Skip to main content
Erschienen in: Metals and Materials International 6/2020

24.07.2019

Microstructural and Mechanical Behavior of Al6061-Graphene Oxide Nanocomposites

verfasst von: Mahdi Hedayatian, Khodadad Vahedi, Alireza Nezamabadi, Amir Momeni

Erschienen in: Metals and Materials International | Ausgabe 6/2020

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this paper, the mechanical properties and microstructure of Al6061-graphene oxide (GO) nanocomposites material, produced by stir casting and hot rolling process have been investigated. In order to make composite samples, GO nanoplates with various weight percents of 0.2, 0.5 and 0.8% were added to the molten Al6061 through the stir casting process. Then the cast composite slabs were hot rolled at 530 °C. Tensile and hardness tests were used to study the mechanical properties of nanocomposite specimens. The microstructures of samples were examined by optical and scanning electron microscopes. The scanning electron microscope images and energy dispersive spectroscopy map analyses showed that the GO nanoplates have been uniformly distributed within the Al matrix. The mechanical test results showed considerable improvements in the hardness (by 41%), yield strength (by 43%), tensile strength (by 38%), ductility (by 58%) and toughness (by 116%) of the composite samples with respect to the base alloy. Studying the fracture surface also showed that ductile fracture is the dominant mechanism of fracture in all the specimens.

Graphic Abstract

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat M. Khademian, A. Alizadeh, A. Abdollahi, Trans. Indian Inst. Met. 70, 1635 (2017)CrossRef M. Khademian, A. Alizadeh, A. Abdollahi, Trans. Indian Inst. Met. 70, 1635 (2017)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Y. Li, Y.H. Zhao, V. Ortalan, W. Liu, Z.H. Zhang, R.G. Vogt, N.D. Browning, E.J. Lavernia, J.M. Schoenung, Mater. Sci. Eng. A 527, 305 (2009)CrossRef Y. Li, Y.H. Zhao, V. Ortalan, W. Liu, Z.H. Zhang, R.G. Vogt, N.D. Browning, E.J. Lavernia, J.M. Schoenung, Mater. Sci. Eng. A 527, 305 (2009)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat J. Oñoro, M.D. Salvador, L.E.G. Cambronero, Mater. Sci. Eng. A 499, 421 (2009)CrossRef J. Oñoro, M.D. Salvador, L.E.G. Cambronero, Mater. Sci. Eng. A 499, 421 (2009)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat J.-H. Kim, J.-G. Jung, E.-J. Baek, Y.S. Choi, K. Euh, Met. Mater. Int. 25, 353 (2019)CrossRef J.-H. Kim, J.-G. Jung, E.-J. Baek, Y.S. Choi, K. Euh, Met. Mater. Int. 25, 353 (2019)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat B. Prabhu, C. Suryanarayana, L. An, R. Vaidyanathan, Mater. Sci. Eng. A 425, 192 (2006)CrossRef B. Prabhu, C. Suryanarayana, L. An, R. Vaidyanathan, Mater. Sci. Eng. A 425, 192 (2006)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat I. Ozdemir, S. Ahrens, S. Mücklich, B. Wielage, J. Mater. Process. Technol. 205, 111 (2008)CrossRef I. Ozdemir, S. Ahrens, S. Mücklich, B. Wielage, J. Mater. Process. Technol. 205, 111 (2008)CrossRef
10.
11.
Zurück zum Zitat K. Sivaprasad, S.P.K. Babu, S. Natarajan, R. Narayanasamy, B.A. Kumar, G. Dinesh, Mater. Sci. Eng. A 498, 495 (2008)CrossRef K. Sivaprasad, S.P.K. Babu, S. Natarajan, R. Narayanasamy, B.A. Kumar, G. Dinesh, Mater. Sci. Eng. A 498, 495 (2008)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat M. Komarasamy, R.S. Mishra, J.A. Baumann, G. Grant, Y. Hovanski, Friction Stir Welding and Processing VII (Springer, Cham, 2013), pp. 39–46 M. Komarasamy, R.S. Mishra, J.A. Baumann, G. Grant, Y. Hovanski, Friction Stir Welding and Processing VII (Springer, Cham, 2013), pp. 39–46
14.
Zurück zum Zitat M.P. De Cicco, X. Li, L.-S. Turng, J. Mater. Process. Technol. 209, 5881 (2009)CrossRef M.P. De Cicco, X. Li, L.-S. Turng, J. Mater. Process. Technol. 209, 5881 (2009)CrossRef
15.
16.
Zurück zum Zitat X. Hu, X. Zhang, M. Tian, L. Qu, S. Zhu, G. Han, J. Compos. Mater. 50, 2365 (2016)CrossRef X. Hu, X. Zhang, M. Tian, L. Qu, S. Zhu, G. Han, J. Compos. Mater. 50, 2365 (2016)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat R.J. Young, I.A. Kinloch, L. Gong, K.S. Novoselov, Compos. Sci. Technol. 72, 1459 (2012)CrossRef R.J. Young, I.A. Kinloch, L. Gong, K.S. Novoselov, Compos. Sci. Technol. 72, 1459 (2012)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat H.G. Prashantha Kumar, M. Anthony Xavior, Procedia Eng. 97, 1033 (2014)CrossRef H.G. Prashantha Kumar, M. Anthony Xavior, Procedia Eng. 97, 1033 (2014)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Z. Duan, L. Zhang, Z. Lin, D. Fan, M. Saafi, J. Castro Gomes, S. Yang, J. Compos. Mater. 52, 3027 (2018)CrossRef Z. Duan, L. Zhang, Z. Lin, D. Fan, M. Saafi, J. Castro Gomes, S. Yang, J. Compos. Mater. 52, 3027 (2018)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S.K. Thandalam, S. Ramanathan, S. Sundarrajan, J. Mater. Res. Technol. 4, 333 (2015)CrossRef S.K. Thandalam, S. Ramanathan, S. Sundarrajan, J. Mater. Res. Technol. 4, 333 (2015)CrossRef
21.
22.
Zurück zum Zitat S.B. Venkata Siva, K.L. Sahoo, R.I. Ganguly, R.R. Dash, S.K. Singh, B.K. Satpathy, G. Srinivasarao, Metall. Mater. Trans. B 44, 800 (2013)CrossRef S.B. Venkata Siva, K.L. Sahoo, R.I. Ganguly, R.R. Dash, S.K. Singh, B.K. Satpathy, G. Srinivasarao, Metall. Mater. Trans. B 44, 800 (2013)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat R.N. Rai, A.K.P. Rao, G.L. Dutta, M. Chakraborty, Mater. Sci. Forum 765, 418 (2013)CrossRef R.N. Rai, A.K.P. Rao, G.L. Dutta, M. Chakraborty, Mater. Sci. Forum 765, 418 (2013)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat H. Lee, J.H. Choi, M.C. Jo, I. Jo, S.-K. Lee, S. Lee, Met. Mater. Int. 24, 894 (2018)CrossRef H. Lee, J.H. Choi, M.C. Jo, I. Jo, S.-K. Lee, S. Lee, Met. Mater. Int. 24, 894 (2018)CrossRef
25.
26.
Zurück zum Zitat A.M. El-Sabbagh, M. Soliman, M.A. Taha, H. Palkowski, J. Mater. Process. Technol. 213, 1669 (2013)CrossRef A.M. El-Sabbagh, M. Soliman, M.A. Taha, H. Palkowski, J. Mater. Process. Technol. 213, 1669 (2013)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat S. Yan, C. Yang, Q. Hong, J. Chen, D. Liu, S. Dai, J. Mater. Eng. 1, 1 (2011) S. Yan, C. Yang, Q. Hong, J. Chen, D. Liu, S. Dai, J. Mater. Eng. 1, 1 (2011)
28.
Zurück zum Zitat M. Rashad, F. Pan, A. Tang, M. Asif, Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 24, 101 (2014)CrossRef M. Rashad, F. Pan, A. Tang, M. Asif, Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 24, 101 (2014)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat C.-H. Jeon, Y.-H. Jeong, J.-J. Seo, H.N. Tien, S.-T. Hong, Y.-J. Yum, S.-H. Hur, K.-J. Lee, Int. J. Precis. Eng. Manuf. 15, 1235 (2014)CrossRef C.-H. Jeon, Y.-H. Jeong, J.-J. Seo, H.N. Tien, S.-T. Hong, Y.-J. Yum, S.-H. Hur, K.-J. Lee, Int. J. Precis. Eng. Manuf. 15, 1235 (2014)CrossRef
30.
31.
33.
34.
Zurück zum Zitat R.K. Gupta, Z.A. Alahmed, F. Yakuphanoglu, Mater. Lett. 112, 75 (2013)CrossRef R.K. Gupta, Z.A. Alahmed, F. Yakuphanoglu, Mater. Lett. 112, 75 (2013)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat H.P. Myers, Introductory Solid State Physics, 2nd edn. (CRC Press, Boca Raton, 1997)CrossRef H.P. Myers, Introductory Solid State Physics, 2nd edn. (CRC Press, Boca Raton, 1997)CrossRef
36.
37.
38.
39.
41.
Zurück zum Zitat D.A. Porter, K.E. Easterling, M.Y. Sherif, Phase Transformations in Metals and Alloys, 3rd edn. (CRC Press, New York, 2009) D.A. Porter, K.E. Easterling, M.Y. Sherif, Phase Transformations in Metals and Alloys, 3rd edn. (CRC Press, New York, 2009)
42.
Zurück zum Zitat X. Gong, W. Gong, S.B. Kang, J.H. Cho, X. Gong, W. Gong, S.B. Kang, J.H. Cho, Mater. Res. 18, 360 (2015)CrossRef X. Gong, W. Gong, S.B. Kang, J.H. Cho, X. Gong, W. Gong, S.B. Kang, J.H. Cho, Mater. Res. 18, 360 (2015)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat A. Sarkar, S. Sanyal, T.K. Bandyopadhyay, S. Mandal, Mater. Sci. Eng. A 703, 205 (2017)CrossRef A. Sarkar, S. Sanyal, T.K. Bandyopadhyay, S. Mandal, Mater. Sci. Eng. A 703, 205 (2017)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat D.D.L. Chung, Carbon Composites: Composites with Carbon Fibers, Nanofibers, and Nanotubes, 2nd edn. (Elsevier Science, Amsterdam, 2017) D.D.L. Chung, Carbon Composites: Composites with Carbon Fibers, Nanofibers, and Nanotubes, 2nd edn. (Elsevier Science, Amsterdam, 2017)
45.
Zurück zum Zitat J.L. Li, Y.C. Xiong, X.D. Wang, S.J. Yan, C. Yang, W.W. He, J.Z. Chen, S.Q. Wang, X.Y. Zhang, S.L. Dai, Mater. Sci. Eng. A 626, 400 (2015)CrossRef J.L. Li, Y.C. Xiong, X.D. Wang, S.J. Yan, C. Yang, W.W. He, J.Z. Chen, S.Q. Wang, X.Y. Zhang, S.L. Dai, Mater. Sci. Eng. A 626, 400 (2015)CrossRef
47.
48.
Zurück zum Zitat X. Gao, H. Yue, E. Guo, H. Zhang, X. Lin, L. Yao, B. Wang, Mater. Des. 94, 54 (2016)CrossRef X. Gao, H. Yue, E. Guo, H. Zhang, X. Lin, L. Yao, B. Wang, Mater. Des. 94, 54 (2016)CrossRef
49.
50.
Zurück zum Zitat M. Rashad, F. Pan, H. Hu, M. Asif, S. Hussain, J. She, Mater. Sci. Eng. A 630, 36 (2015)CrossRef M. Rashad, F. Pan, H. Hu, M. Asif, S. Hussain, J. She, Mater. Sci. Eng. A 630, 36 (2015)CrossRef
51.
Zurück zum Zitat R.O. Scattergood, C.C. Koch, K.L. Murty, D. Brenner, Mater. Sci. Eng. A 493, 3 (2008)CrossRef R.O. Scattergood, C.C. Koch, K.L. Murty, D. Brenner, Mater. Sci. Eng. A 493, 3 (2008)CrossRef
52.
Zurück zum Zitat G.E. Dieter, D.J. Bacon, Mechanical Metallurgy (McGraw-Hill, New York, 1986) G.E. Dieter, D.J. Bacon, Mechanical Metallurgy (McGraw-Hill, New York, 1986)
53.
54.
55.
Zurück zum Zitat R. Khatami, A. Fattah-alhosseini, Y. Mazaheri, M.K. Keshavarz, M. Haghshenas, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 93, 681 (2017)CrossRef R. Khatami, A. Fattah-alhosseini, Y. Mazaheri, M.K. Keshavarz, M. Haghshenas, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 93, 681 (2017)CrossRef
56.
Zurück zum Zitat M. Rashad, F. Pan, A. Tang, M. Asif, S. Hussain, J. Gou, J. Mao, J. Ind. Eng. Chem. 23, 243 (2015)CrossRef M. Rashad, F. Pan, A. Tang, M. Asif, S. Hussain, J. Gou, J. Mao, J. Ind. Eng. Chem. 23, 243 (2015)CrossRef
58.
Zurück zum Zitat M. Rashad, F. Pan, Z. Yu, M. Asif, H. Lin, R. Pan, Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 25, 460 (2015)CrossRef M. Rashad, F. Pan, Z. Yu, M. Asif, H. Lin, R. Pan, Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 25, 460 (2015)CrossRef
59.
Zurück zum Zitat A. El-Sabbagh, M. Soliman, M. Taha, H. Palkowski, J. Mater. Process. Technol. 212, 497 (2012)CrossRef A. El-Sabbagh, M. Soliman, M. Taha, H. Palkowski, J. Mater. Process. Technol. 212, 497 (2012)CrossRef
Metadaten
Titel
Microstructural and Mechanical Behavior of Al6061-Graphene Oxide Nanocomposites
verfasst von
Mahdi Hedayatian
Khodadad Vahedi
Alireza Nezamabadi
Amir Momeni
Publikationsdatum
24.07.2019
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International / Ausgabe 6/2020
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-019-00361-9

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2020

Metals and Materials International 6/2020 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.