Revista de Metalurgia

CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Científicas            

Volumen 44 - Nº 2  (Año 2008)

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Sumario

Artículos

[es] Estudio del daño por hidrógeno en uniones soldadas de un acero API 5L X52. 101-112
R. Réquiz, S. Camero, V. Aristizabal, A. Rivas

Resumen: En la presente investigación se estudió la susceptibilidad al daño por hidrógeno en un acero API 5L X52 soldado por resistencia eléctrica. Para ello, se emplearon técnicas de permeación y de carga catódica de hidrógeno. El material fue caracterizado mediante microscopía electrónica de barrido y de transmisión. La susceptibilidad al daño por hidrógeno fue similar tanto en el metal base como en el cordón de soldadura. Este comportamiento se vincula a la microestructura homogénea constituida por perlita y ferrita, que presentan ambos, aun cuando existen diferencias en el tamaño de grano. El cordón de soldadura tenía dimensiones muy pequeñas, donde la zona de fusión y la afectada por el calor poseen espesores de 5 mm y 1 mm, respectivamente. El daño inducido por hidrógeno se presentó en forma de ampollas en la superficie del material, asociado, principalmente, a la presencia de inclusiones globulares y semiglobulares ricas en aluminio. Además, se manifestó una disolución parcial de las inclusiones y/o un ataque de la matriz en la zona adyacente a la inclusión. 

Palabras clave: Acero API 5L X52; Soldadura por resistencia eléctrica; Daño por hidrógeno; Permeación; Ampollamiento

[es] Análisis de la absorción de hidrógeno y de su influencia en el comportamiento mecánico de cinco aleaciones férreas. 113-128
A. Albístur-Goñi, J. Fernández-Carrasquilla

Resumen: 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. 

Palabras clave: Carga catódica; Hidrógeno; Propiedad mecánica; Espectroscopia óptica de descarga luminiscente; Aceros; Fundiciones

[es] Corrosión atmosférica del acero en interiores. Sus particularidades en el clima tropical de Cuba. 129-137
F. Corvo, A. D. Torrens, Y. Martín, E. González, J. Pérez, C. Valdés, A. Castañeda, C. Portilla 

Resumen: 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. 

Palabras clave: Corrosión atmosférica; Interiores; Polvo; Contaminación; Acero

[es] Estudio del mecanismo de reacción durante la refinación de magnesio de aleaciones de aluminio líquidas usando partículas de SiO2. 138-150
A. Flores, R. Muñiz, J. Torres, E. Macías, N. Rodríguez

Resumen: 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. 

Palabras clave: Aleaciones base aluminio; Eliminación de magnesio; Reacciones químicas heterogéneas; Reciclaje de chatarra de aluminio; Mecanismos de reacción

[en] Electroobtención de cobre en una celda de lecho móvil basada en electrodiálisis reactiva. 151-161
L. Cifuentes, P. Arriagada 

Resumen: Una celda a escala laboratorio de electrodiálisis reactiva (EDR), de dos compartimientos con cátodo particulado móvil, se ha utilizado para electroobtener cobre. La reacción catódica fue la electrodeposición de cobre sobre un lecho de partículas de cobre que circulan dentro de un cilindro fijo por la acción de paletas rotatorias; la reacción anódica fue la oxidación de ión ferroso a ión férrico sobre un ánodo hecho de barras de grafito estáticas. El anolito (FeSO4 + H2SO4 acuoso) y el catolito (CuSO4 + H2SO4 acuoso) se mantienen separados por una membrana aniónica que impide el transporte de cationes entre los electrólitos. Se efectuaron experimentos para caracterizar el funcionamiento de la celda bajo varias condiciones. Al operar con 40 g/l Cu (II), I = 6 A, T = 50 °C, 40 rpm de rotación de paletas y un caudal de recirculación de 990 ml/min, el consumo específico de energía (CEE) para la electroobtención de cobre fue de 2,25 kWh/kg. Una optimización de las dimensiones de la celda produjo una mejora del CEE a 1,55 kWh/kg, mientras que un aumento de temperatura de 50 a 56 °C (sin cambiar las dimensiones de la celda) produjo un CEE de 1,50 kWh/kg, que es 25 % menor que los valores convencionales para celdas de electroobtención de cobre. Se hizo una comparación entre el funcionamiento de esta celda y la de una celda tipo “jaula de ardilla” desarrollada anteriormente por los autores.

Palabras clave: Electroobtención; Electrodiálisis reactiva; Ingeniería de reacciones; Membranas; Transferencia de masa; Electroquímica

[es] Cinética de engrosamiento de precipitados coherentes en la aleación Fe-10 % Ni-15 % Al. 162-169
N. Cayetano-Castro, H. J. Dorantes-Rosales, V. M. López-Hirata, J. J. Cruz-Rivera, J. Moreno-Palmerin, J. L. González-Velázquez

Resumen: La cinética de engrosamiento y la evolución morfológica de precipitados coherentes β’ (Fe, Ni)Al en una matriz ferrítica se estudió en la aleación Fe-10 % Ni-15 % Al. Se solubilizaron muestras a 1.100 °C por 24, y posteriormente, se envejecieron a 750, 850 y 920 °C por diferentes tiempos. Los resultados de DRX, MEB y MET mostraron la descomposición, αsss → α + β, durante su envejecido. La distribución de precipitados dentro del grano cambia, gradualmente, de aleatoria a un alineamiento preferencial sobre las direcciones cristalográficas de la matriz. Asimismo, la evolución morfológica de los precipitados fue: esféricos → cúbicos → paralelepípedos → placas. La variación del tamaño de partícula, r3, y la densidad de precipitados en función del tiempo se comportan linealmente, como lo predice la teoría de Lifshitz, Slyosov y Wagner (LSW) para el engrosamiento controlado por difusión. La cinética de crecimiento (K) se incrementó a temperaturas de envejecido mayores. La energía de activación para el proceso de engrosamiento fue de alrededor de 220 kJ/mol. 

Palabras clave: Engrosamiento; Transformaciones de fase; Aleación Fe-Ni-Al; Precipitados coherentes; Envejecido
 

Nota Técnica

[es] Estudio del desgaste de uniones soldadas en tuberías. 170-175
J. Montero, A. García, A. Varela, S. Zaragoza, R. Artiaga, J. L. Mier 

Resumen: En este trabajo se ha estudiado el desgaste que experimentan las uniones soldadas de tuberías, con el objetivo de minimizar los problemas derivados de las mismas. Se ha efectuado un análisis del comportamiento tribológico de las tres zonas fundamentales de la soldadura: metal base, zona afectada por el calor y cordón , evaluándose la diferencia en las propiedades mecánicas entre ellas. Además, se han propuesto distintas alternativas en el proceso de soldadura con la finalidad de mejorar el comportamiento global de la unión. 

Palabras clave: Desgaste; Soldadura; Dureza

[es] Modelado y simulación del proceso de fresado a alta velocidad en MATLAB-SIMULINK. 176-188
R. M. del Toro-Matamoros, R. E. Haber, J. Pamies, A. Bustillo 

Resumen: Los procesos de mecanizado constituyen uno de los procedimientos de transformación de los metales. Resulta importante en estos procesos el conocimiento de las fuerzas de corte. Este trabajo presenta la implementación, en MATLAB- SIMULINK, de un modelo mecanístico que relaciona las fuerzas y el par de corte en el fresado a alta velocidad (FAV) con la geometría generalizada de la herramienta y los parámetros de corte. Se muestran las ecuaciones de las fuerzas de corte en las cuales se basa el modelo, introduciéndose la cinemática de los ángulos de inmersión radial de inicio y fin de corte. El modelo se valida con datos experimentales, demostrando su eficacia. Este modelo puede utilizarse en sistemas de supervisión y control de FAV, para estimar las fuerzas y el par de corte y detectar la posible aparición de fallos como desgaste, roturas en la herramienta y la presencia de vibraciones.

Palabras clave: Fresado a alta velocidad; Modelado matemático; Esfuerzo de corte; Par de corte; Modelado en MATLAB