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Influencia de la microestructura en el comportamiento a fatiga de aceros inoxidables austeníticos con alto contenido en molibdeno
Authors: Oñoro J. , Gamboa R. , Ranninger C.
Published: October 2008

Los aceros inoxidables austeníticos con elevados contenidos en molibdeno presentan alta resistencia mecánica y resistencia a los medios corrosivos. Se utilizan en la construcción de depósitos y recipientes para el almacenamiento y transporte de líquidos altamente corrosivos, tales como ácido fosfórico, nítrico o sulfúrico. Estos materiales con bajo carbono y adiciones de nitrógeno han sido propuestos como candidatos para materiales estructurales en la fabricación de la vasija del reactor experimental termonuclear internacional (ITER). La adición de molibdeno mejora las propiedades frente a la corrosión de los aceros inoxidables austeníticos. Sin embargo, este aumento del contenido en molibdeno, junto con la presencia de nitrógeno, puede producir modificaciones microestructurales, por la aparición de fases precipitadas o segundas fases. En este trabajo, se analiza el comportamiento la fatiga y corrosión-fatiga de dos aceros inoxidables austeníticos 317LN con microestructuras diferentes. El acero con una estructura completamente austenítica ha presentado mejor resistencia a la fatiga y a la corrosión-fatiga y mejor ductilidad que el acero con una microestructura austenítica con presencia de ferrita, especialmente a cargas bajas.
Microestructura y propiedades mecánicas de una fundición esferoidal ferrítica en bruto de colada para su uso en piezas de grandes dimensiones
Authors: Suárez-Sanabria A. , Fernández-Carrasquilla J.
Published: October 2008

Con objeto de estudiar el efecto de la velocidad de enfriamiento, composición y microestructura sobre las propiedades mecánicas de una fundición de grafito esferoidal y matriz ferrítica en estado de bruto de colada, para su uso en piezas de grandes dimensiones, se fabricó un cubo de 300 mm de arista mediante colada en moldes de arena. Este cubo contiene, como es habitual, silicio y magnesio procedentes del inoculante (ferrosilicio) y del nodulizante (Fe-Si-Mg). Se investigaron los efectos del tamaño, forma y distribución de las partículas de grafito y microestructura de la matriz sobre la resistencia mecánica, resistencia a impacto y tenacidad de fractura, de dos zonas del cubo formadas con distinta velocidad de enfriamiento: el centro térmico-geométrico y la superficie. Se ofrecen las composiciones químicas de ambas zonas y las técnicas utilizadas para realizar los ensayos mecánicos y el análisis metalográfico.
Evolución de las propiedades mecánicas con la temperatura de cintas amorfas Mg10Ni10Y
Authors: Torrijos M. A. , Garcés G. , García-Barriocanal J. , Pérez P. , Adeva P.
Published: October 2008

El objetivo de este estudio es la caracterización mecánica, mediante ensayos de tracción, desde temperatura ambiente hasta 350 °C, de una aleación amorfa de composición Mg-10Ni-10Y (% at.) obtenida mediante solidificación rápida por la técnica de la rueda. Se analiza la influencia de la adición de itrio al Mg-Ni para lo cual los resultados se comparan con los de la aleación binaria Mg-11Ni estudiada previamente. Antes de iniciar la caracterización mecánica del material, se realizó un estudio mediante calorimetría diferencial de barrido para comprobar la naturaleza amorfa de la cinta, analizar su estabilidad térmica y conocer las transformaciones que experimenta hasta la cristalización. Los resultados indican que el itrio es un estabilizador de la fase amorfa pero no mejora las propiedes mecánicas de la cinta binaria. Los valores de resistencia mecánica y alargamiento a rotura medidos en la cinta con itrio son menores que los obtenidos para la aleación binaria.
Comportamiento de películas delgadas de níquel y óxido de níquel en NaCl al 3 %
Authors: Magaña C. R. , Ángeles M. E. , Rodríguez F. J.
Published: October 2008

Este trabajo se enfoca al comportamiento que presenta una película delgada de níquel depositada sobre acero al carbón AISI 1018 (UNS G 10180) y un óxido superior del mismo níquel, con el propósito de disminuir la velocidad de corrosión del acero cuando se expone a una solución de NaCl al 3 % y obtener así una protección anticorrosiva alternativa eficaz. En este trabajo se comparan dos técnicas de depósito: electroquímico y decapado catódico o Magnetron DC Sputtering, y se evalúa la protección a la corrosión de cada depósito frente al medio agresivo. La caracterización de los diferentes depósitos se realizó a través de técnicas electroquímicas, (curvas de polarización y espectroscopia de impedancia).
Estudio para la recuperación de herramientas recubiertas con nitruro de cromo mediante ensayos galvanostáticos
Authors: Cristóbal A. B. , Conde A. , Rodríguez R. , Fuentes G. G. , Carreras L. , De Damborenea J.
Published: October 2008

La obtención de recubrimientos resistentes a la corrosión y al desgaste mediante técnicas de deposición en fase vapor se ha demostrado, desde el punto de vista de su aplicación industrial, como altamente competitiva. En concreto, la calidad de los recubrimientos obtenidos mediante deposición física en fase vapor (PVD) hace que su nicho de mercado aumente día a día, especialmente la protección de herramientas, matrices y moldes. Dado su alto coste, una vez terminado su ciclo de vida, se hace necesario volver a recubrirlos. Sin embargo, y como paso previo, es obligado eliminar totalmente los restos de recubrimiento que todavía pudieran quedar. Habitualmente, el volver a recubrir dichas piezas requiere la aplicación de métodos de eliminación con posibles efectos adversos sobre la
herramienta que se desea volver a proteger. En el presente trabajo, se presenta un novedoso método de eliminación mediante técnicas electroquímicas; concretamente, la aplicación
de métodos galvanostáticos —a intensidad constante— para la eliminación de recubrimientos de nitruro de cromo depositado mediante dos técnicas distintas de PVD: arco catódico y magnetron sputtering. La alta sensibilidad del método para detectar el punto final del decapado, la estructura del recubrimiento —distintas capas, espesor de las mismas, composición…—, así como el desarrollo del proceso en un tiempo relativamente corto confieren a esta técnica ciertas ventajas frente a los métodos químicos propuestos en la bibliografía. El bajo grado de ataque que exhibe el substrato, teniendo en cuenta la alta reactividad del mismo, hace posible pensar en futuras deposiciones de un nuevo recubrimiento sobre la pieza decapada.
Comportamiento superplástico de una aleación AZ61 procesada por extrusión en canal angular
Authors: Eddahbi M. , Ruano O. A.
Published: October 2008

En este trabajo se estudia el comportamiento superplástico, tanto mecánico como microestructural, de una aleación de base magnesio AZ61 procesada por extrusión en canal angular (ECA). Las observaciones microscópicas revelaron que la microestructura después de ECA es muy homogénea y el tamaño de grano es de aproximadamente 5 mm. El material extruido, comparado con el material laminado, muestra buenas propiedades mecánicas. El exponente de la sensibilidad a la velocidad de deformación, a 250 ºC, es próximo a 0,5 en el intervalo de velocidades entre 10-4 y 5 . 10-4 s-1 y el máximo alargamiento obtenido es de 250 %. La microestructura permanece muy homogénea y estable durante la deformación superplástica. Además, las curvas de tensión deformación muestran un importante endurecimiento que, en este caso, no se puede atribuir únicamente al crecimiento dinámico de grano.
Estimación de la viscosidad de escorias fayaliticas utilizando el modelo de cálculo kv y el método experimental del plano inclinado
Authors: Bazán V. , Goñi Ch. , Castellá L. , Brandaleze E. , Verdeja L. F. , Parra R.
Published: October 2008

La viscosidad de las escorias representa una de las variables más relevantes de la mayoría de los procesos metalúrgicos y cinética de las operaciones de refino, dado que es uno de los factores determinantes de la eficiencia en las reacciones entre metal y escoria, tanto como escoria-refractario. En las últimas décadas, los modelos matemáticos de diferentes procesos metalúrgicos han establecido métodos para predecir la viscosidad de mezclas de óxidos fundidos a altas temperaturas, en función de la composición química. El modelo Kv desarrollado por Toguri, basado en los datos ofrecidos por Johasen et. al. y Winterhager, ha propuesto la utilización de un índice (Kv) similar a la relación usada en la industria del acero como el índice de basicidad. Se presentan, en este trabajo, valores de la viscosidad determinados en forma experimental mediante la técnica de plano inclinado.
Comportamiento a corrosión de aceros inoxidables pulvimetalúrgicos en ambientes urbano y marino
Authors: Bautista A. , Velasco F. , Guzmán S. , De la Fuente D. , Cayuela F. , Morcillo M.
Published: October 2008

Este trabajo estudia el desarrollo del proceso corrosivo en componentes sinterizados fabricados a partir de polvos de AISI 316L y AISI 304L. Los aceros inoxidables fueron sinterizados
en vacío y en atmósfera base nitrógeno a 1.120 y 1.250 ºC y, su resistencia a corrosión se ha analizado mediante técnicas electroquímicas y mediante ensayos de corrosión atmosférica (dos años) en ambientes urbano y marino. Se muestran imágenes de la morfología del ataque en la superficie de los aceros inoxidables y del desarrollo de este ataque en el interior del material.
Modelación matemática del mezclado en ollas (cucharas) de aluminio equipadas con la técnica de desgasificación rotor-inyector
Authors: Ramírez-Argáez M. A. , Contreras F. , González C.
Published: October 2008

Se desarrolló un modelo matemático Euleriano para analizar el flujo de fluidos y el mezclado en ollas (cucharas) de tratamiento de aluminio equipadas con rotor-inyector, variando parámetros del proceso como la velocidad de giro del rotor, la distancia de inmersión de la flecha, el flujo de gas, el tipo de rotor y el factor de forma de la olla (cuchara) (relación altura/diámetro). El modelo matemático simula la operación, con y sin inyección de gas, a través del rotor, empleando el código comercial PHOENICS donde se resolvieron las ecuaciones de continuidad, momento, especies químicas y turbulencia, k-e, de forma simultánea, tanto para la fase líquida como para la gaseosa. El dominio se dibujó, realistamente, empleando coordenadas ajustadas al cuerpo (BFC) y se utilizó el algoritmo IPSA (Interphase Slip Algorithm) para simular el comportamiento del gas inmerso en el líquido, así como la superficie libre del baño. De los resultados que arrojó el modelo se concluyó que el grado de recirculación del baño depende, principalmente, de la velocidad de giro de rotor y que, ésta, aumenta al aumentar el giro del rotor. También, se dedujo que la principal causa de formación y tamaño del vórtice es la velocidad angular del rotor. Por último, el mezclado se mejora cuando: 1) La colocación del rotor se sitúa a una profundidad de inmersión de 0,229 m; 2) Usando altas velocidades de rotación; 3) Si se usan ollas (cucharas) con relaciones geométricas de baja altura y diámetro grande; y 4) Usando rotores muescados.
Desarrollo de simuladores para procesos industriales. Parte I. (Colada continua)
Authors: Ramírez A. , Morales R. , Ramos A. , Solorio G.
Published: October 2008

Este trabajo se realiza con el objeto de ilustrar el desarrollo de simuladores para procesos industriales; como ejemplo se realizó un sistema de simulación para representar el proceso de colada continua que es el proceso más común para la producción de perfiles de acero. El sistema de simulación para colada continua (SSCC fue programado por los presentes autores en lenguaje C++; sin embargo, los procedimientos matemáticos, algoritmos y diagramas de flujo ilustrados en este trabajo pueden ser programados en cualquier lenguaje de programación. Esta primera parte del trabajo se enfoca a desarrollar herramientas de cálculo para representar lo que sucede físicamente durante el proceso de colada continua.
Influencia de diversos tratamientos térmicos en la microestructura de una fundicion blanca con alto contenido en cromo
Authors: Fernández-Pariente I. , Belzunce-Varela F. J.
Published: October 2008

En este trabajo de investigación se ha pretendido optimizar el tratamiento térmico de una fundición blanca alta en cromo, con el propósito de obtener un producto con una elevada dureza (resistencia al desgaste). Para ello, se ha cuantificado y justificado el efecto de la variación de las temperaturas de mantenimiento en las diferentes fases de su tratamiento térmico (revenidos simples y dobles, por un lado, y temple más uno y dos revenidos, por otro) sobre la microestructura y la dureza del citado material. Se ha demostrado la necesidad de realizar el tratamiento completo de temple, seguido de dos revenidos con objeto de obtener las propiedades óptimas del producto.
Caracterización metalúrgica de tres piezas arqueológicas de materiales base cobre procedentes del Bajo Aragón
Authors: Gabaldón A. , López V. , Martín-Costea A. , Otero E.
Published: October 2008

Se estudian tres piezas metálicas arqueológicas correspondientes a tres momentos culturales diversos. Se trata de una punta de flecha tipo Palmela, de un fragmento de azuela (posiblemente de la Primera Edad del Hierro) y de un anillo o anilla del período romano. Los análisis ofrecen resultados concordantes con los de objetos similares de la misma cronología y aportan datos nuevos sobre la tecnología metalúrgica de los materiales de base cobre para cada uno de los momentos culturales de procedencia. Al mismo tiempo, se ha determinado cómo ha afectado el medio en el que se hallaron a su estado de conservación.
Modelización de la evolución del perfil y forma durante la laminación en caliente de cinta de acero
Authors: Zambrano P. C. , Leduc L. A. , Colás R.
Published: October 2008

Se requiere del control del perfil y forma para asegurar la calidad dimensional de la cinta laminada. La presencia de ondulaciones, ya sea en la orilla o al centro de la cinta, se atribuye a la inconsistencia entre el perfil de la sección transversal de la pieza a la entrada y a la salida, en un dado paso. El perfil de salida de la cinta se puede calcular al suponer que dicho perfil es el complemento del entrehierro, que es afectado por desgaste, expansión térmica y distorsión de los rodillos de trabajo. Un modelo matemático se desarrolló para predecir el perfil del entrehierro tomando en cuenta el gradiente térmico en el rodillo de trabajo y la distorsión producida por las fuerzas actuantes. Fue posible encontrar una buena correlación entre los perfiles de cintas obtenidos a partir de pruebas en planta y las predicciones del modelo. El modelo permite predecir el origen de defectos de forma a partir de cambios en el perfil de cintas laminadas.
Estudio de eliminación de arsénico con resinas de intercambio iónico en agua potable de Zimapán, Estado de Hidalgo, México
Authors: Pérez-Moreno F. , Prieto-García F. , Rojas-Hernández A. , Marmolejo-Santillán Y. , Salinas-Rodríguez E. , Patiño-Cardona F.
Published: October 2008

Se investigaron resinas de intercambio aniónico con respecto a su capacidad para la eliminación de arsénico contenido en agua. Se utilizó agua del pozo V de Zimapán, Hidalgo, México, cuya concentración promedio es de 480 ± 11 μg·l-1 de arsénico y es utilizada para consumo humano. Se emplearon dos reinas aniónicas fuertes; una, de tipo macro reticular (IRA-900) y la otra de tipo gel (IRA-400), así como una tercera, aniónica débil, de tipo macro reticular (IRA-96). Los experimentos realizados con estas resinas muestran que la IRA-900 es la que mostró la más alta eficiencia en la eliminación de arsénico del agua potable, debido a que presentó una capacidad de tratamiento de 700 Vagua·Vres-1, mientras que las capacidades de las resinas IRA-400 e IRA-96 fueron de 320 y 52 Vagua·Vres-1, respectivamente. La concentración promedio de arsénico remanente en el agua tratada fue de 24 μg·l-1 y está dentro del límite máximo permisible por la norma oficial mexicana para agua potable.
Modelización y simulación de la etapa de compactación en PM
Authors: Riera M. D. , Prado J. M.
Published: October 2008

La industria pulvimetalúrgica está interesada en extender las aplicaciones y mejorar la calidad de sus productos. Para ello, necesita un conocimiento detallado de sus procesos que permitasu control. La representación del comportamiento mecánico de estos materiales se ha realizado utilizando diversos tipos de modelos; en la actualidad, la mayoría de los grupos de trabajo considera a los polvos metálicos como materiales granulares. Los modelos de plasticidad definidos para los materiales geológicos se están aplicando a los agregados metálicos. Sin embargo, ninguno de los modelos conocidos puede representar adecuadamentesu comportamiento mecánico, especialmente en estados de fallo.
Mecanismo de la formación de compuestos de manganeso en electrolitos ácidos
Authors: Ipinza J. , Ibáñez J. P. , Pagliero A. , Vergara F.
Published: October 2008

Se estudió el mecanismo de formación de compuestos de manganeso en electrolitos ácidos (180 g/l H2SO4) a 50 ºC, mediante experimentos potenciostáticos a un potencial constante de 2 V/ENH. En la capa de óxidos, sobre un ánodo de PbCaSn, se forma el compuesto amorfo MnOOH. Se encontró mediante DRX que la “borra anódica”, recolectada después de 3 h del fondo de la celda, estaba constituida, principalmente, por: g-MnO2 y e-MnO2. Se determinó que la variedad e es de origen electroquímico, en tanto que la variedad g se debe a precipitación química y que dependen de la concentración de MnO4- en el electrolito. La formación electroquímica de MnOOH, depende sólo de la existencia de la especie Mn3+ en el electrolito y este compuesto amorfo constituye la especie intermedia que da origen a e-MnO2. El Fe2+, en presencia de Mn2+, inhibe la formación de MnO2 y en la interfase del electrodo produce la reducción del PbO2 a PbSO4 que, por su baja adherencia, pasa a formar parte de la “borra anódica”. Se estableció un nuevo mecanismo combinado electroquímico-químico para la formación de compuestos de manganeso en presencia de un ánodo de PbCaSn en electrolitos ácidos.
Desulfuración del acero con escorias sintéticas
Authors: Heput T. , Ardelean E. , Socalici A. , Maksay S. , Gavanescu A.
Published: October 2008

En general, el azufre es considerado un elemento nocivo para la calidad del acero y, por eso, en la práctica, se toman todas las medidas de orden tecnológico para su eliminación del baño metálico. En este trabajo se analiza la influencia de la composición química, de la cantidad de escoria y del estado de agitación del baño sobre el proceso de desulfuración en la cuchara para fundir por tratamiento con escoria sintética. Los experimentos se han realizado en una acería evacuando el acero en dos ollas (en una cuchara se efectuó la desulfuración con escoria sintética y a la otra se consideró como patrón) y en un acería eléctrica y para la formación de la escoria sintética se utilizó una mezcla producida según muchas recetas, formada por: cal (50-75%), fluorina (0-17%), bauxita (0-32%) y escoria aluminosa (8-22%). Los datos han sido procesados en los programas de cálculo EXCEL y MATLAB, resultando una serie de correlaciones entre el grado de desulfuración y la composición química de la escoria, la cantidad de escoria respectivamente, tanto para las cargas burbujeadas con argón como no burbujeadas.
Evolución microestructural y propiedades reológicas de la aleación AA6063 fabricada mediante técnicas de procesado semisólido (SIMA y MHD)
Authors: Bustos O. , Leiva R. , Sánchez C. , Ordoñez S. , Carvajal L. , Mannheim R.
Published: October 2008

En este trabajo se estudia el comportamiento reológico y la evolución microestructural de la aleación AA6063 sometida a dos vías de procesamiento diferentes: deformación en frío y fusión parcial (proceso SIMA) y agitación magneto hidrodinámica durante su solidificación (proceso MHD). Se estudió la evolución de la microestructura durante el mantenimiento isotérmico, con el fin de verificar si los mecanismos de maduración de Ostwald, crecimiento y coalescencia clásicos, son aplicables a aleaciones fabricadas por estas vías de procesado. Las propiedades reológicas se evaluaron utilizando un reómetro de compresión entre placas paralelas con captura digital de datos de posición y tiempo. Los ensayos de compresión se realizaron sobre cilindros cortos extraídos de lingotes que presentaban: una microestructura dendrítica típica de colada, una microestructura típica de un material deformado en frío y una microestructura de un material obtenido por proceso MHD. Se comprobó que una microestructura globular posee el comportamiento típico de un fluido cuando se conforma en estado semisólido, no así una microestructura dendrítica de colada. Además, a través de análisis metalográfico, se verificaron los mecanismos que operan en la evolución microestructural durante los mantenimientos isotérmicos.
Obtención y procesado de aleaciones de grano ultrafino, nanométrico y amorfas mediante aleado mecánico
Authors: Cintas J. , Cuevas F. G. , Montes J. M. , Rodríguez J. A. , Urban P. , Gallardo J. M.
Published: October 2008

El Grupo de Metalurgia e Ingeniería de los Materiales de la Universidad de Sevilla ha desarrollado, durante los últimos quince años, diversas técnicas para la consolidación de aleaciones de aluminio obtenidas por aleado mecánico (AM) de polvos. Las aleaciones, reforzadas por segundas fases precipitadas durante el procesado, han sido prensadas y sinterizadas por procedimientos convencionales y se ha estudiado la contribución de ayudas a la sinterización, obteniéndose elevadas resistencias y buenas propiedades en caliente. En la actualidad se desarrollan, también por aleado mecánico, aleaciones nanométricas y amorfas en las que, gracias al uso de la sinterización por resistencia eléctrica (SRE), puede preservarse en gran medida la microestructura de los polvos en las piezas consolidadas.
Vida a la fatiga de juntas soldadas del acero inoxidable AISI 316L obtenidas mediante el proceso GMAW
Authors: Puchi-Cabrera E. S. , Saya-Gamboa R. A. , La Barbera-Sosa J. G. , Staia M. H. , Ignoto-Cardinale V. , Berríos-Ortiz J. A. , Mesmacque G.
Published: October 2008

Se ha llevado a cabo una investigación con la finalidad de determinar el efecto, tanto del modo de transferencia metálica (arco pulsado o cortocircuito) como del contenido de O2 en la mezcla de gases protectores Ar/O2, del proceso de soldadura a tope mediante arco metálico con protección gaseosa (GMAW), sobre la vida a la fatiga en condiciones uniaxiales de juntas soldadas del acero inoxidable AISI 316L. Dicho trabajo ha permitido concluir que la composición de la mezcla de gases protectores del proceso GMAW pudiera tener una influencia importante en la vida a la fatiga de las juntas soldadas de dicho material, a través de dos formas distintas: primero, mediante la modificación del radio de curvatura entre la raíz del cordón de soldadura y el metal base y, en segundo lugar, a través del mayor grado de oxidación de los elementos de aleación. En cuanto al modo de transferencia metálica, se determinó que las juntas soldadas mediante arco pulsado presentan una mayor vida a la fatiga en comparación con las juntas obtenidas por cortocircuito para ambas mezclas gaseosas.
Efecto de las heterogeneidades superficiales de las aleaciones de aluminio sobre el crecimiento y propiedades de las capas anódicas
Authors: Bartolomé M. J. , Feliu Jr. S. , López V. , Escudero E. , González J. A. , Feliu S.
Published: October 2008

En el presente trabajo se estudian, mediante el análisis XPS (espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X), los recubrimientos de anodizado, sellados y sin sellar, obtenidos sobre Al-puro y aleaciones de Al-Cu, Al-Mg-Si y Al-Mg. En general, se observa un aumento significativo en las relaciones O/Al en el recubrimiento como resultado del proceso de sellado. En el caso de las aleaciones de Al-Cu y Al-Mg, se ha observado también un significativo aumento de la relación O/Al respecto al Al-puro y la aleación Al-Mg-Si, que puede estar asociado a una mayor porosidad de los recubrimientos obtenidos sobre las primeras. Se ha intentado así mismo establecer posibles relaciones entre las características de las capas anódicas y las heterogeneidades superficiales que también han actuado en la fase previa al anodizado. Según los resultados de este trabajo, estas mismas heterogeneidades afectan el grado de disolución del substrato metálico durante la operación de anodizado.
Influencia de la composición y el tratamiento térmico en las propiedades mecánicas de aleaciones de bronce al aluminio
Authors: Cenoz-Echeverría I. , Fernández-Carrasquilla J.
Published: October 2008

Los cuproaluminios son aleaciones de cobre con contenidos de aluminio del 5-12 % que pueden incorporar hierro, níquel, y manganeso para formar una familia de aleaciones con unas excelentes propiedades de resistencia mecánica y a la corrosión. En el presente artículo se estudia el efecto que la relación Ni:Fe y que los tratamientos térmicos ocasionan en las propiedades mecánicas como dureza, límite elástico, tensión de rotura, alargamiento, módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, tenacidad a la fractura estática, resiliencia, fatiga y propagación de grieta. Para ello, se analizan tres aleaciones en tres estados. Las composiciones nominales son Cu-Al10-Fe3, Cu-Al10-Fe5-Ni5 y Cu- Al10-Fe4-Ni8. Las estructuras de las aleaciones son las correspondientes a: bruto de colada, temple y temple seguido de revenido. La caracterización del módulo de elasticidad y coeficiente de Poisson, así como los ensayos de tracción y resiliencia, se realizan a –20 °C, 24 °C y 100 °C.
Reconocimiento automatizado de menas metálicas mediante análisis digital de imagen: un apoyo al proceso mineralúrgico. I: ensayo metodológico
Authors: Berrezueta E. , Castroviejo R.
Published: October 2008

La investigación microscópica de menas metálicas ha sido, desde sus inicios, una importante herramienta para el control del proceso mineralúrgico. El volumen de las operaciones actuales es tal que este control es imposible por los métodos clásicos, pero la automatización del proceso por análisis digital de imagen, ADI, se ha visto retrasada, entre otras cosas, por la similar reflectancia, R, de menas importantes, por limitaciones instrumentales y metodológicas y por las dificultades que implica el anisotropismo, las cuales desaparecen evitando la polarización. Los resultados obtenidos muestran la viabilidad de la identificación y cuantificación automatizadas mediante ADI, a partir de medidas R con cámara vídeo 3CCD sobre microscopio de reflexión. Así lo corrobora el ensayo sistemático sobre las principales menas. Se describe la metodología secuenciada. Implica una puesta a punto rigurosa del equipo para controlar problemas instrumentales, derivas, ruido…, el análisis estadístico y la aplicación de criterios complementarios, metalogenéticos y fìsicos.
Corrosión atmosférica del acero bajo en carbono en un ambiente marino polar. Estudio del efecto del régimen de vientos
Authors: Rivero S. , Chico B. , De la Fuente D. , Morcillo M.
Published: October 2008

En el trabajo se estudia la corrosión atmosférica del acero al carbono (UNE-EN 10130) en un ambiente marino polar (Base Científica Antártica Artigas (BCAA), Uruguay), en función de la salinidad atmosférica del lugar y del tiempo de exposición. Se establece una relación lineal entre corrosión en el primer año de exposición atmosférica y velocidad de deposición de salinidad en el intervalo de salinidades medias encontrado (125-225 mg Cl–/m2•d), así como una relación bilogarítmica entre corrosión y tiempo de exposición (1-4 años). Se relaciona la salinidad atmosférica con la velocidad media mensual del viento y su dirección característica, a partir del concepto de recorrido del viento. Velocidades de depósito de iones cloruro inferiores a 300 mg Cl–/m2•d se deben a vientos lejanos oceánicos y vientos costeros con velocidades, fundamentalmente, en el intervalo 1-40 km/h, en tanto que velocidades de depósito superiores (300-700 mg Cl–/m2•d) obedecen a vientos marinos costeros, de cierta persistencia, en los que la velocidad alcanza valores situados en el intervalo 41-80 km/h.
Influencia del tiempo de nitruración en baño de sales en el comportamiento tribológico de un acero de herramientas AISI H13
Authors: Castro G. , Fernández-Vicente A.
Published: October 2008

Se han investigado las características tribológicas a alta temperatura de un acero de herramientas para trabajo en caliente nitrurado en baño de sales sursulf. Se ha variado el tiempo de nitruración desde 1 hasta 24 h, para analizar su influencia en la microestructura obtenida y en el comportamiento frente al desgaste. Se han realizado ensayos de desgaste a alta temperatura y se ha evaluado la ratio de desgaste y el coeficiente de fricción. Se ha observado que el coeficiente de fricción no varía con el tiempo de nitruración y que la ratio de desgaste varía con la distancia de deslizamiento debido a la presencia de distintos mecanismos de desgaste, pero es independiente del tiempo de nitruración. Así, para distancias de ensayo cortas, los mecanismos de desgaste que contribuyen al desgaste total son deformación plástica y abrasión, mientras que para mayores distancias de deslizamiento los mecanismos observados son oxidación y abrasión.
Evolución microestructural y mecánica de una aleación de aluminio de la serie 3xxx obtenida por el proceso Hazelett
Authors: Salvador M. D. , Amigó V. , Reig L. , Bloem C. , Carsí M. , Caruana G.
Published: October 2008

El presente trabajo expone los resultados del estudio térmico, microestructural y mecánico realizado en una aleación AA3005 sometida a los diferentes estados del proceso Hazelett. Se estudia, desde la salida de la colada continua, pasando por distintos estados de deformación plástica en caliente, hasta alcanzar en la última laminación un espesor de 1,5 mm. Se realiza la observación por microscopia óptica y electrónica de barrido de las diferentes planchas procedentes tanto de la colada como de las posteriores laminaciones. Así mismo, la aplicación de la calorimetría diferencial de barrido ha permitido conocer los diferentes estados térmicos de las chapas, completando dicha información mediante su observación en el microscopio electrónico de transmisión. La interacción entre los diferentes procesos que ocurren en el material durante su producción determina el estado microestructural final de la lámina, condicionante tanto de sus propiedades mecánicas, determinadas mediante ensayos de dureza y tracción, como de los posteriores procesos de conformado. La evolución de los procesos de recristalización y precipitación provocan un incremento de las propiedades mecánicas a lo largo del proceso de fabricación.
Evaluación de las propiedades mecánicas tras tratamiento térmico de un acero multifase estructural laminado en caliente
Authors: Asensio-Lozano J. , Panta-Mesones J. T.
Published: October 2008

El presente estudio corresponde al trabajo experimental desarrollado en un acero multifase laminado en caliente, en el que se evaluaron las propiedades de dureza, tracción y tenacidad a impacto, tras realizar tratamientos térmicos subcríticos e intercríticos al material laminado en caliente. Los valores precedentes se comparan con el material de partida laminado en caliente y tras tratamiento de normalizado. Se analiza la microestructura en microscopía óptica de reflexión, en el plano longitudinal tanto en el estado laminado como en las muestras tratadas térmicamente. Se estudiaron los comportamientos longitudinales y transversales en tracción y frente a impacto de todas las condiciones de material. Las propiedades de tenacidad al impacto se evaluaron mediante ensayo Charpy con entalla en “V” a las temperaturas de ensayo de 20 °C, 0 °C, –20 °C, –40 °C, –60 °C y –80 °C. Se ha podido observar que el límite elástico aumenta con la temperatura de tratamiento en el rango subcrítico de temperaturas, en tanto que la carga de rotura disminuye levemente en ese mismo dominio de temperaturas. Se detectó una leve ganancia del alargamiento longitudinal y transversal en muestras tratadas a 620 °C y 700 °C ; en tanto que la mejor respuesta frente a tenacidad al impacto se obtuvo tras tratamiento a 500 °C para temperaturas de operación entre –40 °C y temperatura ambiente.
Evaluación de la capacidad de soporte de carga de recubrimientos duros depositados sobre la aleación de aluminio 7075-T6
Authors: Moreno E. T. , Santana Y. Y. , Castro A. C. , Puchi-Cabrera E. S. , Staia M. H.
Published: October 2008

En el presente trabajo se ha estudiado el efecto del espesor de una intercapa de NiP autocatalítico (EN), empleada como soporte de carga, en el inicio y desarrollo de la deformación plástica de un substrato de la aleación comercial de aluminio 7075-T6 con un recubrimiento dúplex (NiP + ZrN), cuando el conjunto es sometido a cargas de indentación esférica. El sistema dúplex se obtuvo mediante la deposición de un recubrimiento autocatalítico electroless de Ni-11 % P sobre la aleación de aluminio y, posteriormente, la de un recubrimiento duro de ZrN (PVD) sobre las muestras previamente recubiertas con EN. Se obtuvieron dos sistemas dúplex con intercapas de aproximadamente 30 y 60 mm de espesor. Se realizó la caracterización de los recubrimientos en términos de su morfología, espesor y dureza absoluta. Los ensayos de indentación esférica se realizaron empleando bolas de WC-6 Co de 6 mm diámetro y las cargas normales utilizadas fueron de 10, 15, 25, 50 y 75 N, respectivamente. Todas las indentaciones fueron simuladas mediante el programa Elastica 2.1., con la finalidad de determinar tanto el perfil de tensiones efectivas de von Mises, a través del espesor de las muestras como la carga crítica para el inicio de la deformación plástica en el substrato. Los resultados experimentales fueron validados con las predicciones teóricas, encontrándose que el sistema dúplex con una intercapa de 30 mm de espesor no ofrece un buen soporte de carga, al menos en las condiciones experimentales evaluadas. Sin embargo, cuando el espesor de la intercapa es de 60 mm, la deformación plástica del substrato no ocurre siempre y cuando el sistema recubierto sea sometido a cargas de indentación menores que la carga crítica obtenida para dicho sistema, cuyo valor es ~ 16 N.
Aceros de baja aleación y alto rendimiento
Authors: Campos M. , Blanco L. , Sicre-Artalejo J. , Torralba J. M.
Published: October 2008

Las nuevas demandas en el sector del automóvil están haciendo que se intensifiquen los esfuerzos en aumentar las prestaciones y reducir los costes de los aceros sinterizados, para poder mantenerse en este mercado tan competitivo. Las propiedades finales de los componentes sinterizados y su coste dependen de dos factores principales, la densidad y el sistema de aleación. El creciente interés por el cromo y el manganeso como elementos de aleación se debe tanto al precio, más ventajoso que, por ejemplo, el molibdeno, como al nivel excelente de propiedades que se pueden conseguir tanto en estado sinterizado como después de los tratamientos térmicos. En este trabajo, se discuten además las posibles técnicas que conducen a una mejora de la densidad del componente, como la compactación de polvos precalentados, la compactación por propagación de ondas de impacto, o la sinterización a alta temperatura; además, es importante estudiar los efectos sinérgicos entre las técnicas propuestas que sean compatibles.
Evaluación del efecto de la aplicación de un recubrimiento de Ni-P sobre la resistencia a la corrosión de la aleación de aluminio 7075 T6
Authors: Gil L. , Jiménez L. , Castro A. C. , Staia M. H. , Puchi-Cabrera E. S.
Published: October 2008

La aleación de aluminio 7075-T6 es una aleación estructural ampliamente utilizada para aplicaciones aeronáuticas, debido a su alta relación entre resistencia mecánica y peso. Dependiendo de las condiciones ambientales, algunos mecanismos de corrosion tales como intergranular, exfoliacion, picadura y crevice se ha encontrado que ocurren en estructuras de aviones de aleaciones de aluminio. Un avance siginificativo para mejorar el comportamiento de esta aleación es la aplicación de recubrimientos autocatalíticos de Ni-P, los cuales confieren una excelente resistencia a la corrosión acoplado con una reducción del desgaste erosivo y un aumento de la dureza. El propósito de este trabajo fue investigar el efecto de la aplicación de un recubrimiento de Ni-P sobre la resistencia a la corrosión de una aleación de aluminio 7075-T6. Los resultados obtenidos indican que la aplicación del recubrimiento de Ni-P disminuye la susceptibilidad a la picadura y hace a la aleación de aluminio 7075 T6, prácticamente inmune al ataque por corrosion expoliación.
Modelación de fenómenos metalúrgicos en laminación en caliente de acero
Authors: Zambrano P. , Guerrero-Mata M. P. , Gómez de la Fuente M. I. , Artigas A. , Monsalve A. , Colás R.
Published: October 2008

La modelación del proceso de laminación en caliente de acero incorpora fenómenos metalúrgicos como son la restauración de la estructura deformada, la trasformación de fase y el crecimiento de la capa de óxido sobre la superficie del acero. Se reconoce el efecto de la composición química sobre la transformación de fase y la restauración, sin embargo se considera que el crecimiento del óxido no es afectado por la presencia de elementos aleantes en el acero y es común que se maneje a la costra de óxido como una barrera térmica y que se supongan condiciones de fricción adhesivas en el entrehierro. Determinadas observaciones indican que elementos como el silicio y el manganeso, más susceptibles a oxidarse que el hierro, afectan la cinética de crecimiento, la adhesión y el comportamiento de la costra al ser deformada. En este trabajo se presenta la forma en que diversos fenómenos metalúrgicos y de superficie se modelan y se utilizan para simular el proceso de laminación en caliente.
Análisis de la absorción de hidrógeno y de su influencia en el comportamiento mecánico de cinco aleaciones férreas
Authors: Albístur-Goñi A. , Fernández-Carrasquilla J.
Published: October 2008

El objetivo de este trabajo es el estudio de la influencia del hidrógeno en el comportamiento mecánico de cinco aleaciones férreas con distinto contenido, estado y morfología de carbono (grafito libre; esferoidal y laminar y combinado como CFe3). Los resultados experimentales extraídos de los ensayos de tracción llevados a cabo a diferentes velocidades de desplazamiento entre mordazas, flexión por choque sobre probeta Charpy, tenacidad de fractura y del análisis fractográfico indican que el hidrógeno interno o disuelto, además de producir una importante pérdida de ductilidad, provoca un endurecimiento en los aceros y un ablandamiento en las fundiciones. Estos resultados también proporcionan una evidencia del importante papel que juega la velocidad de deformación en el mecanismo de daño inducido por hidrógeno. Asimismo, se ha utilizado espectroscopía óptica de descarga luminiscente (EODL) para evaluar la concentración de hidrógeno absorbido por las muestras en función del tiempo y de la profundidad. Se puede deducir del innovador uso de esta técnica no sólo que la difusividad del hidrógeno en las fundiciones dúctiles es mayor que en los aceros o que en la fundición gris, sino también que el hidrógeno interacciona con distintos lugares de atrapamiento.
Electroobtención de cobre en una celda de lecho móvil basada en electrodiálisis reactiva
Authors: Cifuentes L. , Arriagada P.
Published: October 2008

Una celda a escala laboratorio de electrodiálisis reactiva (EDR), de dos compartimientos con cátodo particulado móvil, se ha utilizado para electroobtener cobre. La reacción catódica fue la electrodeposición de cobre sobre un lecho de partículas de cobre que circulan dentro de un cilindro fijo por la acción de paletas rotatorias; la reacción anódica fue la oxidación de ión ferroso a ión férrico sobre un ánodo hecho de barras de grafito estáticas. El anolito (FeSO4 + H2SO4 acuoso) y el catolito (CuSO4 + H2SO4 acuoso) se mantienen separados por una membrana aniónica que impide el transporte de cationes entre los electrólitos. Se efectuaron experimentos para caracterizar el funcionamiento de la celda bajo varias condiciones. Al operar con 40 g/l Cu (II), I = 6 A, T = 50 °C, 40 rpm de rotación de paletas y un caudal de recirculación de 990 ml/min, el consumo específico de energía (CEE) para la electroobtención de cobre fue de 2,25 kWh/kg. Una optimización de las dimensiones de la celda produjo una mejora del CEE a 1,55 kWh/kg, mientras que un aumento de temperatura de 50 a 56 °C (sin cambiar las dimensiones de la celda) produjo un CEE de 1,50 kWh/kg, que es 25 % menor que los valores convencionales para celdas de electroobtención de cobre. Se hizo una comparación entre el funcionamiento de esta celda y la de una celda tipo “jaula de ardilla” desarrollada anteriormente por los autores.
Cinética de engrosamiento de precipitados coherentes en la aleación Fe-10 % Ni-15 % Al
Authors: Cayetano-Castro N. , Dorantes-Rosales H. J. , López-Hirata V. M. , Cruz-Rivera J. J. , Moreno-Palmerin J. , González-Velázquez J. L.
Published: October 2008

La cinética de engrosamiento y la evolución morfológica de precipitados coherentes β’ (Fe, Ni)Al en una matriz ferrítica se estudió en la aleación Fe-10 % Ni-15 % Al. Se solubilizaron muestras a 1.100 °C por 24, y posteriormente, se envejecieron a 750, 850 y 920 °C por diferentes tiempos. Los resultados de DRX, MEB y MET mostraron la descomposición, αsss → α + β, durante su envejecido. La distribución de precipitados dentro del grano cambia, gradualmente, de aleatoria a un alineamiento preferencial sobre las direcciones cristalográficas de la matriz. Asimismo, la evolución morfológica de los precipitados fue: esféricos → cúbicos → paralelepípedos → placas. La variación del tamaño de partícula, r3, y la densidad de precipitados en función del tiempo se comportan linealmente, como lo predice la teoría de Lifshitz, Slyosov y Wagner (LSW) para el engrosamiento controlado por difusión. La cinética de crecimiento (K) se incrementó a temperaturas de envejecido mayores. La energía de activación para el proceso de engrosamiento fue de alrededor de 220 kJ/mol.
Comportamiento a desgaste de recubrimientos de WC proyectados por plasma a partir de polvos micro y nanoestructurados
Authors: Salvador M. D. , Candel J. J. , Bonache V. , Segovia F. , Amigó V. , Sanchez E. , Cantavella V.
Published: October 2008

El objetivo de este trabajo es estudiar el comportamiento a desgaste de distintos recubrimientos de WC sobre acero inoxidable mediante proyección por plasma atmosférico. Se proyectan dos tipos de polvos comerciales con base cobalto (12 %) y níquel (10 %), con el objeto de analizar la influencia de la matriz e incluso del espesor del recubrimiento. Los recubrimientos obtenidos se caracterizan microestructuralmente por microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X. La caracterización tribológica de los recubrimientos se realiza mediante ensayos pin-on-disc contra bolas cerámicas de alúmina (2.400 HV) y nitruro de silicio (1.600 HV), sin lubricación, obteniéndose las tasas de desgaste y la evolución del coeficiente de rozamiento. Las pistas de desgaste y los residuos generados se caracterizaron mediante Microscopía Electrónica de Barrido, MEB. Los resultados muestran diferentes mecanismos de desgaste en cada par de material ensayado en función de la matriz y de la naturaleza de la bola empleada en el ensayo, encontrándose mayores tasas de desgaste con bola de nitruro de silicio. En una segunda fase, se obtienen recubrimientos, con dos polvos base cobalto cuyos tamaños de partícula son micrométrico y nanométrico, respectivamente, con el objetivo de estudiar la influencia del tamaño de partícula inicial sobre las propiedades a desgaste del recubrimiento. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto una mayor resistencia al desgaste de los recubrimientos obtenidos con polvos nanoestructurados, bajo condiciones de carga elevadas, mientras que para cargas bajas ambos recubrimientos presentan un comportamiento similar a pesar de las diferencias microestructurales apreciadas.
Distribuciones de tamaño de burbujas en celdas de flotación de laboratorio e industrial y modelación del efecto de las variables de operación
Authors: Vallebuona G. , Casali A. , Rodríguez F. , Endara D.
Published: October 2008

En este trabajo, se caracteriza la distribución de tamaño de burbujas en una celda de flotación, tanto a escala industrial como a escala de laboratorio. En los casos experimentales, los tamaños de burbuja se miden vía análisis de imágenes obtenidas en un dispositivo de toma de muestras y sus distribuciones se expresan en superficie. Las distribuciones de tamaño se representan con un modelo único, equivalente en su estructura para todas las pruebas, tanto industriales como de laboratorio, cambiando sólo sus parámetros. En el caso industrial, utilizando distribuciones reportadas en la literatura y datos obtenidos experimentalmente, se ajusta el modelo propuesto con coeficientes de correlación superiores al 84 %. En el laboratorio, se modela los efectos que las variables operacionales Jg y NS, tienen sobre los parámetros del modelo (d50 y l). Del trabajo a escala laboratorio se concluye que combinaciones de NS y Jg producen diferentes distribuciones de tamaños de burbujas.
Posibilidad de usar subproductos de la industria del acero para eliminar plomo de soluciones acuosas
Authors: Martín M. I. , López F. A. , Alguacil F. J.
Published: October 2008

Se estudia el uso de dos subproductos de la industria del acero (cascarilla de laminación y lodo de horno alto) como materiales adsorbentes para eliminar iones Pb2+ de soluciones acuosas. La adsorción de Pb2+ sobre estos materiales se ha estudiado determinando las isotermas de adsorción. Se evaluaron diferentes variables que afectan al proceso (tiempo de contacto, concentración inicial de iones plomo y temperatura). Los procesos de adsorción se estudian usando la teoría de Langmuir. Los procesos de desorción de los metales también se estudiaron bajo diferentes condiciones experimentales. Este trabajo muestra que estos residuos industriales son adsorbentes efectivos de iones plomo en soluciones acuosas en el rango de las concentraciones de trabajo utilizadas.
Emisiones de hidrocarburos aromáticos policíclicos y bifenilos carboxilados policíclicos en hornos eléctricos de arco
Authors: P. Gomes J. F.
Published: October 2008

Este artículo contiene resultados del trabajo ejecutado para estudiar la determinación de las emisiones de los micropolutantes orgánicos muy tóxicos que se emiten por los hornos eléctricos de arco utilizados en la producción de acero. Este estudio inicial va a permitir relacionar las concentraciones de polutantes emitidos a la atmósfera con las condiciones de operación del horno eléctrico de arco. Utilizando el método normalizado CEN 1948 para captación y análisis de muestras de compuestos análogos a las dioxinas ha sido posible determinar el perfil característico de los micropolutantes tales como PAHs y PCBs emitidos por esta fuente.
Influencia de los tratamientos térmicos en el comportamiento frente al desgaste por abrasión de una fundición de grafito esferoidal obtenida mediante adición de boro
Authors: Varela A. , García A. , Zaragoza S. , Mier J. L. , Barbadillo F. , García L.
Published: October 2008

Mediante la adición de boro al metal líquido, bien en forma metálica o en forma de bórax, ferroboro, carburo de boro o boruro cálcico, se pueden obtener fundiciones de grafito esferoidal sin necesidad de inoculantes especiales. Estas fundiciones en estado bruto de colada presentan una matriz perlítica con grafito más o menos esferoidal que suele estar orlado de ferrita formando ojos de buey. Por tratamiento térmico de normalizado, se consigue eliminar la orla ferrítica y tener una matriz enteramente perlítica. Por recocido, se puede obtener una matriz enteramente ferrítica y por temple y revenido una matriz de martensita revenida. En el presente trabajo se mide el comportamiento frente al desgaste abrasivo de la aleación indicada, en estado bruto de colada, normalizado, recocido y bonificado, utilizando el ensayo pin on disk, manteniendo fijas las condiciones de ensayo en cuanto a carga, velocidad y tipo de pin, calculando el desgaste producido por pesada. También, se determina la variación del coeficiente de fricción en cada caso.