French)

Les matériaux composites en aluminium ont acquis une immense popularité dans les industries de la construction et de l'aérospatiale, car ces matériaux sont légers, durables et présentent un rapport résistance-poids élevé. La présente étude vise à développer des matériaux composites différents à base d'AA2024 et d'AA2014 en utilisant des particules de renforcement nono-TiO2 via des techniques de traitement par agitation par friction (FSP). La technique FSP est une méthode de traitement à l'état solide qui est utilisée pour modifier les propriétés des alliages métalliques sans modifier leur composition chimique. Les échantillons ont été préparés en plaçant une feuille d'alliages d'aluminium nono-TiO2 sur AA2024 et AA2014 et soumis à des paramètres de processus FSP. La microstructure, la dureté et les propriétés de traction des échantillons composites ont été évaluées à l'aide de la microscopie électronique à balayage (MEB), du testeur de dureté Vickers et de la machine d'essai de traction respectivement. Les résultats ont montré que la technique FSP conduisait à la formation d'une microstructure homogène et à grains fins dans les échantillons composites. Le renfort nano-TiO2 a également fourni un renforcement supplémentaire à la matrice d'alliages d'aluminium AA2024 et AA2014, ce qui a permis d'améliorer la dureté et les propriétés de traction des composites. Les composites obtenus présentaient des propriétés améliorées de résistance à l'usure. La méthode FSP présentée dans cette étude a des implications pour étendre les propriétés d'autres alliages métalliques, ouvrant de nouvelles voies pour la recherche dans le domaine de la science des matériaux.

Translated Description (Spanish)

Los materiales compuestos de aluminio han ganado una inmensa popularidad en las industrias de la construcción y aeroespacial, ya que estos materiales son ligeros, duraderos y exhiben una alta relación resistencia-peso. El presente estudio tiene como objetivo desarrollar materiales compuestos basados en AA2024 y AA2014 diferentes utilizando partículas de refuerzo no TiO2 a través de técnicas de procesamiento de agitación por fricción (FSP). La técnica FSP es un método de procesamiento en estado sólido que se utiliza para modificar las propiedades de las aleaciones metálicas sin alterar su composición química. Las muestras se prepararon colocando una lámina de aleaciones de aluminio no TiO2sobre AA2024 y AA2014 y se sometieron a parámetros de proceso FSP. La microestructura, la dureza y las propiedades de tracción de las muestras compuestas se evaluaron utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM), probador de dureza Vickers y máquina de prueba de tracción, respectivamente. Los resultados mostraron que la técnica FSP condujo a la formación de una microestructura homogénea y de grano fino en las muestras compuestas. El refuerzo de nano-TiO2 también proporcionó un fortalecimiento adicional a la matriz de aleaciones de aluminio AA2024 y AA2014, lo que mejoró la dureza y las propiedades de tracción de los compuestos. Los materiales compuestos resultantes exhibieron propiedades mejoradas de resistencia al desgaste. El método FSP presentado en este estudio tiene implicaciones para extender las propiedades de otras aleaciones metálicas, abriendo nuevas vías para la investigación en el campo de la ciencia de los materiales.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير إضافة جزيئات النانو- ثاني أكسيد الكربون على مركب غير متشابه أساسه AA2024 و AA2014 تم تطويره بواسطة تقنية عملية تحريك الاحتكاك
Translated title (French)
Effet de l'addition de particules de nano-TiO2 sur un composite différent à base d'AA2024 et d'AA2014 développé par une technique de procédé d'agitation par friction
Translated title (Spanish)
Efecto de la adición de partículas de nano-TiO2 en compuestos basados en AA2024 y AA2014 diferentes desarrollados por la técnica del proceso de agitación por fricción

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4385431802
DOI
10.1016/j.jmrt.2023.07.234

Is supplement to
https://openalex.org/W4389287694 (Other)
https://openalex.org/W4389285045 (Other)
https://openalex.org/W4319166102 (Other)
https://openalex.org/W4312862197 (Other)
https://openalex.org/W2804537970 (Other)
https://openalex.org/W2767561904 (Other)
https://openalex.org/W2594903184 (Other)
https://openalex.org/W2589671649 (Other)
https://openalex.org/W2168148370 (Other)
https://openalex.org/W2059598713 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W3011064564
  • https://openalex.org/W3017036357
  • https://openalex.org/W3036237963
  • https://openalex.org/W3136332804
  • https://openalex.org/W3205350671
  • https://openalex.org/W4213117385
  • https://openalex.org/W4213128571
  • https://openalex.org/W4226214832
  • https://openalex.org/W4281895338
  • https://openalex.org/W4292227728
  • https://openalex.org/W4296073867
  • https://openalex.org/W4304811956
  • https://openalex.org/W4313334477
  • https://openalex.org/W4317677324
  • https://openalex.org/W4322624075
  • https://openalex.org/W4322627032
  • https://openalex.org/W4323538863
  • https://openalex.org/W4323661433
  • https://openalex.org/W4360830135
  • https://openalex.org/W4360955698
  • https://openalex.org/W4362637142
  • https://openalex.org/W4362698096
  • https://openalex.org/W4367040741
  • https://openalex.org/W4384103229