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Analysis of the hydrogen absorption and its influence on mechanical behaviour of five iron alloys, Análisis de la absorción de hidrógeno y de su influencia en el comportamiento mecánico de cinco aleaciones férreas

  • Albístur-Goñi, A.
  • Fernández-Carrasquilla, J.
A study of the influence of hydrogen on the mechanical behaviour of five iron alloys with different carbon state, morphology and content (as spheroidal or lamellar graphite or combined as CFe3) is described here. Experimental observations from tensile (carried out at different crosshead speeds), Charpy impact resistance, hardness, fracture toughness tests and fractographic analysis show that internal or dissolved hydrogen, apart from producing a significant loss of ductility, hardens steels and softens cast irons. The results also provide convincing evidence of the important role that the strain rate plays in the mechanism of hydrogen induced cracking. Additionally, glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES) technique is used to evaluate the concentration of hydrogen that has been absorbed by the samples as a function of depth and time. It can be deduced from the innovative use of this technique not only that diffusivity of hydrogen in ductile cast irons is greater than in steels or grey cast irons, but also that hydrogen interacts with different trapping sites., 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.
Proyecto:


Indoor atmospheric corrosion of steel. Its particularities in Cuban tropical climate, Corrosión atmosférica del acero en interiores. Sus particularidades en el clima tropical de Cuba

  • Corvo, F.
  • Torrens, A. D.
  • Martín, Y.
  • González, E.
  • Pérez, J.
  • Valdés, C.
  • Castañeda, A.
  • Portilla, C.
Indoor atmospheric corrosion and deterioration of materials is significantly lower respecting outdoors. After 1960, because of the problems detected in electric and electronic equipment and to the requirements for conservation of valuable heritage objects in museums, attention was dedicated to corrosion problems in indoor atmospheres. A small corrosion may cause a bad performance of electric and electronic equipment due to different factors as: change in electrical resistance of contacts, change in conductivity, loss of magnetic properties and others. In the paper corrosion aggressivity of steel inside storehouses and metallic boxes is classified using the new ISO proposal for indoor conditions. Corrosion aggressivity is reported for steel. The levels of aggressivity are reported. They correspond to the higher levels established in the standard proposal. A model for corrosion of steel in function of time of exposure is proposed taking into consideration some atmospheric pollutants. The model has an acceptable fitness to experimental data. It is observed that deposited dust is an important factor in steel corrosion process indoor., En general, la corrosión y el deterioro de materiales en atmósferas interiores es notablemente inferior respecto a la intemperie. Sólo, a partir de 1960, debido a los problemas surgidos en los equipos e instrumentos eléctricos y electrónicos, añadidos, también, a la necesidad de conservar objetos con valor patrimonial en museos, se comienza a prestar atención a los problemas de corrosión y deterioro de materiales en atmósferas interiores. Una pequeña corrosión puede provocar un mal funcionamiento de equipos eléctricos y electrónicos por varias causas: variación de la resistencia de los contactos eléctricos, cambios en la conductividad, pérdida de las propiedades magnéticas, etc. En el trabajo, se clasifica la agresividad corrosiva interior en almacenes y armarios metálicos utilizando la nueva propuesta de Norma ISO para estas condiciones, exponiéndose la clasificación de esta agresividad para el acero, la cual se encuentra en los mayores niveles establecidos. Se propone un modelo del desarrollo de la corrosión con el tiempo de exposición, teniendo en consideración algunos contaminantes atmosféricos. El modelo se ajusta, aceptablemente, a los datos experimentales. Se observa que el polvo depositado es un factor importante en el proceso de corrosión del acero en interiores.
Proyecto:


Study of the mechanism of reaction during magnesium refining from molten aluminium alloys using SiO2 particles, Estudio del mecanismo de reacción durante la refinación de magnesio de aleaciones de aluminio líquidas usando partículas de SiO2

  • Flores, A.
  • Muñiz, R.
  • Torres, J.
  • Macías, E.
  • Rodríguez, N.
An analysis of the results regarding the permanent contact reaction that occurs between the Mg dissolved in molten aluminum and SiO2 particles is presented. The experiments were carried out at constant temperature and molten metal stirring velocity. In the Scanning Electron Microscope, the crystallographic characteristics of the reaction products were determined using the Electron Backscattered Diffraction Technique, thus allowing to establish the stoichiometry and the mechanism of reaction. The results indicate that the mechanism of reaction is governed by Al, Mg, and Si ions diffusion through the layers of reaction products composed of MgAl2O4 and Al2O3 phases. It was found that during the process the composition of the reaction products changed as the concentration of Mg in the boundary layer diminished., Se presentan y discuten los resultados de un estudio acerca de la reacción de contacto permanente que ocurre entre partículas de sílice y el magnesio disuelto en una aleación de aluminio líquida, a temperatura y velocidad de agitación constantes. Se obtuvieron muestras en función del tiempo de contacto, siendo caracterizadas mediante Difracción de Electrones Retrodispersados (EBSD) en el Microscopio Electrónico de Barrido. Esto, permitió definir la estructura cristalina de los compuestos que se forman durante las reacciones involucradas y como consecuencia determinar la estequiometría y el mecanismo de reacción. Los resultados indicaron que dicho mecanismo está gobernado por la difusión de los iones de aluminio, magnesio y silicio a través de la porosidad de las capas de MgAl2O4 y Al2O3 que se forman como productos de reacción, encontrándose, además, que la composición de dichos productos cambiaba conforme la concentración de magnesio en la interfase sólido (SiO2)-fundido (Al-Mg) disminuía.
Proyecto:


Approach to the microstructural control of two medium carbon microalloyed steels under hot forming conditions, Aproximación al control de la microestructura de dos aceros microaleados con contenido medio de carbono en condiciones de conformado en caliente

  • Al Omar, A.
  • Chenaoui, A.
  • Dkiouak, R.
  • Cabrera, J. M.
  • Prado, J. M.
The main aim of the present investigation was to study the flow behaviour of two medium carbon microalloyed steels under hot forming conditions, and to analyse their microstructural evolution. The dependence of recrystallized grain size (Drec) on the Zener-Hollomon parameter Z shows a bimodal behaviour with transition from single to cyclic dynamic recrystallization. We also observed that the variation of Drec normalized by the Burgersvector (b) with the steady state stress sss normalized by shear modulus (m) shows the same bimodal behaviour cited above. The Derby’s universal equation reported in the literature for recrystallized grain sizes was not followed; it seems that the presence of fine precipitated particles has a clear effect on this disagreement., El objetivo principal de este trabajo es estudiar el comportamiento a fluencia de dos aceros microaleados de contenido medio de carbono, en condiciones de conformado en caliente analizando su evolución microstructural a través de la dependencia del tamaño de grano recristalizado (Drec) con el parámetro de Zener-Hollomon, Z. Se observó que esta dependencia muestra un comportamiento bimodal asociado a la transición entre la recristalización dinámica cíclica y de pico simple. También, se ha observado que la variación del Drec normalizado por el vector de Burgers (b) con la tensión de estado estable sss a su vez normalizada por el modulo de cizalladura (m) exhibe el mismo comportamiento bimodal arriba mencionado. Debido a la complejidad de los dos aceros estudiados, eltamaño de grano recristalizado no se ajusta a la ecuación universal de Derby. Para explicar este comportamiento cabe pensar en el efecto de los precipitados y de la microestructura inicial sobre el tamaño de grano recristalizado.
Proyecto:


Influence of the sintering temperature on mechanical properties of the Al + 20 % Fe/B system, Influencia de la temperatura de sinterización en las propiedades mecánicas del sistema Al + 20 % Fe/B*

  • Abenojar, J.
  • Velasco, F.
  • Martínez, M. A.
This work studies the mechanical properties of the mix aluminium and 20% de Fe/B (50wt%), obtained through powder metallurgy. With this study, aluminium lightness and boron absorbing neutron capability are tried to join. Intermetallic formation allows a widerange of sintering temperatures (from 600 to 1100 ºC), neither presenting important dimensional changes in the obtained materials, nor significant differences in mechanical properties. Intermetallic formation is discussed through scanning electron microscopy. In all manufactured materials, density and mechanical properties (bending strength and hardness) are studied. Moreover, hot rolling capability of materials sintered at 700 and 1000 ºC was studied, as method to form components for barrier structures in nuclear applications, finding different behaviours., Este trabajo estudia las propiedades mecánicas de la mezcla formada por aluminio y 20% de Fe/B (50wt%), obtenido por pulvimetalurgia. Con este estudio se intenta unir a la ligerezadel aluminio el efecto apantallante del boro. La formación de intermetálicos permite un amplio intervalo de temperaturas de sinterización (600 a 1100 ºC), sin que con ello se produzca un cambio dimensional importante en los materiales obtenidos, ni tampoco una diferencia importante en sus propiedades mecánicas. La formación de los intermetálicos se discute mediante microscopía electrónica de barrido. En todos los materiales preparados se estudia la densidad y sus propiedades mecánicas (resistencia a flexión y dureza). También se ensayó la aptitud a la laminación en caliente de los sinterizados a 700 y a 1000 ºC comométodo de conformado de piezas barrera para aplicaciones nucleares observándose comportamientos muy diferentes.
Proyecto:


Galvanostatic methods for stripping of crn coatings, Estudio para la recuperación de herramientas recubiertas con nitruro de cromo mediante ensayos galvanostáticos

  • Cristóbal, A. B.
  • Conde, A.
  • Rodríguez, R.
  • Fuentes, G. G.
  • Carreras, L.
  • de Damborenea, J.
The improvement of the corrosion, wear and tribological behaviour by searching for new materials has entailed a greater expansion of PVD technology. Introduction of PVD systems in the industry is a real fact because this technique has been able to develop coatings whose response for many applications goes beyond used them until now. However the evolution of this technology requires minimize the economic costs in order to be a competitive process. A way to achieve this objective consists on recover the tool when the life time of the coating has finished or when deposition process has failed. Bringing this idea in the industry requires the stripping methods’ development due to surface’s tool must be clean —without coating’s remainders—, before a new deposition process. Current work shows galvanostatic stripping of chromium nitride coating deposited by two different PVD techniques: cathodic arc and magnetron sputtering. The electrochemical method has exhibited more advantages than chemical methods reported in literature, such a high sensitivity to detect final point of CrN coating stripping, capability to determinate structure of the coating —number of coatings, chemical composition, thickness…—, short times of the process and minimum damage on the substrate. These entire characteristics do possible think about a new deposition process on the stripped tool., 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.
Proyecto:


Study and modelling of the influence of second phase particles on the austenite grain growth in a niobium microalloyed steel, Estudio y modelización de la influencia de las partículas de segunda fase sobre el crecimiento de grano austenítico en un acero microaleado con niobio

  • San Martín, D.
  • Caballero, F. G.
  • Capdevila, C.
  • García-de-Andrés, C.
The austenite grain growth occurred during continuous heating in a niobium microalloyed steel has been investigated in this work. The effect of temperature and heating rate on the grain size is studied. The free grain coarsening temperature is determined as a function of the heating rate. It is found that unpinning by precipitates occurs around 40-70K below the temperature of complete dissolution of carbonitrides. Furthermore, a new model has been proposed to describe the austenite grain coarsening under the influence of niobium carbonitrides during continuous heating at different rates., En este trabajo se ha estudiado el crecimiento de grano austenítico producido durante el calentamiento continuo de un acero CMnNb. Se ha analizado la influencia de la velocidad de calentamiento sobre dicho proceso y se ha calculado la temperatura de crecimiento libre del grano austenítico, a la cual desaparece la influencia del pinzamiento provocado por los precipitados de carbonitruro de niobio. Finalmente, se propone un modelo del proceso de crecimiento de grano austenítico bajo pinzamiento que permite predecir el tamaño de grano austenítico (TGA) que se alcanza en el acero a una determinada temperatura por calentamiento continuo a velocidad conocida.
Proyecto:


Two new methods to determine the adhesion by means of internal friction in materials covered with films, Dos nuevos métodos para determinar la adhesión mediante fricción interna en materiales recubiertos con películas

  • Colorado, H. A.
  • Ghilarducci, A. A.
  • Salva, H. R.
Two new models are proposed to determine the adhesion energy by means of the internal friction technique (IF) in thin films layered materials. For the first method is necessary to determine enthalpy by means of the IF technique, for which the adhesion work has been determined with experimental data. In the second method are necessary to perform IF tests at constant temperature., Se proponen dos modelos nuevos para determinar la energía de adhesión mediante la técnica de fricción interna (FI) en materiales recubiertos con películas delgadas. En el primer método se utiliza la medición de entalpía determinada por la técnica de FI, para el cual se ha determinado el trabajo de adhesión con valores experimentales. En la segunda propuesta se realizan ensayos de FI a temperatura constante.
Proyecto:


Superplastic behaviour of an AZ61 alloy processed by equal channel angular extrusion, Comportamiento superplástico de una aleación AZ61 procesada por extrusión en canal angular

  • Eddahbi, M.
  • Ruano, O. A.
This study is concerned with microstructural and mechanical characterization of the superplastic behaviour of a magnesium base AZ61 alloy processed by equal channel angular extrusion (ECA). Microscopic examinations showed that the microstructure after ECA was homogeneous and the grain size was about 5 mm. The extruded material showed better mechanical properties than the rolled material. The strain rate sensitivity exponent, at 250 ºC, was 0.5 at strain rates ranging from 10-4 to 5 . 10-4 s-1. Under these conditions, the maximum elongation obtained was 250 % and the microstructure remained homogeneous and stable. Furthermore, the stress strain curves showed strong strain hardening which was not attributed exclusively to dynamic grain growth., 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.
Proyecto:


Electrochemical corrosion and inhibition mechanisms of galvannealed steel, Mecanismos de corrosión e inhibición electroquímica del acero galvanorrecocido

  • Arenas, M. A.
  • de Damborenea, J. J.
The corrosion mechanism of galvannealed in 0,6 M NaCl has been evaluated by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). After 48 hours and for longer immersion time, up to 1 month, in sodium chloride, the system is controlled by a diffusion process at finite layer. Moreover, the effectiveness of cerium salts as inhibitor added in the electrolyte has been studied. Inhibition percentages of about 85% for 500 and 1000 ppm at 24 hours have been found. On the hand, changes in the corrosion mechanism due to the cerium presence were shown., Se ha estudiado el mecanismo de corrosión de un acero galvanorrecocido, en 0,6 M de cloruro sódico, mediante espectroscopia de impedancia electroquímica. Los resultados revelan que el sistema, para tiempos mayores de 48 h de inmersión y hasta 1 mes en NaCl, está controlado por un proceso de difusión en capa finita. A su vez, se ha estudiado la efectividad de sales de cerio como inhibidor añadido en el medio agresivo, obteniéndose porcentajes de inhibición del 85% para concentraciones de 500 y 1.000 ppm a las 24 h de exposición. Además, los espectros de impedancia electroquímica revelan un cambio en el mecanismo de corrosión del galvanorrecocido por la adición del cerio en el medio.
Proyecto:


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