Characterization of squeeze-cast AIB12/AI and AIB2/AI composites

Abstract

Aluminum alloys containing 2 and 4 wt.% copper reinforced with aluminum borides were successfully fabricated by squeeze casting employing squeezing pressures up to 62 MPa. The distribution of reinforcements in the composites was measured and the effect of pressure on density and hardness of the composites was determined. Additionally, the borides chemical stability was analyzed when the squeezed composites were heat treated. The pressure effect on the squeezed composites was investigated by optical microscopy, Vickers microhardness testing, superficial Rockwell hardness testing, differential thermal analysis (DTA) and high temperature X-ray diffraction (XRD). The superficial hardness of composites was considerably improved by increasing the applied pressure during squeeze cast process in comparison with specimens fabricated via gravity casting. The indirect squeeze cast technique caused Al2Cu(θ) phase segregation to upper regions of the specimens. A slight formation of AlB2 from the decomposition of the AlB12 was promoted during the annealing of squeezed composites.

Aleaciones de aluminio con 2 y 4 %peso de cobre reforzadas con AlB12 fueron fabricadas por la técnica indirecta de fundición por alta presión; con presiones desde 0.4 MPa hasta 62 MPa. En este proyecto se analizó la distribución de los refuerzos a lo largo del compuesto y se determinó el efecto de la presión sobre la densidad y la dureza del material. Además, la estabilidad del refuerzo fue determinada mientras el compuesto era tratado térmicamente. El efecto de la presión sobre el compuesto fue caracterizado por diversos métodos tales como microscopía óptica, microdureza Vickers, dureza superficial Rockwell, análisis termal diferencial y técnicas avanzadas de difracción de rayos X a alta temperatura. El incremento de la presión aplicada durante el proceso de fabricación, aumentó ligeramente la dureza superficial del compuesto; además, promovió la segregación de la fase Al2Cu(θ) a las regiones más altas del espécimen, por otra parte, las partículas de AlB12 permanecieron en las regiones bajas preferencialmente. La fase de AlB12 mostró una lenta formación de AlB2 promovida durante el recocido de los compuestos fabricados.