FRSN - Ciencia y Tecnología - Centro DEYTEMA
Permanent URI for this collectionhttp://48.217.138.120/handle/20.500.12272/6447
Browse
Item Influence of electroplating stages on hydrogen pickup in SAE 1005 steel.(2018-05-10) Delpupo, Maria Noelia; Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaHydrogen embrittlement is a common, dangerous, but poorly understood cause of failure in metals and alloys. In coated samples, coatings act as a barrier to hydrogen damage resulting in a decrease in the corrosion rate and consequently reducing hydrogen embrittlement. In order to obtain an effective barrier against the hydrogen income the layer must be continuous, impermeable and stable in the environment so adequate variable control must be followed. Knowledge about absorption/desorption energies of hydrogen from traps as a function of temperature help to design proper thermal treatments to eliminate it. This paper represents a survey about variables involved at each electroplating stage and hydrogen income into steel wires, analyzed through optical microscopy, scanning electron microscopy and thermal analysis.Item Influencia del hidrógeno gaseoso sobre las propiedades mecánicas de un acero de alta resistencia(2018-10-24) Airaldi, Laureano Jesús; Inés, Mariano Nicolás; Asmus, Carolina Andrea; Delpupo, Maria Noelia; Mansilla, Graciela AnalíaLa Fragilización Inducida por Hidrógeno (FIH) se ha investigado a través de los años mediante la aplicación de técnicas de carga electrolíticasde H, más rápidas y sencillas de llevar a cabo. Sin embargo, éstas no pueden replicar por completo el daño causado por el hidrógeno gaseoso en ciertas aplicaciones industriales, como ser tuberías de transporte de hidrocarburos. El fenómeno de sería el mismo si se considera una misma concentración de hidrógeno (H), independientemente del método de carga. En este trabajo se plantea la respuesta en fatiga de bajo número de ciclos de un acero resulfurado de alta resistencia, cargado con hidrógeno gaseoso (168 h a temperatura ambiente). Se evalúa la respuesta mecánica y se realizan ensayos de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) para determinar temperaturas de desorción y asociarla con las eventuales trampas de hidrógeno (defectos de la red) donde pudo quedar ocluido en el acero.Item Analysis of DTA and dilatometric data used to study the behaviour of a mould flux(2019-06-01) Benavidez, Edgardo; Santini, Leandro; Brandaleze, ElenaIn the present work a casting powder containing ≈ 36 wt% SiO2, ≈ 31 wt% CaO, 13 wt% Na2O, and 10 wt% CaF2, was used as starting material. A mass of 10 g of the mould powder was placed in a graphite crucible and melted at 1300°C. After 15 minutes at this temperature, the melt was poured onto a stainless steel inclined plate. By this method, solid glass layers were produced, which were sectioned into bars 10-15 mm in length to be used in dilatometric tests. Some of these bars were ground to powder to perform DTA runs. Both tests (DTA and dilatometry) were carried out at different heating rates: 5, 10 and 15 ºC/min, in air atmosphere, up to 900°C. Data of glass transition temperature (Tg), and crystallization peak temperature (Tc) were obtained from DTA and dilatometric runs. From these data, several non-isothermal methods based on Kissinger, Augis-Bennet, Ozawa, and Cheng models, were used to study the crystallization kinetics. Based on these models, the activation energy of crystallization (E), the frequency factor () and the crystallization rate constant (k) were calculated. A subsequent study was followed to determine the Avrami exponent and the crystallized fraction. The crystallographic phases were determined by XRD and the microstructure of samples, treated between 400-900 ºC, was observed by optical and electronic microscopy.Item Thermal analysis techniques applied to study wear mechanisms of black refractories used in the steel continuous casting process(Springer, 2019-06-01) Brandaleze, Elena; Benavidez, EdgardoIn this paper, the results are correlated with information obtained through conventional techniques such as optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) including EDS analysis and EBSD, that are used to characterize different structural aspects on the refractory material and of the interface with the moud flux adhered on the nozzle. The thermodynamic simulation of the corrosion also contribute with relevant information associated to the main goal of this paper. By the thermochemical simulations, the chemical reactions in the system between nozzle and mold flux are justified. All this information is useful to stablish the coorrosion mechanisms and to predict the dynamic process conditions that cause the damage in the refractory material, in order to improve the nozzle performance.Item Replacement of fluorine in mould powders: influence on the crystallization kinetics(Springer, 2019-06-01) Benavidez, Edgardo; Santini, Leandro; Brandaleze, ElenaIn the present work mould powders were prepared using different raw materials. One powder was fluorine-containing and the others were free-F. The total fluorine content (approx. 10 wt%) was replaced by different percentages of boron, sodium and lithium oxides. Fluorspar (CaF2), borax anhydrous (Na2B4O7), and lithium carbonate (Li2CO3) were employed as source of fluorine, boron, and lithium, respectively. These powders were milling during 2 hours, then were melted at 1300°C and finally fast cooled onto a stainless steel plate. The amorphous solid layers as obtained were milling to produce glass powders which were tested by DTA at different heating rates: 5, 10, and 15°C/min. Several non-isothermal methods (Kissinger, Augis-Bennet, Ozawa, Cheng) were applied to study their kinetics of crystallization. From these models, different parameters associated to crystal growth, such as the activation energy (Ec), the frequency factor () and the nucleation rate (kc), were determined. Crystallographic phases and crystal size distribution were determined by X-ray diffraction and microscopic observation techniques.Item Estudio comparativo del efecto de hidrógeno en aceros MLC 420 y SAE 1045 soldados mediante SMAW(2019-08-09) Inés, Mariano Nicolás; Bertucelli, Mariano Javier; Mansilla, Graciela AnalíaEn este trabajo se realizaron cupones de soldaduras SMAW sobre dos grados de aceros empleando electrodos secos, posteriormente se efectuó carga electrolítica de hidrógeno (H) para simular condiciones agresivas de ingreso de este elemento sobre las probetas de tracción construidas a partir de uniones soldadas con estos consumibles. En primer lugar, el objetivo de este trabajo es comparar la respuesta mecánica de estas muestras con y sin carga electrolítica de H, y en segundo lugar, evaluar mediante la aplicación de ataque metalográfico específico, en qué sectores de la estructura del acero quedó atrapado el H.Item Caracterización del fenómeno de corrosión sobre acero de alta resistencia(Universidad Tecnológica Nacional, 2019-09-14) Delpupo, Maria Noelia; Demassi, Barbara; Mansilla, Graciela AnalíaLa corrosión se define como el deterioro de un material como consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno; el cual no solo provoca el menoscabo de la superficie de los elementos y estructuras, sino que también reduce la resistencia y las propiedades mecánicas de los mismos. Un material es corroído cuando éste es destruido o deteriorado a través del tiempo debido a una reacción química o electroquímica por el medio ambiente con el cual convive. La resistencia a la corrosión depende de la composición del material y del medio ambiente en particular. El objetivo de este trabajo es evaluar la acción corrosiva sobre muestras de acero resulfurado de alta resistencia expuestas a niebla salina durante 96 h con apertura de spray mínima.Item Correlación entre viscosidad y estructuras vítreas obtenidas a partir de polvos coladores fundidos(Universidad Nacional de Rosario, 2019-10-01) Santini, Leandro; Desimone, Mariela; Benavidez, Edgardo; Brandaleze, ElenaEn el presente trabajo se analiza, por medio de difracción de rayos X (DRX) y espectroscopia Raman, la estructura de tres polvos coladores comerciales, obtenidos por enfriamiento rápido (templado) desde la fusión (1300°C). El análisis de la estructura es asociado a valores de viscosidad (método del cilindro rotativo) y fluidez (método del plano inclinado) obtenidos a 1300°C.Item Un estudio de la relación entre granos de magnesia sinterizada/electrofundida en ladrillos de MgO-C(Universidad Nacional de Rosario, 2019-10-01) Lagorio, Yamila; Ponte, Ricardo; Vernilli, Fernando; Benavidez, EdgardoEn este trabajo se estudia la relación entre granos de magnesia, electrofundidos y sinterizados, y su influencia sobre la resistencia a la corrosión, el comportamiento mecánico y la evolución térmica, de ladrillos de MgO-C. El contenido de MgO (90%), material carbonoso (8,2%) y de antioxidantes y ligantes, fueron los mismos en los tres ladrillos conformados, solamente difieren en la calidad y pureza de magnesia utilizada. Las composiciones estudiadas fueron tres: 100% de MgO electrofundida (muestra L1), 40% MgO sinterizada y 60% MgO electrofundida (muestra L2) y 100% MgO sinterizada (muestra L3).Item Viscosidad de polvos coladores: comparación entre valores experimentales y modelos teóricos(Universidad Nacional de Rosario, 2019-10-01) Santini, Leandro; Martin, Alejandro; Benavidez, Edgardo; Brandaleze, ElenaEn este trabajo se presenta el desarrollo, montaje y puesta en servicio de un equipo para realizar mediciones de viscosidad a altas temperaturas. En particular, se mide la viscosidad de tres polvos coladores comerciales formulados para el colado de aceros ULC identificados como C1, C2 y C3, por el método del cilindro rotativo en el rango de temperatura comprendido entre 1100°C y 1350°C. Los resultados se comparan con modelos teóricos de aplicación industrial, con cálculos termodinámicos empleando el software FactSage 7.2 y con la fluidez evaluada mediante el ensayo del plano inclinado.Item Análisis de las impurezas y el tamaño de grano en partículas de magnesia electrofundida sobre el comportamiento de refractarios MgO-C(Universidad Nacional de Rosario, 2019-10-01) Lagorio, Yamila; Gass, Sebastián; Benavidez, EdgardoEl presente trabajo tiene como objetivo estudiar el comportamiento de ladrillos de MgO-C conformados con magnesia electrofundida de distintas calidades. Para esto se conformaron tres ladrillos, identificados como EF1, EF2 y EF3, los cuales fueron formulados con un contenido de MgO del 90% (de calidad electrofundida) y 8,2% de material carbonoso, difiriendo en la pureza, distribución granulométrica y tamaño de grano de las partículas de magnesia.Item Salt spray test on AISI 316L stainless steel(2020-01-10) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaDamage produced by rigorous working conditions can affect materials, especially when they are exposed to high temperatures, corrosive atmospheres and mechanical stresses. Austenitic stainless steels have variable chromium contents but greater than 16%, which allows the surface formation of a passivating thin layer of chromium oxide (Cr2O3) that protects the steel against corrosion during prolonged exposure to aggressive environments. From a metallurgical point of view, these steels meet the requirements to operate under prolonged exposures to high temperature and aggressive environments (depending on the steel grade), however attention must be paid to the precipitation of different carbides, such as M23C6 and M6C, and especially sigma () phase formation, since its precipitation produced chromium depleting zones which are very harmful in many applications, because it makes the material brittle and allows high corrosion penetration. Another consequence is sensitize hydrogen capture originated during corrosion. The aim of this work is to evaluate the corrosive behavior of an austenitic stainless steel (AISI 316L) that was first exposed to several heat treatments conditions and then was subjected to a spray saline solution of 5% NaCl, inside the chamber the temperature was set in 35ºC while the saturated air temperature was 47ºC. Characterization techniques such as optical and scanning electron microscopy were applied. Results allowed to establish the incidence on the corrosion rate of formed chromium carbides, that sensitize steel to the attack of chloride ions responsible of pitting corrosion by breaking of the passive layer thus helping a rapid corrosion rate.Item Analysis of hydrogen behavior in high strength steels joints welded by SMAW.(Francisco Silva - António Pereira - Nova Science Publishers, 2020-04-01) Mansilla, Graciela Analía; Inés, Mariano Nicolás; Delpupo, Maria NoeliaNowadays, the worldwide consumption of welded steel products continues growing, as they are vital for the automotive, construction and machinery industries, among others. There is extensive research and development regarding hydrogen embrittlement (HE), mainly devoted to hydrogen assisted cracking. Major sources of hydrogen (H) in a weld come from water/moisture chemically bonded to electrodes, apart from the hydrogen contained in the chemical composition of steel and the environmental hydrogen absorbed by the liquid pool generated by electric arcs. During cooling, part of this H may diffuse from the welded joints into the heat affected zone (HAZ) and base metal (BM) or remain occluded in irreversible traps, such as interfaces inclusions-matrix, precipitates and martensite needles. However, H can also be trapped in vacancies and dislocations. Literature refers to this as reversible or diffusible H, that is, traps where H has a short residence time at temperature of interest and, thus, is responsible for failure. In general, the greater the amount of H retained, the greater the risk of cracking and embrittlement, leading to a significant variation in the mechanical properties of the welded steel joint. Owing to this, it is extremely important to study steel susceptibility to H damage and its consequent embrittlement. The first part of this chapter is related to the interactions between H in high strength steels during welding processes, emphasizing the effects on the mechanical properties of these welded joints. Then, H electrolytic charge in two high strength steels (SAE 1045 and a hot rolled microalloyed steel with vanadium, titanium and niobium – MLC) and experimental methodology are detailed. Afterwards, the mechanical behavior of hydrogenated steels joints and electron microscopy techniques employed are evaluated. Finally, there is a discussion of the obtained results and the conclusions reached.Item Estudio del ingreso de hidrógeno en acero electrocincado mediante análisis térmico.(2020-06-28) Delpupo, Maria Noelia; Inés, Mariano Nicolás; Asmus, Carolina Andrea; Mansilla, Graciela AnalíaEl objetivo de este trabajo es estudiar el ingreso de hidrógeno en muestras de alambres de Acero SAE 1005 durante las sucesivas etapas del proceso de galvanizado electrolítico. Se realizaron ensayos de calorimetría diferencial de barrido con el fin de evaluar posibles temperaturas de absorción/desorción de hidrógeno y finalmente se empleó la técnica de decoración con plata para detectar los sitios de atrape de hidrógeno en la microestructura del material. A partir de los resultados experimentales, se determina que el hidrógeno ingresa tanto en la etapa de decapado como en la de electrocincado, siendo esta última la de mayor influencia. El hidrógeno queda retenido en la interfaz correspondiente al recubrimiento de zinc y la matriz de acero. No obstante, la evidencia hallada permite concluir que la etapa final de electrocincado es la que posee mayor incidencia en el ingreso de H para este grado de acero.Item Failure caused by multiple mechanisms that produce a premature localized wear of a steel ladle slag line(Research Waves Ltd., 2020-08-30) Brandaleze, Elena; Benavidez, EdgardoA post mortem MgO-C brick of a steel ladle (slag line) was studied to identify the main causes of a localized wear, produced at initial taps. The extreme low thickness of the lining provokes ladle removed from service. In addition, slag infiltration into the upper horizontal joint promotes corrosion. The slag line presents cracks with a propagation pattern considerably parallel to the hot face. In order to identify the wear mechanisms, the results of the postmorten study were compared with information of the characterization of one brick without use.Item Tratamientos térmicos y corrosión en niebla salina en acero inoxidable AISI 316L(Universidad Tecnológica Nacional, 2020-10-06) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaEn este trabajo se evalúa el comportamiento microestructural de un acero inoxidable AISI 316L, tratado térmicamente y sometido a ensayos de corrosión acelerada, durante 96 horas, en cámara de niebla salina según normas ASTM B117 e ISO 9227. Se destaca que este material tratado térmicamente y enfriado en aire fue el que presentó mayor grado de corrosión, hallándose relación directa entre las partículas de carburo de cromo y la presencia de grietas asociadas con los productos de la corrosión.Item Comportamiento termomecánico y termoquímico de ladrillos refractarios MgO-C(Universidad Tecnológica Nacional, 2020-10-07) Lagorio, Yamila; Benavidez, EdgardoEl desarrollo tecnológico de los ladrillos de MgO-C y su posición en el mercado, genera un gran interés en continuar estudiando ciertos temas que aún son de discusión. El desarrollo del tema de esta tesis es de utilidad, tanto para el sector académico como el industrial, en la generación de conocimiento integral de los refractarios MgO-C. El objetivo es estudiar el efecto que tiene la calidad de las materias primas en el comportamiento químico, mecánico y térmico de estos materiales. Para esto se formularon ladrillos con dos calidades de agregados de magnesia (electrofundidos y sinterizados) y con diferentes grados de pureza (entre 97,6 - 99,1% MgO). Los materiales para este estudio se prepararon a partir de 90% en peso de magnesia (MgO) y 8,2% en peso de grafito (C), que se completó con la adición de antioxidantes y resina ligante. Se determinaron: (i) composición química y mineralógica, (ii) análisis microestructural, (iii) densidad y porosidad (aparente y total), (iv) resistencia al ataque químico por escorias a 1600 °C, (v) comportamiento mecánico en compresión a temperatura ambiente y a 1400 °C, y (vi) evolución térmica hasta 1400°C.Item Compuestos de matriz metálica reforzada con carburos cementados para aplicaciones en herramientas agroindustriales(Universidad Tecnológica Nacional, 2020-10-07) García Díaz, Carolina; Benavidez, EdgardoActualmente, los recubrimientos de compuestos de matriz metálica reforzada aplicados sobre una base o sustrato de acero se utilizan en diferentes herramientas agrícolas. Sin embargo, estos materiales no se fabrican en el país, lo que conlleva un manejo elevado de costos y la imposibilidad de reaplicar el recubrimiento cuando se desgasta. En el presente trabajo se analiza una cuchilla comercial importada que posee un recubrimiento de matriz metálica reforzada con carburo de tungsteno. Mediante el análisis microestructural, análisis semicuantitativo EDS y perfil de microdureza, se determinaron las características de referencia para el diseño de recubrimientos propios. Los resultados del presente estudio permitieron inferir el método de aplicación y consolidación del recubrimiento y definir un punto de partida para la tesis en cuestión.Item Structural evolution of an Al2O3-MgO•Al2O3 castable in the range 1000-1600°C(Mind Authors Inc., 2020-11-10) Benavidez, Edgardo; Brandaleze, ElenaThermal and structural characteristics of an alumina-spinel castable (containing 2.5 wt.% CaO) was studied. The specimens were cast (8.0 wt.% water), cured in air at ambient temperature (48 h), then dried at 100°C (24 h) and prefiring at 500°C (3 h). Thermal behavior was analyzed by dilatometries at constant heating rate (5°C/min) up to 1600°C, and at constant temperature (range: 1000-1500°C). Crystallographic phases were determined by XRD and microstructures were analyzed by SEM/EDS. Specimens heat treated at 1000°C and 1200°C showed Al2O3 (A) and MgAl2O4 (MA) as main phases. Between 1200-1300°C, the 2Al2O3∙CaO (CA2) formation is promoted. Calcium hexaluminate 6Al2O3∙CaO (CA6) is detected from 1400°C. The presence of CA6 increases at 1500°C and 1600°C. From dilatometric curves, alternating expansion contraction zones were observed in the range 1000-1600°C. This behavior is associated to (i) the CA2 and CA6 formation, and (ii) the sintering/densification of ceramic grains with probable liquid phase assistance. Thus, considering the temperature profile, generated in service, through this material, both the formation of CA2 and CA6 and the sintering evolution during the first hours, lead to volumetric contractions and expansions in different zones. These volumetric changes generate mechanical stresses that can cause faults in the material.Item Incidencia del hidrógeno atrapado sobre el comportamiento mecánico de acero inoxidable AISI 316L tratado térmicamente(2021-06-25) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela AnalíaEn este estudio se presentan los resultados de la investigación para evaluar las posibles interacciones entre un ambiente hidrogenado altamente agresivo y las tensiones uniaxiales aplicadas mediante ensayos mecánicos de tracción en acero inoxidable AISI 316L. Se desarrollaron tratamientos térmicos en un acero inoxidable AISI 316L (enfriado en aire) y luego sobre un conjunto de estas probetas se llevaron a cabo cargas electrolíticas de hidrógeno, considerando una solución electrolítica de H2SO4 1N, con 0,25 g/L de NaAsO2 como agente promotor de hidrógeno, empleando un ánodo de grafito y una densidad de corriente constante de 35 mA/cm2 durante 3,5h. Para finalizar, se realizaron sobre el total de las muestras ensayos de tracción considerando desplazamiento del cabezal de 0,5 mm/min. Se concluye que el acero inoxidable AISI 316L, con tratamiento térmico y cargado electrolíticamente con hidrógeno, presentó modo de fractura mixta (dúctil-frágil). Las grietas de naturaleza transgranular e intergranular encontradas están en consonancia con la distribución y morfología de los dimples desarrollados durante los ensayos mecánicos.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »