Facultad Regional San Nicolas

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Subject: search.filters.subject.Propiedades mecánicas

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    Hydrogen incidence on tensile strength behavior of AISI 316L stainless steel
    (2022-05-13) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela Analía
    Most paper in literature are devoted on the effect caused by chromium carbides on the tensile behavior of stainless steels, for example, it is known that the precipitation of M23C6, M6C and Sigma Phase are harmful under certain operative conditions, although there are only few papers related with hydrogen embrittlement in type 316L stainless steels. Even though hydrogen slightly modifies the mechanical behavior of these stainless steels, it should be considered to avoid significant economic losses. The aim of this work is to evaluate the effect on mechanical response of hydrogen charged AISI 316L stainless steel samples. To achieve homogeneous carbides precipitation, specific thermal treatments were conducted on as-received samples. Then three sets of samples were considered to carry out tensile tests. Before that, a group of heat-treated samples were hydrogen charged, in a 1N H2SO4 electrolytic solution with 0.25 g/L NaAsO2 as hydrogen promoter agent, using graphite anode and a constant current density of 35 mA/cm2 for 3.5 h. After tensile tests, the resulting fracture surfaces exhibited mixed ductile-brittle behavior in hydrogen charged samples in comparison with the ductile morphology obtained in uncharged ones. In addition, in hydrogenated samples cracks were found associated with fine chromium carbides, while ductile well-developed dimples were found in uncharged samples. In coincidence, there was a ductility loss in electrolytic hydrogen charged samples, which was not observed in those uncharged ones. In order to identify hydrogen - carbides interactions, a selective metallographic technique made it possible to find grain boundaries and carbides/matrix interfaces as the main hydrogen traps. Furthermore, differential scanning calorimetry (DSC) tests were performed to obtain hydrogen desorption temperatures. Results allowed to settle that those carbides developed during thermal treatments are responsible for deleterious hydrogen trapping that may cause mechanical failure on AISI 316L stainless steel.
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    Efecto de la velocidad de deformación en ensayos de tracción de acero inoxidable AISI 316L
    (Ing. Marta Caligaris - Dra. Nancy Quaranta - Ing. Fernando Palmieri, 2021-09-15) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela Analía
    En este estudio se presentan los resultados obtenidos de la investigación llevada a cabo para determinar la interacción existente entre los carburos de cromo y el hidrógeno en muestras de acero inoxidable AISI 316L, y su posible incidencia en el comportamiento mecánico considerando distintas velocidades de deformación en ensayos de tracción. Para lograr una microestructura susceptible, con una distribución homogénea de carburos, se desarrollaron tratamientos térmicos con enfriamiento en aire, y luego sobre un grupo de estas muestras se llevaron a cabo cargas electrolíticas de hidrógeno, empleando una solución electrolítica de H2SO4 1N, con 0,25 g/L de NaAsO2 como agente promotor de hidrógeno, 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 dos velocidades de desplazamiento del cabezal, de 0,5 mm/min y 5 mm/min, respectivamente. Las superficies de fractura resultantes, independientemente de la velocidad de desplazamiento del cabezal, exhibieron un comportamiento mixto dúctil - frágil en muestras cargadas con hidrógeno junto con grietas asociadas con los carburos de cromo, en comparación con la morfología netamente dúctil (con dimples bien desarrollados) obtenida en aquellas sin carga. Las curvas tensión-deformación, para ambas velocidades demuestran que existen variaciones entre la tensión de rotura y la máxima elongación. Para evidenciar las interacciones del hidrógeno con las microestructuras obtenidas, se aplicó una técnica metalográfica selectiva, logrando identificar a los bordes de grano y las interfaces de carburos / matriz como las principales trampas de hidrógeno. Estos resultados permitieron determinar que los carburos desarrollados causan atrapamiento perjudicial de hidrógeno y son responsables del comportamiento mecánico medido en el acero inoxidable AISI 316L.
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    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 Analía
    La 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.
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    Incidencia del hidrógeno atrapado sobre el comportamiento mecánico de acero inoxidable AISI 316L tratado térmicamente
    (2021-06-25) Inés, Mariano Nicolás; Mansilla, Graciela Analía
    En 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.
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    Mejora en las propiedades mecánicas a alta temperatura de ladrillos refractarios
    (Universidad Tecnológica Nacional, 2021-09-20) Lagorio, Yamila; Peirani, Maria Valeria; Ponte, Ricardo; Benavidez, Edgardo
    El propósito de este trabajo es comparar el comportamiento mecánico, en compresión, de tres ladrillos de MgO-C, conformados a partir de dos diferentes calidades de magnesia. El contenido de MgO, material carbonoso y otros, fueron los mismos en los tres ladrillos. En los tres materiales, el comportamiento mecánico, caracterizado por el módulo de elasticidad (E), la resistencia a la fractura (σF), la deformación de fractura (εF) y la energía de fractura (UF), mejora en condiciones de ensayo en alta temperatura. Esto se atribuye a la presencia de antioxidantes (aluminio y silicio) que, a mayor temperatura, forman fases, que incrementan la resistencia mecánica.
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    Compuestos de matriz metálica reforzada con carburos cementados para aplicaciones en herramientas agroindustriales
    (Universidad Tecnológica Nacional, 2020-10-07) García Díaz, Carolina; Benavidez, Edgardo
    Actualmente, 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.
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    Comportamiento termomecánico y termoquímico de ladrillos refractarios MgO-C
    (Universidad Tecnológica Nacional, 2020-10-07) Lagorio, Yamila; Benavidez, Edgardo
    El 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.
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    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, Edgardo
    El 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.
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    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, Edgardo
    En 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).