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Revista de Metalurgia Nº 46
 

Nombre de la Revista: Revista de Metalurgia
Número de Sumario: 46
Fecha de Publicación: 2010 / 2
Páginas: 96
Sumario:

Revista de Metalurgia               

CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Vol 46, Nº 2 (2010)  /  doi:10.3989/revmetalm.2010.v46.i2        ISSN: 0034-8570

Más información / TEXTO COMPLETO         

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CONTENIDO / CONTENTS

Artículos / Articles

CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 2 (2010):101-108 / doi:10.3989/revmetalm.0834
[es]  Modelación empírica de flotación en columna a escala piloto
J. Simpson, D. Jordán, G. Cifuentes, A. Morales y L. Briones

Resumen:  El área Procemin I, del Centro Minero Metalúrgico Tecnología y Servicio (C1MM T&S), ubicado en Santiago de Chile, cuenta con una completa planta piloto de molienda y flotación en la cual se desarrollan experiencias de optimización de circuitos, diseño de plantas, obtención de parámetros de operación, entre otras cosas. Uno de los equipos que posee la planta piloto es una columna de flotación piloto, con un alto nivel de automatización. Una de las problemáticas presentadas para la operación de la columna de flotación es no lograr tomar decisiones de operación sobre la base de los resultados metalúrgicos que se puedan obtener. El desarrollo de modelos matemáticos que permitan estimar los resultados metalúrgicos (ley de concentrado, ley de relaves, razón de enriquecimiento y recuperación) en función de las variables operacionales que sean manipulables busca entregarle mayor libertad al operador y al ingeniero de procesos para lograr la sintonización operacional de la columna. El método empleado para el desarrollo de los modelos fue Stepwise Regression (Regresión por Pasos) considerando relaciones empíricas entre variables operacionales y los resultados experimentales. Todos los modelos presentaron sobre un 90 % de exactitud, salvo uno de ellos que fue sobre 70 %.
Palabras Clave: Flotación en columna; Regresión por pasos; Modelo matemático.

Mathematical simulation of column flotation in pilot scale
Abstract:
  The Procemin-I area of the Centro Minero Metalúrgico Tecnología y Servicio (C1MM T & S), has a full milling and flotation pilot plant in which several experiences are developed as: optimization of circuits, plant design, procurement of operating parameters, etc. Ones of the equipment in operation is the column flotation to pilot scale, witch have a médium level of automation. The problem presented in the operation of the column flotation is the low relationship during the operation hetween the operating basis parameters and the mctallurgical results. The mathematical models used today to estímate the metallurgical results (i.e.: concentrate, tailing, enrichment and recovery) depending on variables that are manipulated by hand according the operator experience. But the process engineer needs tools without subjective visión to obtain the best performance of the column. The method used to help the column operation was a mathematical model based on the Stepwise Regression then considering empirical relationships between operational variables and experimental results. All the mathematicals relationship developed in this study have a good correlation (up 90 % of precision), except one (up 70 %) due by non regular mineralogical feed.
Keywords: Float in column; Stepwise regression; Mathematical modelling.

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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 2 (2010):109-120 / doi:10.3989/revmetalm.0905
[es]  Cinética de separación de Cu (II) por técnicas de flotación iónica, en celdas con dispersores flexibles
M. Reyes, F.J. Tavera, R. Escudero, E Patino, E. Salinas e I. Rivera

Resumen:  Este estudio investiga y determina experimentalmente los parámetros cinéticos y el efecto de la modificación de las condiciones químicas e hidrodinámicas de las dispersiones aire-líquido, durante la separación de Cu (II) mediante técnicas de flotación iónica en celdas con dispersores porosos. Los resultados muestran que la eliminación de Cu (II) de la solución se puede llevar acabo por flotación iónica en una etapa, con 68 y 56 % de recuperación y una concentración de xantato de 0,02 g/1, para los difusotes de burbujas cilindrico y plano, respectivamente. En sistemas multi etapas cinco celdas, se lograron recuperaciones superiores al 92 % para ambas geometrías de dispersión. La constante cinética de flotación aparente mantiene un comportamiento lineal con los parámetros que caracterizan una dispersión (Jg, eg y Db), hasta un punto donde la inestabilidad del proceso vuelve inoperable el sistema. Los resultados muestran que la remoción de iones de metal base por técnicas de flotación iónica se ve fuertemente afectado por los factores: concentración de colector [C], Jg, eg, Db, Jl y Sb.
Palabras Clave: Cinética; Flotación iónica; Cobre; Celdas; Gas retenido.

Kinetics of Cu (II) separation by ion flotation techniques, in cells with flexible spargers
Abstract:
  This research studies and experimentally determines the kinetic parameters and effect of modifying the hydrodynamics and chemical conditions of the air-liquid dispersions during the Cu (II) extraction by ion flotation techniques in cells with porous spargers. Results show that the elimination of Cu (II) from solution can be carried out by ion flotation in one stage, obtaining efficiencies of 68% and 56% for the fíat and cylindrical spargcr respectively with a xanthate concentration of 0,02 g/1. In multistage systems five cells, recoveries over 92 % were achieved for both sparger geometries. The behavior of the flotation apparent kinetic constant is linear to the parameters that characterize dispersion (Jg, eg y Db), until a point is achieved where the process instability makes the system inoperable. The results show that removing base metal ions by ion flotation is strongly affected by the following factors: collector concentration [C], Jg, eg, Db, Jl and Sb.
Keywords: Kinetics; Ion flotation; Copper; Celds; Gas holdup.

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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 2 (2010):121-128 / doi:10.3989/revmetalm.0920
[en]  Deformation induced martensite in AISI 316 stainless steel
N. Solomon and I. Solomon

Abstract:  The forming process leads to a considerable differentiation of the strain field within the billet, and finally causes the non-uniform distribution of the total strain, microstrusture and properties of the material over the product cross-section. This paper focus on the influence of stress states on the deformation-induced a' martensitic transformation in AISI Type 316 austenitic stainless steel. The formation of deformation-induced martensite is related to the austenite ( ) instability at temperatures cióse or below room temperature. The structural transformation susceptibility is correlated to the stacking fault energy (SFE), which is a function not only of the chemical composition, but also of the testing temperature. Austenitic stainless steels possess high plasticity and can be easily cold formed. However, during cold processing the hardening phenomena always occurs. Nevertheless, the deformation-induced martensite transformation may enhance the rate of work-hardening and it may or may not be in favour of further material processing. Due to their high corrosión resistance and versatile mechanical properties the austenitic stainless steels are used in pressing of heat exchanger plates. However, this corrosión resistance is influenced by the amount of martensite formed during processing. In order to establish the links between total plastic strain, and martensitic transformation, the experimental tests were followed by numerical simulation.
Keywords: Plastic deformation at low temperature; Austenitic stainless steel; Strain-induced martensitic transformation; Numerical simulation.

Martensita inducida por deformación en un acero inoxidable AISI 316
Resumen:
  El proceso de conformación da a lugar a una considerable diferenciación del campo de tensiones dentro de una barra de extrusión y, finalmente, causa una distribución no uniforme de la tensión total, la microestructura y propiedades del material sobre el corte transversal. En este trabajo se estudia la influencia de los estados de tensión sobre la transformación martensítica inducida por deformación en un acero inoxidable austenítico tipo AISI 316. La formación de marten-sita inducida por deformación esta relacionada con la estabilidad de la austenita ( ) a temperaturas cercanas o inferiores a la temperatura ambiente. La susceptibilidad a esta transformación estructural esta correlacionada con el valor de la energía de falta de apilamiento, la cual es función de la composición del acero y de la temperatura de ensayo. Los aceros austeníticos poseen una elevada plasticidad y pueden ser fácilmente conformados en frío. Sin embargo, durante el proceso de deformación en frío, se puede producir un incremento adicional del endurecimiento por deformación asociado a la transformación martensítica inducida durante la deformación, el cual puede mejorar las propiedades posteriores de procesado. Debido a su alta resistencia a la corrosión y buenas propiedades mecánicas, los aceros inoxidables austeníticos se utilizan para la fabricación de placas intercambiadoras de calor. Sin embargo, la cantidad de martensita formada durante el procesado tendrá una influencia sobre la resistencia a la corrosión. Se realizaron ensayos de simulación numérica para correlacionar la deformación plástica total con la transformación martensítica.
Palabras Clave: Deformación plástica en frío; Acero inoxidable austenítico; Transformación martensítica inducida por deformación; Simulación numérica.

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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 2 (2010):129-142 / doi:10.3989/revmetalm.0931
[es]  Comportamiento a la corrosión electroquímica de aleaciones MgAl con recubrimientos de materiales compuestos Al/SiCp mediante proyección térmica
A. Pardo, S. Feliu Jr., M.C. Merino, M. Mohedano, P. Casajús y R. Arrabal

Resumen:  Se estudia, mediante espectroscopia de impedancia electroquímica en solución 3,5 % NaCl, la protección frente a la corrosión de aleaciones Mg-Al recubiertas por proyección térmica con materiales compuestos Al/SiCp. Se varió la fracción de volumen de las partículas de SiC (SiCp) entre 5 y 30 %. Los recubrimientos efectuados por proyección térmica revelan un elevado número de microcanales, en la vecindad de las partículas de SiC, que facilitan la penetración del electrolito originando procesos de corrosión galvánica en los substratos de las aleaciones de magnesio. Un tratamiento posterior mediante la aplicación de una presión en frío reduce el grado de porosidad de los recubrimientos y mejora la unión, tanto entre el substrato y el recubrimiento como entre las partículas de aluminio y SiC, mejorando la resistencia a la corrosión de las aleaciones recubiertas. La efectividad de los recubrimientos disminuye ligeramente con la adición de SiCp cuando se comparan con los mismos recubrimientos de aluminio sin refuerzo.
Palabras clave: Aleaciones de magnesio; Recubrimientos de materiales compuestos; Corrosión; Proyección térmica.

Electrochemical corrosion behaviour of Mg-Al alloys with thermal spray Al/SiCp composite coatings
Abstract:
  The corrosión protection of Mg-Al alloys by fíame thermal spraying of Al/SiCp composite coatings was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy in 3.5 wt.% NaCl solution. The volume fraction of SiC particles (SiCp) varied between 5 and 30%. The as-sprayed Al/SiCp composite coatings revealed a high number of micro-channels, largely in the vicinity of the SiC particles, that facilitated the penetration of the electrolyte and the subsequent galvanic corrosión of the magnesium substrates. The application of a cold-pressing post-treatment reduced the degree of porosity of the coatings and improved the bonding at the coating/substrate and Al/SiC interfaces. This resulted in improved corrosión resistance of the coated specimens. The effectiveness of the coatings slightly decreased with the addition of 5-30 vol.% SiCp compared with the unreinforced thermal spray aluminium coatings.
Keywords: Magnesium alloys; Composite coatings; Corrosión; Thermal spraying.

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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 2 (2010):143-161 / doi:10.3989/revmetalm.0935
[es]  Criterios de predicción de inestabilidades plásticas en procesos de conformado en caliente. (Parte I: Revisión teórica)
A. Al Omar y J.M. Prado

Resumen:  Los procesos de conformado de materiales inducen frecuentemente altos grados de deformación, a grandes velocidades de deformación, e imponen modos de solicitación multiaxiales y muy complejos. Dichos procesos quedan esencialmente limitados por la aparición y desarrollo de inestabilidades plásticas. Estas pueden ser la causa directa de la propagación rápida de una fisura, que puede dar lugar a una rotura final. La complejidad de los modos de deformación y la intervención simultanea de varios parámetros han llevado a varios investigadores a desarrollar diversos criterios, con diferentes planteamientos, para predecir la aparición de defectos y optimizar los parámetros de control en los procesos de conformado. El presente trahajo pretende exponer, a modo de revisión, algunos criterios ampliamente usados en la literatura para la predicción de las inestabilidades plásticas durante el conformado de materiales. Se ha estimado oportuno dividir la materia del trabajo en dos partes: una primera parte presenta los criterios fenomenológicos de predicción de las inestabilidades plásticas, basados en la observación descriptiva de los fenómenos microscópicos de la deformación (endurecimiento por deformación y sensibilidad a la velocidad de deformación), luego se analizan los criterios continuos basados en los principios de máxima velocidad de producción de entropía de la termodinámica irreversible aplicada a la mecánica continua de la fluencia plástica en grandes deformaciones. Asimismo, se comenta una discusión bibliográfica entablada entre varios autores referida al fundamento físico del Modelo Dinámico de Materiales. En la segunda parte, se lleva a cabo un estudio comparativo para caracterizar la inestabilidad plástica durante un proceso de conformado en caliente de un acero microaleado de medio carbono usando criterios continuos y fenomenológicos.
Palabras Clave: Conformado en caliente; Criterios de Inestabilidades plásticas; Modelo dinámico de materiales; Localización de la fluencia.

Criteria for prediction of plastic instabilities for hot working processes. (Part I: Theoretical review)
Abstract:
  Hot working processes often induce high levels of deformation at high strain rates, and impose very complex multiaxial modes of solicitation. These processes are essentially limited by apparition and development of plastic instabilities. These may be the direct cause of rapid crack propagation, which lead to a possible final rupture. The complexity of deformation modes and the simultaneous intervention of several parameters have led many researchers to develop various criteria, with different approaches, to predict the occurrence of defects and to optimize process control parameters. The aim of the present paper is to summarize the general characteristics of some instability criteria, widely used in the literature, for the prediction of plástic instabilities during hot working. It was considered appropriate to divide the work into two parts: part I presents the phenomenological criteria for the prediction of plástic instabilities, based on descriptive observation of microscopic phenomena of the deformation (strain hardening and strain rate sensitivity), and discusses the continuum criteria based on the principie of máximum rate of entropy production of irreversible thermodynamics applied to continuum mechanics of large plástic flow. Also, this part provides a bibliographical discussion among several authors with regard to the physical foundations of dynamic materials model. In part II, of the work, a comparative study has been carried out to characterize the flow instability during a hot working process of a médium carbón microalloyed using phenomenological and continuum criteria.
Keywords: Hot working; Plastic instabilities criteria; Dynamic material model; Flow localization.

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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 2 (2010):162-172 / doi:10.3989/revmetalm.0937
[es]  Criterios de predicción de inestabilidades plásticas en procesos de conformado en caliente. (Parte II. Caracterización de la fluencia plástica de un acero microaleado de medio carbono usando criterios continuos y fenomenológicos)
A. Al Omar, I. Alcelay y J.M. Prado

Resumen:  En el estudio de los procesos de conformado en caliente es muy importante conocer la interacción entre el comportamiento microestructural y los parámetros de control del proceso de deformación, tales como temperatura, velocidad de deformación, deformación, etc. En las últimas décadas, los mapas de procesado han sido elaborados para diseñar, controlar y optimizar la deformación en caliente de varios materiales metálicos. En el presente trabajo, con el fin de estudiar la conformabilidad en caliente de un acero microaleado de medio carbono, durante ensayos de compresión en caliente, se presenta un estudio comparativo entre dos tipos de mapas de procesado construidos usando criterios termodinámicos continuos y criterios fenomenológicos. El análisis de los mapas de procesado indica que el acero estudiado no sufre ningún tipo de inestabilidad plástica. Sin embargo, los mapas correspondientes a la deformación E = 0,6 revelan la existencia de un dominio de recristalización dinámica, considerado como el dominio más eficiente dentro de la región segura de procesado. Este dominio está centrado a 1.150 °C y 10 s-1. El estudio comparativo de los resultados obtenidos muestra la diferencia entre las posiciones de los distintos dominios de deformación plástica según el criterio de inestabilidad usado.
Palabras Clave: Conformado en caliente; Acero microaleado; Mapas de inestabilidad plástica; Recristalización dinámica.

Criteria for prediction of plastic instabilities for hot working processes. (Part II. Characterization of plastic flow of medium carbon microalloyed steel using phenomenological and continuum criteria)
Abstract:
  In the study of hot forming processes the knowledge of interaction between microstructural behaviour and control process parameters such as temperature, strain rate and strain is very important. In the last decades, ptocessing maps have been developed to design, control and optimize the hot deformation of various mctallic materials. In this work, in order to study the hot formability of medium carbon microalloyed steel, during hot compression tests, a comparative study between two typcs of processing maps constructed using phenomenological and thermodynamic continuum criteria have becn carried out. The analysis of the maps indicatcs that the studied steel does not undergo any type of plastic instability. However, the maps corresponding to the deformation of s = 0,6 reveal a dotnain of dynamic recrystallization, considered as the more efficiently domain within the "safe" region process. This domain is centered at 1150 °C and 10 s-1. Also, the comparative study of the obtained results shows the difference between the positions of plastic deformation domains predicted by the two criteria.
Keywords: Hot working; Microalloyed steel; Plástic instabilities maps; Dynamic recrystallization; Flow localization.

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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 2 (2010):173-186 / doi:10.3989/revmetalm.1008
[en]  The origins of strengthening in nanostructured metals and alloys
D.G. Morris

Abstract:  Nanostructured metals and alloys have a variety of chemical and physical properties that are greatly modified by the nano-scale of their microstructure. At the same time, these materials generally show very high strength, although ductility or toughness may not be good. Strength irvcreases as the microstructure scale reduces from the macro-micro level and even finer, but somctimes the strength appears to fall as the structure scale approaches the nano level. These strength variations are examined here, and the mechanisms responsible for both strengthening and weakening are discussed. The fall in ductility and toughness as materials become nanostructured is a complex topic that requires extensive analysis, but this will not be treated in the present overview.
Keywords: Nanomaterials; Mechanical properties; Strength; Grain size; Hall-Petch strengthening.

El origen del endurecimiento de metales y aleaciones nanoestructurados
Resumen:
  Los metales y aleaciones nanoestructuradas muestran una serie de propiedades q;nmicas y físicas fuertemente modificadas cuando su microestructura entra en la escala nano. A la vez, estos materiales muestran generalmente alta resistencia pero mediocre ductilidad o tenacidad. La resistencia aumenta cuando baja la escala de la microestructura desde el nivel micro hacia el nivel nano, pero a veces la resistencia parece reducir por las microestructuras mas finas. Se examinan aquí todas estas variaciones y se discuten los mecanismos responsables del endurecimiento y ablandamiento. Los cambios de ductilidad o tenacidad cuando la microestructura entra en la escala nano necesitan un análisis detallado que no se trata en este articulo.
Palabras Clave: Nanomateriales; Propiedades mecánicas; Resistencia; Tamaño de grano; Endurecimiento por Hall-Petch.



 

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INDICE

Revista de Metalurgia               

CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Vol 46, Nº 2 (2010)  /  doi:10.3989/revmetalm.2010.v46.i2        ISSN: 0034-8570

Más información / TEXTO COMPLETO       

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Artículos

[es] Modelación empírica de flotación en columna a escala piloto.   101-108
J. Simpson, D. Jordán, G. Cifuentes, A. Morales, L. Briones  

[es] Cinética de separación de Cu (II) por técnicas de flotación iónica, en celdas con dispersores flexibles.   109-120
M. Reyes, F. J. Tavera, R. Escudero, F. Patiño, E. Salinas, I. Rivera 

[en] Martensita inducida por deformación en un acero inoxidable AISI 316.   121-128
N. Solomon, I. Solomon  

[es] Comportamiento a la corrosión electroquímica de aleaciones MgAl con recubrimientos de materiales compuestos Al/SiCp mediante proyección térmica.   129-142
A. Pardo, S. Feliu Jr, M. C. Merino, M. Mohedano, P. Casajús, R. Arrabal  

[es] Criterios de predicción de inestabilidades plásticas en procesos de conformado en caliente. (Parte I: Revisión teórica).   143-161
A. Al Omar, J. M. Prado  

[es] Criterios de predicción de inestabilidades plásticas en procesos de conformado en caliente. (Parte II. Caracterización de la fluencia plástica de un acero microaleado de medio carbono usando criterios continuos y fenomenológicos).   162-172
A. Al Omar, I. Alcelay, J. M. Prado  

[en] El origen del endurecimiento de metales y aleaciones nanoestructurados.   173-186
D. G. Morris 



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