Etiqueta: Avances en Ciencias e Ingenieria

COMPARISON OF BEHAVIOUR WEAR OF NITRIDED AND INDUCTION HARDENED -NITRIDED AISI 1045 STEEL

Se estudió el comportamiento al desgaste del acero AISI1045 con un tratamiento de nitruración iónica y posterior temple por inducción. Se midió dureza en superficie y perfil en profundidad. Se analizó la microestructura y evaluó el comportamiento al desgaste. Como resultado de la nitruración se obtuvo una zona formada por una capa de compuestos seguida por una zona de difusión de nitrógeno. La dureza superficial del acero templado y revenido aumentó en un 50% y, con el temple por inducción posterior, resultó aún superior con incremento en la dureza del núcleo. El comportamiento al desgaste resultó mejor que la del acero sólo nitrurado, debido al incremento de la capacidad de soporte de carga del sistema.

Abstract

The wear behavior of the AISI1045 steel with an ionic nitriding treatment and subsequent induction tempering, was studied. Surface hardness and profile depth were measured. The microstructure was analyzed and evaluated the wear behavior. As the result of the nitriding treatment, a modified layer formed by a compound followed by a zone of diffusion of nitrogen, was obtained. Surface hardness increased 50 % its value with the nitriding treatment and after induction hardening it was even higher, where the core hardness also increased. The wear behavior was better than the steel nitride, only due to increased load bearing capacity of the system.

DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY EXPERIENCES IN Al-Si ALLOYS

La observación de agujas características de una transformación displaciva en aleaciones U-Al-Si en el entorno del compuesto U3Si5 evidencia la necesidad de analizar las distintas transformaciones que ocurren durante el enfriamiento utilizando una técnica dinámica de identificación de transformaciones (calorimetría diferencial de barrido). Para evaluar la versatilidad de esta técnica, se estudiaron aleaciones Al-Si con concentraciones de Si entre 0,6% y 7,1% en peso. Se determinaron las temperaturas liquidus y eutéctica de cada aleación y se estimó la entalpía de formación de los precipitados de Si y de la reacción eutéctica. Los resultados reproducen las temperaturas de ambas reacciones según el diagrama de equilibrio del sistema binario Al-Si. Para el cálculo de las entalpías de transformación resulta indispensable obtener el porcentaje de fase transformada por otras técnicas de caracterización una vez finalizado el ensayo.

Abstract

The observation of needles characteristics of a displacive transformation in alloys U-Al-Si in the vicinity of the compound U3Si5 evidence the need to analyze the various transformations that occur during cooling using a dynamic technique of identifying transformations (differential scanning calorimetry). To evaluate the versatility of this technique, Al-Si alloys were studied with Si concentrations between 0,6 and 7,1 wt.%. Eutectic and liquidus temperatures were determined for each alloy. Besides Si precipitates formation and the eutectic reaction enthalpies were estimated. According to Al-Si binary equilibrium diagram, both reactions temperatures have been reproduced satisfactorily. To calculate the enthalpies of transformation, it is essential the use of other characterization techniques to obtain transformed phase percentage by other characterization techniques after the test finished.

INFLUENCE OF GRINDING IN POZZOLANIC ACTIVITY OF CLAYS WITH KAOLINITE AND HALLOYSITE

El objetivo de este trabajo es analizar la influencia del grado de molienda en la actividad puzolánica de diferentes arcillas que contienen los minerales Caolinita y/o Halloysita. Se utilizaron 4 arcillas, cuantificando la fase amorfa formada durante la calcinación a 700 ºC y realizando distintos procesos de molienda. Se determinó que la actividad puzolánica de las arcillas calcinadas depende de la composición mineralógica y defectos superficiales, cantidad de fase amorfa y finura. La mayor actividad puzolánica fue obtenida para la arcilla con un elevado contenido de Halloysita finamente molida. La utilización de un 25% de reemplazo de cemento Portland (CP) por esta muestra permite superar la resistencia a la compresión respecto al mortero-CP a partir de los 7 días.

Abstract

The aim of this paper is to analyze the influence of the degree of grinding in pozzolanic activity of different clay minerals containing kaolinite and/or halloysite. Four clays were used, the amorphous phase formed during the calcination at 700 °C was quantified, and different milling processes were performed. It was determined that the pozzolanic activity of calcined clays depends on the mineralogical composition and surface defects, amount of amorphous phase and fineness. Most pozzolanic activity was obtained for the clay with a high content of halloysite and finely ground. The 25% replacement of Portland cement (PC) by this sample exceeds the compressive strength compared to mortar-PC after 7 days.

DEVELOPMENT OF FILMS FROM POLYPROPYLENE/TALC NANOCOMPOSITES FOR AROMA RETENTION

Se estudia la liberación de aceite esencial de limón (aroma modelo) en películas sopladas de nanocompuestos a base de polipropileno (PP) conteniendo 5% p/p de partículas de talco. En tal sentido, se utilizaron tres técnicas independientes y complementarias para estudiar dicho fenómeno físico, tales como: gravimetría, termogravimetría y espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier. Los resultados obtenidos demostraron que las películas de nanocompuestos liberaron el aceite esencial de manera más lenta y prolongada en comparación con las del PP. Las partículas de talco actuaron como «retén» del aceite esencial por su carácter absorbente. Además, obstaculizaron el pasaje de las moléculas aromáticas a través de la película por la disposición espacial que alcanzan en la matriz polimérica y por el incremento del grado de cristalinidad que inducen en el PP, debido al carácter nucleante de estas partículas.

Abstract

The release of lemon oil (flavor model) in nanocomposites blown films based on polypropylene (PP) containing 5% w/w of talc particles is studied. In this sense, three independent and complementary techniques were used to study this physical phenomenon, such as: gravimetry, thermogravimetry and infrared spectroscopy with Fourier transform. The results showed that the nanocomposite films released essential oil slower and prolonged compared to PP ones. Talc particles acted as «retention agents» of essential oil because of their absorbent character. Also, they hindered aromatic molecules passage through the film reaching the spatial arrangement in the polymer matrix and the increment in crystallinity degree induced in PP by the nucleating character of these particles.

ECO-FRIENDLY ANTICORROSIVE INHIBITOR FOR WATER BASED COATINGS TO PROTECT STEEL: Ylex paraguariensis (YERBA MATE)

En este trabajo fue evaluado la capacidad anticorrosiva de extractos de la yerba mate (Ilex paraguariensis) sobre el acero SAE 1010, a fin de ser incorporado en una pintura anticorrosivo. El extracto acuoso se obtuvo a partir de la mezcla de hojas y palos de yerba mate de dos marcas comerciales. Los ensayos preliminares se realizaron mediante técnicas electroquímicas, microscopía electrónica de barrido y análisis de energía dispersiva de rayos X, demostrando que la incorporación de los extractos contribuye a la disminución de la velocidad de corrosión del acero generando películas protectoras sobre su superficie. En base a estos resultados se formuló una pintura de base acuosa que fue evaluada mediante ensayos de envejecimiento acelerado (cámaras de niebla salina y de humedad) y técnicas electroquímicas (potencial de corrosión y resistencia iónica). Se concluye que los extractos reducen la velocidad de corrosión y que es posible incorporarlos a una pintura anticorrosiva con resultados prometedores.

Abstract

In this paper the anticorrosive capacity of Ilex paraguariensis (yerba mate) extract on SAE 1010 steel, was evaluated, in order to be incorporated in an anticorrosive paint. The aqueous extract was obtained from the mixture of leaves and sticks mate two trademarks. Preliminary assays were performed using electrochemical techniques, scanning electron microscopy and energy dispersive x-ray analysis. The results showed that the incorporation of the extracts contribute to diminish steel corrosion rate forming protective films on the surface. Based on these results, a water-based paint was formulated, prepared and evaluated employing accelerated tests (salt spray and humidity chambers) and electrochemical techniques (corrosion potential and ionic resistance). It’s concluded that the extract diminished corrosion rate and that it is possible to incorporate them in an anticorrosive paint with promising results.

EFFECT OF CEMENTITE DESTABILIZATION ON THE DEVELOPMENT OF HIGH MECHANICAL STRENGTH LEVEL IN PEARLITIC STEELS

Se estudió la deformación en aceros de alto contenido de carbono trefilados en frío, sobre el comportamiento mecánico y de fractura. La deformación promueve fenómenos de disolución de la cementita en la perlita, alcanzando alta resistencia y ductilidad, lo que permite aplicarlos en usos críticos como cables de grúas. Para estudiar el comportamiento mecánico y a la fractura, se estudian muestras de dos alambres sometidas a torsión hasta rotura. Estos presentan distinto comportamiento: uno sufrió fractura plana (normal) y otro fractura delaminada. Se efectúa un estudio estructural mediante microscopía óptica y electrónica de barrido. Los resultados obtenidos muestran la presencia del fenómeno de rizado (curling). Además, se realizan ensayos de análisis térmico diferencial y simulación termodinámica aplicando Fact Sage, para analizar la estabilidad de carburos. Se corroboró la precipitación de carburos épsilon que ocurre por difusión de carbono en la interfaz ferrita-perlita, justificando el incremento de la resistencia mecánica.

Abstract

Deformation steels in high carbon cold drawn, on the mechanical behavior and fracture was studied. Deformation phenomena promote dissolution of cementite in pearlite, reaching high strength and ductility, enabling application in critical uses as crane cables. To study the mechanical behavior and fracture, samples of two wires twisted to break were studied. These have different behavior, one suffered fracture flat (normal) and another delaminated fracture. Microstructural aspects were analyzed through microscopy, both optical and electronic. Furthermore, differential thermal analysis tests and thermodynamic simulation using Fact Sage are carried out in order to study carbides stability. Results show the presence of a curling phenomenon. The precipitation of epsilon carbide, due to carbon diffusion in the ferrite-pearlite interface, was identified. This fact explains the increase in mechanical strength of the ferrite.

CONTINUOUS COOLING CURVES OBTAINED BY DILATOMETRY USING DIFFERENT COOLING RATES ON LOW CARBON MICROALLOYED STEELS

En este trabajo se presentan los resultados de la obtención de curvas de enfriamiento continuo (curvas CCT) a partir de ensayos de dilatometría, contemplando diferentes rapideces de enfriamiento para dos aceros de bajo carbono microaleados. En base a las curvas de dilatometría, se determinan las temperaturas iniciales y finales de transformación de austenita a ferrita. Luego, se grafica cada rapidez de enfriamiento y se ubican las temperaturas de transformación de fases identificadas previamente. Se correlaciona esta información con resultados del estudio microestructural realizado sobre cada muestra mediante microscopía óptica. Se contempla la identificación y cuantificación (a través de la determinación de la fracción volumétrica) de los microconstituyentes presentes en cada caso. Finalmente, se completa el estudio con mediciones de microdureza. Basados en los resultados se logra construir la curva CCT correspondiente a cada acero en el rango de rapideces de enfriamiento entre 0,03°C/s y 8,2 °C/s.

Abstract

In this paper the results of obtaining continuous cooling curves (CCT curves) are presented from tests of dilatometry, contemplating different cooling rates for two microalloyed low carbon steels. Based on the dilatometry curves, the start and finish temperatures of austenite to ferrite transformation are determined. Then, plots corresponding to each cooling rate with the phase transformation temperatures previously determined placed on them have been constructed. This information was correlated with results of a microstructural study of all the samples, carried out by light microscopy. The microconstituent identification and quantification (through the phase volume fraction determination), was carried out. The study was completed with microhardness measurements. Based on all the results, CCT curves for both steels at cooling rates between 0.03 °C/s and 8,2 °C/s, were obtained.

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF COBALT FERRITE NANOPARTICLES OBTAINED IN POROUS ALUMINA TEMPLATE UNDER CONFINEMENT CONDITIONS

En este trabajo se reporta la síntesis y caracterización de nanopartículas magnéticas de CoFe2O4 que crecen en condiciones de confinamiento. Estas condiciones se logran al infiltrar una solución acuosa con los iones precursores de interés en una plantilla de alúmina anódica nanoporosa. Se estudian la morfología, composición química, estructura cristalina y las propiedades magnéticas del material sintetizado. Los resultados obtenidos revelan la formación de nanopartículas magnéticas aglomeradas con forma elipsoidal dentro y en la superficie del sustrato poroso. Debido al efecto de confinamiento, las fases sintetizadas dentro de los poros son diferentes de aquellas obtenidas en condiciones ambiente. Una comparación cuantitativa entre las anisotropías magnetocristalina y la de forma permite entender la invariancia de las curvas de histéresis respecto a la dirección como se aplica el campo magnético. El comportamiento superparamagnético de los aglomerados de nanopartículas se analiza por medio de curvas M vs. T a diferentes campos aplicados.

Abstract

In this paper the synthesis and characterization of magnetic CoFe2O4 nanoparticles growing under confinement conditions is reported. These conditions are achieved by infiltrating an aqueous solution with the precursor ions of interest in a nanoporous anodic alumina template. Morphology, chemical composition, crystal structure and magnetic properties of the synthesized material are studied. The results show the formation of agglomerated magnetic nanoparticles with ellipsoidal shape within and on the surface of the porous substrate. Due to the confinement effect, the phases synthesized into the pores are different of those obtained at room conditions. A quantitative comparison between magnetocrystalline and shape anisotropies allow to understand the invariance of the hysteresis curves to the direction as the magnetic field is applied. The superparamagnetic behavior of the agglomerates of nanoparticles is analyzed by curve M vs. T applied to different fields.

SYNTHESIS OF BLOCK COPOLYMERS OF PS-b-PMMA EMPLOYING CONTROL RADICAL POLYMERIZATION

Se estudió la síntesis de copolímeros bloque de poli (estireno) y poli (metil metacrilato) (PS-b-PMMA) empleando polimerización radicalaria por transferencia atómica (ATRP). Se realizaron distintos experimentos variando las relaciones molares de monómero, ligando e iniciador para determinar su influencia en la síntesis de copolímeros PS-b-PMMA con masas molares determinadas y estructura homogénea. Los polímeros sintetizados se caracterizaron químicamente por espectroscopia infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) y cromatografía por exclusión de tamaños (SEC), empleando un detector de índice de refracción. Se obtuvieron los copolímeros bloque propuestos, con un buen control de su estructura macromolecular (Mw/Mn < 1,90).

Abstract

Synthesis block copolymers poly (styrene) and poly (methyl methacrylate) (PS-b-PMMA) by using atom transfer radical polymerization (ATRP) was studied. Different experiments varying the molar ratios of monomer, initiator and ligand to determine their influence on the synthesis of copolymers PS-b-PMMA with certain molar masses and homogeneous structure were performed. The synthesized polymers are chemically characterized by infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR) and size exclusion chromatography (SEC) using a refractive index detector. The block copolymers proposed were obtained, with a good control of their macromolecular structure (Mw/Mn < 1,90).