Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales

Productos De La Reducción Carbotérmica De Cromita Refractaria A Baja Temperatura, Una Fuente Alternativa En El Tratamiento Cromodifusivo De Aceros

En este trabajo se discute la obtención y caracterización de un producto prerreducido carbotérmicamente a partir de un concentrado de cromita refractaria cubana, con vistas a valorar las posibilidades de su utilización del producto reducido como componente alternativo de mezclas saturantes para la obtención de capas de carburos de cromo en aceros mediante un tratamiento termodifusivo. La reducción se lleva a cabo para mezclas con alto grado de compactación y a una temperatura de 1000 ° C. En la caracterización del concentrado mineral se hallo que este, por su composición química y fásica, puede actuar simultáneamente como elemento portador del componente activo y del aditivo termorrefractario en una mezcla termodifusiva, con una relación cromo / silicio dentro de los niveles recomendados para la saturación con cromo. En la caracterización de las mezclas reducidas mediante Espectroscopía Infrarroja, Espectroscopía Mössbauer y Difracción de Rayos-X, se encontró la presencia de varios carburos metálicos ( (Cr,Fe)23 C6 , (Cr,Fe)7 C3) capaces de actuar como difusores del elemento cromo, y característicos de una etapa avanzada del proceso reductivo. Se encontró que la adición de CaCO3 a la mezcla a reducir permite alcanzar mejores condiciones de reducción, a la temperatura establecida.

In this work is presented a method for the obtention and characterization of a carbothermical prereduced product, using as base material a concentrate of cuban refractory chromite. The study of the reduced mixture is carried out to explore the possibilities of use of the reduction products as suitable components of mixtures for the obtaining of chromium carbides layers in steels through the thermodifusion method. The reduction is carried out for a mixture with high compactation degree and to a temperature of 1000 ° C. In the characterization of the chromite concentrate it was found that by its chemical and structural composition it can act simultaneously as carrier of the active component and of the thermorefractory additives in the chromodifusive mixture, with a chromium / silicon relation in correspondence with the recomended values for chromodifusion mixtures. In the characterization of the prereduced mixtures by Infrared Spectroscopy, Mössbauer Spectroscopy and X-Ray Difraction techniques, the presence of metallic carbides ( (Cr,Fe)23 C6 , (Cr,Fe)7 C3 ) was detected, characteristic of advanced stages of the reduction process and with possibilities to act as chromium difusors. It was found tahat the addiction of CaCO3 to the mixture allow better reduction conditions.

A New Route Towards The Preparation Of A Biodegradable Nanocomposite Based On Chitin Whiskers From Exoskeleton Of Shrimp And Polycaprolacton

The main objective of this work was to explore the possibility of future preparation of nanocomposites using a-chitin whiskers as a reinforcing agent and poly( e -caprolactone), PCL, as the matrix polymer. Whiskers were successfully obtained as a result of the acid hydrolysis of purified chitin extracted previously from the exoskeleton of shrimp. These whiskers had a form factor of 15, with an average length of 300 nm. Once an aqueous suspension of chitin whiskers was produced, we developed a method in this paper to change the solvent (first to methanol and then to toluene), in order to incorporate the nano-fibers in non-water soluble polymers like PCL. A non flocculating suspension of the whiskers in toluene was prepared by means of the incorporation of a suitable surfactant. The dispersion of the whiskers was better in the aqueous medium than in toluene, indicating that the dispersion in the latter medium could be improved if a more efficient surfactant is found. Finally, preliminary experiments showed that PCL/chitin whiskers films can be prepared by first dissolving the PCL in the toluene suspension and later evaporating the solvent. Differential Scanning Calorimetry experiments demonstrated that a nucleating effect of the whiskers on the PCL was induced as well as a small increase in crystallinity. The efficiency of the chitin whiskers as nucleating agents for PCL was estimated by comparing the increased in crystallization temperature obtained with that of ideally self-nucleated material. When 5% chitin was employed a nucleating efficiency closed to 40% was achieved as well as 20% increase in crystallinity.

Una Nueva Ruta Para La Prepararacion De Nanocompuestos Biodegradables Basados En Whiskers De Quitina Extraidos De Exoesqueletos De Camarones Y Policaprolactona

El objetivo principal de este trabajo fue explorar la posibilidad de elaborar materiales nanocompuestos utilizando whiskers de a -quitina como agente reforzante y poli( e -caprolactona), PCL, como matriz polimérica. Los whiskers fueron obtenidos a partir de la hidrólisis ácida de quitina purificada extraída a partir del exoesqueleto del camarón. Estos whiskers presentaron un factor de forma igual a 15, con una longitud promedio de 300 nm. Una vez obtenida la suspensión acuosa de whiskers de quitina, se desarrolló un método en nuestro laboratorio para cambiar el solvente (primero a metanol y luego a tolueno), con el fin de incorporar las nanofibras en suspensiones de polímeros no solubles en agua tales como PCL. Se preparó entonces una suspensión no floculante de whiskers de quitina en tolueno mediante la incorporación de un surfactante adecuado. La dispersión de los whiskers fue mejor en medio acuoso que en tolueno, indicando que la dispersión en este último medio podría mejorarse con un surfactante más eficiente que el empleado en este trabajo. Finalmente, experimentos preliminares mostraron que las películas de PCL/whiskers de quitina pueden ser preparadas disolviendo primero la PCL en la suspensión de tolueno y luego evaporando el solvente. Los resultados obtenidos mediante calorimetría diferencial de barrido demostraron el efecto nucleante de los whiskers de quitina en la PCL así como un ligero incremento en la cristalinidad. La eficiencia de los whiskers como agentes de nucleación de la PCL fue estimada mediante la comparación del incremento en la temperatura de cristalización obtenida con la del material autonucleado idealmente. Se encontró un valor de eficiencia cercano a 40% así como un aumento de 20% en la cristalinidad con un 5% de quitina empleado.

Caracterización Microestructural De Aleaciones Coladas Al-7si-Cu Y Al-7si-Ni Con Adiciones De Sr.

La producción de aleaciones de aluminio en condiciones de colada de alta calidad involucra procesos en los cuales se establezca el control microestructural del material durante la solidificación, de forma que esta característica incida en la mejora de sus propiedades mecánicas. Considerando lo anterior en este trabajo se obtuvieron las siguientes aleaciones coladas: Al-7Si-0.5Cu, Al-7Si-1.5Cu, Al-7Si-0.5Ni y Al-7Si-1.0Ni, en dos condiciones sin adición de Sr y con adición de 0.02 % de Sr. Las muestras obtenidas fueron preparadas metalográficamente para microscopia óptica y microscopia electrónica de barrido apoyado con técnicas de microanálisis EDS y WDS, con el propósito de evaluar las características microestructurales de cada una y compararlas con las aleaciones de referencia Al-7Si sin y con 0.02 % Sr. La caracterización metalográfica se complemento con la evaluación de las principales propiedades tensiles de cada aleación para determinar el efecto de las adiciones de Cu y Ni, combinado con la adición de pequeñas cantidades de Sr y de este modo explicar la variación en propiedades mecánicas. Los resultados finales indican que la adición de Cu en conjunto con Sr produce un fuerte cambio morfológico del Si eutéctico y de la fase CuAl2, lo cual se manifiesta en un sensible incremento en propiedades mecánicas. Mientras que la adición de Ni que promueve la formación del intermetálico masivo de NiAl3, este no es afectado por la presencia de Sr provocando un decremento en las propiedades mecánicas.

This work shows the results of the microstructural characterization on Al-7Si-Cu and Al-7Si-Ni cast alloys without and with small addition of Sr. Its characteristics were compared with the Al-7Si reference cast alloy, also without and with Sr. The major phases and the chemical composition of each one were evaluated applying SEM with EDS and WDS microanalysis techniques. Other microstructural characteristics as: dendritic arm spacing, morphology of the phases, location of the intermetallic compounds were evaluated by Optical microscopy ( OM ). Finally the microstructure was linked to the increasing or decreasing in mechanical properties of each cast alloy.

Estudio De La Biodegradación De Una Polimezcla De Poli( E -Caprolactona) Y Almidón De Maiz (Pcl/Alm) Y Su Compatibilización Con Almidón Plastificado

Se estudió la biodegradación de mezclas Policaprolactona (PCL) y Almidón de maíz (Alm) en comparación con mezclas de PCL/Almidón/Almidón plastificado, en: (a) tierra abonada y (b) un complejo enzimático comercial. La plastificación del almidón (Alm P ) se realizó usando glicerol y urea, y el mismo se evaluó como agente compatibilizante entre la PCL y el almidón de maíz. Los resultados muestran que al incorporar el almidón de maíz a la matriz de PCL aumenta la pérdida de peso en función del tiempo de degradación, debido a que el almidón es removido fácilmente, dejando al polímero sintético más susceptible a la degradación y a los microorganismos presentes en el medio. Usando el sistema enzimático, se encontraron resultados similares pero a tiempos comparativamente mucho mas cortos. Mediante el estudio de la viscosidad aparente de las mezclas, se estableció una disminución significativa del peso molecular de la PCL luego de 12 semanas en tierra abonada. La degradación de la PCL fue también comprobada mediante análisis de FTIR (Espectroscopia Infrarroja de Transformada de Fourier) que demostraron la presencia de grupos ácidos provenientes de la ruptura de enlaces ésteres. El almidón plastificado demostró ser un agente compatibilizante efectivo para la PCL y el almidón, tal y como se evidenció por los cambios morfológicos inducidos en la mezcla y observados por microscopía electrónica de barrido.

The biodegradation of Polycaprolactone (PCL) and maize starch (Alm) blends in comparison to PCL/Starch/Plasticized Starch blends was studied in: (a) compost and (b) an enzymatic commercial complex. The plasticization of starch (Alm p ) was achieved with glycerol and urea and this material was evaluated as a compatibilizer for PCL and Alm. The results have shown that the incorporation of Alm to the PCL matrix increases the weight loss as a function of degradation time since the starch component is easily removed leaving the synthetic polymer more susceptible to degradation and to the attack of the microorganisms that are present in the compost. When the enzymatic complex is employed, similar results are obtained but at much shorter times. Apparent viscosity measurements indicated a significant reduction in PCL molecular weight after 12 weeks immersion in compost. The PCL degradation was also corroborated by FTIR (Fourier Transform Infrared spectroscopy) analysis that showed the presence of acid groups coming from the breakage of ester bonds. Plasticized starch was found to be an effective compatibilizing agent for the PCL/Alm blend as evidenced by the morphological changes it induced in the compounded material that were observed by scanning electron microscopy.

Efectos Del Proceso De Soldadura Tig En La Resistencia A Ensayos Por Fatiga Del Acero Aeronáutico Abnt 4130

El objetivo del presente trabajo consiste en evaluar los efectos del proceso de soldadura TIG en el acero ABNT 4130, el cual es bastante utilizado en estructuras aeronáuticas. Las propagaciones de fisuras debido a ensayos de fatiga se encuentran localizadas en tres regiones distintas: el material base, la zona afectada por el calor (ZAC) y el cordón de soldadura. Las dimensiones de las probetas, chapas de 0,80 mm de espesor como metal base, siguen la norma ASTM 647, también basadas en ensayos de fractura de estructuras tubulares soldadas de aeronaves brasileñas T-27 Tucano. Los ensayos fueron realizados sometiendo cargas cíclicas tracción-tracción, con amplitud constante, temperatura ambiente y utilizando razón de carga R=0,1. Los resultados indican que la propagación de fisura localizada en el cordón de soldadura es más rápida que aquellas localizadas en la ZAC y en el material base, respectivamente. Resultados que también fueron relacionados con la variación microestructural y la micro dureza de las regiones mencionadas.

This study has as objective to analyses the effects of the TIG welding process on structural integrity of ABNT 4130 steel, widely used in welded aeronautical structures, by fatigue crack growth tests located in three different areas: base material, heat affected zone (HAZ) and weld pool. The specimens were made in accordance to ASTM 647 standard, from hot rolled plate containing 0,80 mm of thickness, which was determinate from previous studies of welded tubular structure failures of T-27 Brazilian aircrafts. The tests were carried out on centre-cracked tension (CCT) specimens conduced in room temperature, constant amplitude range, at a frequency of 10 Hz, and load ratio R=0,1. The results obtained were associated to the microstructure and microhardness variations of the mentioned areas. It was observed that the fatigue crack located in the weld pool grew more quickly, followed for that located in HAZ and, finally, for that contained in the base material.

Influencia de la Soldadura GMAW sobre la Resistencia al Impacto del Acero Inoxidable Dúplex SAF 2205

El estudio de las propiedades mecánicas en las soldaduras de los aceros inoxidables dúplex, bajo la influencia de las variables intensidad de corriente, voltaje y velocidad de soldadura, ha tomado gran importancia a raíz de la creciente aplicabilidad de los mismos en diferentes industrias, en especial en la petroquímica. El objetivo principal de este trabajo es determinar la resistencia al impacto de la junta bajo diferentes variables de soldadura y en condiciones similares a las que se presentan en complejos criogénicos. Los ensayos fueron diseñados utilizando el proceso de soldadura a tope por arco eléctrico GMAW, con una fuente de poder constante y usando corriente directa y polaridad reversa. Se utilizó una placa de acero inoxidable dúplex SAF 2205 como material base, como material de aporte un alambre de electrodo E-ER 2209 de acuerdo a las normas AWS5.4-92 y 5.9-93 y Argón comercial puro como gas de protección. Los ensayos de impacto de las uniones soldadas no mostraron variaciones significativas en la energía absorbida, que evidencien un cambio en el tipo de fractura del material en función de los parámetros de soldadura, para temperaturas de ensayo de - 40 °C y 22 °C. Para este acero y con las variables de soldadura seleccionadas, se pudo observar que no ocurre transición dúctil-frágil y la disminución de la tenacidad es poco significativa.

The study of the mechanical properties in butt joints for duplex stainless steels SAF 2205 under the influence of variables such as arc current, arc voltage and welding speed is important for determining the optimise conditions for an efficient joint, since the applicability of this material in different industries especially the petrochemical. In this paper an attempt is made to determine the impact strength of the butt joints not only under different welding variables but also at complex cryogenic conditions. Test were designed and performed using Gas Metal Arc Welding process (GMAW) with a constant power source using a direct current reverse polarity. A duplex stainless steel was used as the base metal and ER-2209 electrode wire as filler metal as recommended by AWS 4.92 and 5.9-93. After testing, the DSS weldments no ductile to fragile transition were observed in the temperature range used (-40 ° C to 22 ° C) and the energy values remained almost constant between both temperatures. Also the results did not show a significant variations in the toughness of values the welding process of DSS SAF 2205 under the range of the parameters used.

Ferroaleación Compleja Obtenida Por Metodos Pirometalurgicos A Partir De Arenas Negras De Cuba

En este trabajo se expone una caracterización química y mineralógica de las arenas negras del placer Mejías de Sagua de Tánamo, el más importante placer litoral de playa del noroeste de Cuba oriental. A partir de estas caracterizaciones se desarrolla una estrategia de cálculo para la confección de la carga metalúrgica, que permite obtener simultáneamente, al ser procesada por reducción carbotérmica en un horno de arco eléctrico con crisol de grafito, una ferroaleación multicomponente y una escoria útil para la confección de consumibles de soldadura por arco eléctrico. El polvo de la escoria obtenida es aglomerado con vidrio líquido. Los pellets resultantes, debido a su comportamiento en la soldadura por arco sumergido (SAW), presentan propiedades metalúrgicas y tecnológicas que satisfacen los requisitos de una matriz de un fundente aglomerado. La composición química de la ferroaleación multicomponente está constituida por elementos metálicos (V, Cr, Mo, Ti, Nb) de alto valor metalúrgico y aleante, apropiada para la formulación de cargas aleantes de consumibles tanto para la soldadura manual (SMAW) y como para la SAW.

These work deals with the chemical and mineralogical characterizations of the black sands of the Mejías placer of Sagua de Tanamo (the most important beach littoral placer of the northwest of oriental Cuba). Starting from these characterizations a calculation strategy is developed for the making of the metallurgical load that allows to obtain simultaneously a multicomponent ferroalloy and a useful slag for the making of electric arch welding consumables, when being processed by carbothermic reduction in an electrical arc furnace with graphite crucible,. The powder of the obtained slag is agglomerated with liquid glass. The resulting pellets, due to their behavior on the submerged arc welding show technological and metallurgical properties that correspond with the requirements of an agglomerated flux matrix. The chemical composition of the multicomponent ferroalloy is constituted by metallic elements of high metallurgical and alloyed values (V, Cr, Mo, Ti, Nb). It is appropriate for the formulation of consumables for manual welding (SMAW) and SAW, as well.

Concentrado Cromífero Del Yacimiento Merceditas , Una Fuente Alternativa Para Recubrimientos Cromo-Difusivos En Aceros

En el trabajo se presenta una caracterización fásica cuantitativa del concentrado cromífero con características refractarias perteneciente al yacimiento Merceditas utilizando para ello las técnicas de Espectroscopía de Rayos Infrarrojos (IR), Espectroscopía Mössbauer y Difractometría de Rayos X. Se establece que el concentrado se encuentra constituido por las fases mineralógicas conocidas como cromopicotita, antigorita y clorita, determinándose sus respectivas fórmulas cristaloquímicas. A partir del conocimiento del parámetro de la red, calculado por el método de Cohen, se determina las potencialidades de la cromopicotita como fuente portadora de cromo y se confeccionan cuatro mezclas de concentrado cromífero para su reducción aluminotérmica controlada. Mediante las técnicas antes mencionadas y el Análisis Térmico (ATD, TG y TGD) se estudian sus comportamientos reductivos y se determina el rango de temperatura de trabajo, además se valora el producto reducido como fuente portadora de cromo para difundir hacia las superficies de aceros mediante el método de mezclas de polvos. Se establece que para la región experimental investigada se obtienen los mayores niveles de reducción y de formación de carburos empleando la variante D, cuyas características son: diámetro medio de los granos de cromita 55 m m, tiempo de reducción 4 h y temperatura de reducción 960ºC.

In this paper a quantitative phasical characterization of a chromite concentrate with refractory characteristic belonging to the deposit Merceditas is presented, using for it technicals of infrared and Mössbauer spectroscopies, X-ray difractometry, chemical and grain size analysis. It settles down that the concentrate is constituted by the phases mineralogical well-known as chromopicotite, antigorite and chlorite, being determined its respective cristalochemical formulae. From the knowledge of the cell parameter a , finded using Cohen´s method, it´s value as a potential source of chrome is estimated and four mixtures with different composition are made for the controled aluminothermic reduction. By means of the techniques of thermal analysis (DTA, TG and DTG) the thermal behavior of a mixture of chromite concentrated and aluminum is studied and the range of temperature for thermal reduction is determinated. The reduced product is evaluated for its like a suitable carrier of chrome in the thermodifusive treatment saturating mixtures for the thermodifusives surfaces of chromium and silicon in steels of steel surfaces in the powder mixture method. The best results are obtained for a variant which involves particles of grain size 55 m m, and reduction time 4 hours at 960ºC.

Caracterización Másica Y Superficial Del Catalizador Nio/Mgo-La₂ O₃.Influencia De La Composición Del Soporte

En este trabajo se muestran los resultados del estudio del efecto de una serie de mezclas del soporte (MgO-La2 O3 ) sobre el NiO, mediante las técnicas de Microscopía Electrónica de Barrido, Difracción de Rayos X, Reducción Térmica Programada, Área Superficial(BET), Prueba de Kelvin e Infrarrojo; con el fin de conocer las diferentes interacciones que de la fase activa con los componentes del soporte. Se encontró que el NiO presenta una interacción fuerte tanto con el La2 O3 como con el MgO, la cual depende de la proporción en que se encuentren estos componentes. Por medidas de potencial de superficie se infiere el incremento de las vacancias aniónicas de oxígeno a partir de la interacción de los tres componentes del catalizador.

The effect of a series of support mixtures (MgO-La 2 O 3 ) on NiO has been studied, by the MEB-EDX, X ray diffraction, TPR, BET, Kelvin Prove and IR; in order to know the different interactions that there are between the active phase and the support components. It was found that NiO displays a strong interaction both with La 2 O 3 and with MgO, depending mainly on the proportion of these components. Measures of surface potential show some evidences of a synergetic effect on oxygen chemisorption.