Microstructural Evolution and Mechanical Properties of Hybrid Al6060/TiB2–MWCNT Composites Fabricated by Ultrasonically Assisted Stir Casting and Radial-Shear Rolling

Applied Sciences, 2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app151910427
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

This work presents a comprehensive study on the fabrication, microstructural evolution, and mechanical performance of hybrid aluminum matrix composites based on Al6060 alloy reinforced with ~2 wt.% TiB2 and ~1 wt.% multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). The composites were produced via ultrasonically assisted stir casting followed by radial-shear rolling (RSR). The combined processing route enabled a uniform distribution of reinforcing phases and significant grain refinement in the aluminum matrix. SEM, EDS, XRD, and EBSD analyses revealed that TiB2 particles acted as nucleation centers and grain boundary pinning agents, while MWCNTs provided a network structure that suppressed agglomeration of ceramic particles and enhanced interfacial load transfer. As a result, hybrid composites demonstrated a submicron-grained structure with reduced anisotropy. Mechanical testing confirmed that yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) increased by 67% and 38%, respectively, in the cast state compared to unreinforced Al6060, while after RSR processing, YS exceeded 115 MPa and UTS reached 164 MPa, with elongation preserved at 14%. Microhardness increased from 50.2 HV0.2 (base alloy) to 82.2 HV0.2 (hybrid composite after RSR). The combination of ultrasonic melt treatment and RSR thus provided a synergistic effect, enabling simultaneous strengthening and ductility retention. These findings highlight the potential of hybrid Al6060/TiB2–MWCNT composites for structural applications requiring a balance of strength, ductility, and wear resistance.