Effects of Nano yttrium and Spark Plasma Sintering on the Mechanical Properties of AA2024 Matrix Composites

C. H. Suresh Vidyasagar; D. Benny Karunakar

doi:10.1007/s12540-020-00727-4

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자료유형: 학술저널

저자정보: C. H. Suresh Vidyasagar (Indian Institute of Technology Roorkee) D. Benny Karunakar (Indian Institute of Technology Roorkee)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.27 No.11

발행연도: 2021.11

수록면: 4,626 - 4,637 (12page)

DOI: 10.1007/s12540-020-00727-4

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The present research work investigates the effects of nano yttrium (Y) and SPS mechanism on various properties of AA2024-Y nanocomposites. Five nanocomposites are developed through SPS by reinforcing varying amounts of nano yttrium in therange of 0.1?0.5 wt% to the AA2024 powder matrix. An unreinforced AA2024 is also sintered by SPS as a benchmark tocompare the mechanical properties. The microstructure characterization of the developed nanocomposites is carried out byoptical microscope and field emission scanning electron microscope and the mechanical properties like microhardness andtensile strength is evaluated by computerized Vickers hardness testing machine and universal testing machine (UTM) respectively. The mechanical properties and the corresponding microstructures of composites are correlated. The experimentalresults showed that the mechanical properties gradually increased to a certain level and then decrease. There is a clear trendof initial increase and late decrease in the mechanical properties. An optimum amount of nano yttrium (0.3 wt%) additionis observed to be the maximum limit of reinforcement content to create favorable conditions during spark plasma sinteringfor the promotion of densification and Al2Cuprecipitation in the α-Al matrix leading to an improvement in the mechanicalproperties of the nanocomposites. Among the developed composites, the highest hardness (130 HV), yield strength (YS)(386 MPa) and UTS (462 MPa) are obtained in the AA2024 composite sample reinforced with 0.3 wt% addition of nanoyttrium. Densities close to theoretical density are achieved in all the composite samples.

#AA2024 matrix composites #Spark plasma sintering #Yttrium #Grain refinement #Mechanical properties

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C. H. Suresh Vidyasagar

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주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 재료공학

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