Correlation of microstructure, hardness, and electrical conductivity of hypereutectic Al-Si/B₄C composites manufactured by hot pressing technique and subjected to hot extrusion

ABSTRACT

B₄C (5, 10 and 15 wt %) particles were added to hypereutectic Alumix-231^® metal powders to produce composite material. The mixed powders were blended in a triaxial mixer. The production of compact samples was carried out by a hot press process. A hot extrusion secondary treatment was applied to some of the produced samples. Density measurements, microstructure examinations, and measurements of hardness and electrical conductivity were conducted on the samples. Primary Si particles and Cu-, Mg- rich intermetallic phases were observed within the microstructure of the sample produced from pure Alumix-231^®. B₄C particles seemed to be concentrated at the grain boundaries in the hot press samples. Through the secondary process of extrusion, primary Si particles and B₄C particles exhibited mechanical fiberization-like dispersion. The samples with a density of over 97% were produced. The hardness of the samples increased with increasing wt % B₄C particle ratio. The measured hardness values of the extruded samples were higher than the hot press samples. The extruded samples also showed high electrical conductivity values.

On a ajouté des particules de B₄C (5, 10 et 15% en poids) à des poudres métalliques hypereutectiques Alumix-231^® pour produire un matériau composite. On a homogénéisé les poudres mélangées dans un mélangeur triaxial. On a réalisé la production d’échantillons compacts par un procédé de pressage à chaud. On a appliqué un traitement secondaire d’extrusion à chaud à certains des échantillons produits. On a effectué sur les échantillons des mesures de densité, des examens de microstructure et des mesures de dureté et de conductivité électrique. On a observé dans la microstructure de l’échantillon produit à partir d’Alumix-231^® pur des particules de Si primaire et des phases intermétalliques riches en Cu et Mg. Les particules de B₄C semblaient être concentrées aux joints de grains dans les échantillons pressés à chaud. En raison du procédé secondaire d’extrusion, les particules de Si primaires et les particules de B₄C exhibaient une dispersion semblable à un fibrage mécanique. Les échantillons ont été produits avec une densité supérieure à 97%. La dureté des échantillons augmentait avec l’augmentation du rapport du % en poids des particules de B₄C. Les valeurs de dureté mesurées des échantillons extrudés étaient supérieures à celles des échantillons pressés à chaud. Les échantillons extrudés montraient également des valeurs élevées de conductivité électrique.

KEYWORDS:

• Hypereutectic Al-Si alloy
• hot press
• extrusion
• microstructures
• electrical conductivity
• hardness
• composite
• powder metallurgy

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