Microstructure, mechanical, and wear properties evaluation of Al-Cu based composite using RHA as reinforcement

Abstract

This study utilised a two-step stir-cast technique to fabricate Aluminium-based compositesreinforced with 5% wt Copper (Cu) and varying weight percentages (1-4% wt) of Rice husk ash(RHA). Our work investigated the role of RHA reinforcement on the microstructure, mechanicalproperties, and wear characteristics of AlCuRHA composite. Characterisation of the compositesand fracture surfaces was performed utilising SEM. The hardness and tensile properties wereevaluated. Wear was conducted on the composites in dry and wet conditions using H2SO4 asthe medium. The microstructure revealed the homogeneous distribution of the RHA within theAlCu matrix. The hardness of reinforced AlCu is enhanced from 54.24 Hv to 122.74 Hv with anincrement of RHA reinforcement from 0 to 4%. The Ultimate tensile (UTS) and specific strengthswere noted to increase with increased RHA content from 1 to 4% wt. The ductility levels werereduced with the increase in RHA content. The RHA-reinforced AlCu composite exhibits mixedductile and brittle fracture modes. The composites with RHA exhibited greater wear resistance.Compared to the dry condition, the composites exhibited improved wear resistance in theacidic environment. The composite with 4 wt% RHA exhibited the lowest wear rates regardlessof the environment.Évaluation de la microstructure et des propriétés mécaniques et d'usure ducomposite à base d'Al-Cu utilisant RHA comme renforcementCette étude a utilisé une technique de coulée sous agitation en deux étapes pour fabriquer descomposites à base d'aluminium, renforcés avec 5% en poids de cuivre (Cu) et des pourcentagesde poids variés (1 à 4% en poids) de cendres de balle de riz (RHA). Notre travail a examiné lerôle du renforcement de RHA sur la microstructure, les propriétés mécaniques et lescaractéristiques d'usure du composite AlCuRHA. On a effectué la caractérisation des compositeset des surfaces de rupture en utilisant le MEB. On a évalué la dureté et les propriétés detraction. On a réalisé l'usure des composites dans des conditions sèches et humides en utilisantH2SO4 comme milieu. La microstructure a révélé la répartition homogène du RHA dans lamatrice d'AlCu. La dureté de l'AlCu renforcé est rehaussée de 54.24 HV à 122.74 HV avec unincrément de renforcement RHA de 0 à 4%. On a noté que la résistance à la rupture (UTS) et larésistance spécifique augmentaient avec une augmentation de la teneur en RHA de 1 à 4% enpoids. Les niveaux de ductilité étaient réduits avec l'augmentation de la teneur en RHA. Lecomposite AlCu renforcé de RHA présente des modes de rupture mixtes ductiles et fragiles. Lescomposites avec le RHA présentaient une plus grande résistance à l'usure. Par rapport à lacondition sèche, les composites ont montré une meilleure résistance à l'usure dansl'environnement acide. Le composite avec 4% en poids de RHA présentait les plus faibles tauxd'usure, quel que soit l'environnement. Évaluation de la microstructure et des propriétés mécaniques et d'usure ducomposite à base d'Al-Cu utilisant RHA comme renforcement Cette étude a utilisé une technique de coulée sous agitation en deux étapes pour fabriquer descomposites à base d'aluminium, renforcés avec 5% en poids de cuivre (Cu) et des pourcentagesde poids variés (1 à 4% en poids) de cendres de balle de riz (RHA). Notre travail a examiné lerôle du renforcement de RHA sur la microstructure, les propriétés mécaniques et lescaractéristiques d'usure du composite AlCuRHA. On a effectué la caractérisation des compositeset des surfaces de rupture en utilisant le MEB. On a évalué la dureté et les propriétés detraction. On a réalisé l'usure des composites dans des conditions sèches et humides en utilisantH2SO4 comme milieu. La microstructure a révélé la répartition homogène du RHA dans lamatrice d'AlCu. La dureté de l'AlCu renforcé est rehaussée de 54.24 HV à 122.74 HV avec unincrément de renforcement RHA de 0 à 4%. On a noté que la résistance à la rupture (UTS) et larésistance spécifique augmentaient avec une augmentation de la teneur en RHA de 1 à 4% enpoids. Les niveaux de ductilité étaient réduits avec l'augmentation de la teneur en RHA. Lecomposite AlCu renforcé de RHA présente des modes de rupture mixtes ductiles et fragiles. Lescomposites avec le RHA présentaient une plus grande résistance à l'usure. Par rapport à lacondition sèche, les composites ont montré une meilleure résistance à l'usure dansl'environnement acide. Le composite avec 4% en poids de RHA présentait les plus faibles tauxd'usure, quel que soit l'environnement