Sumario:
Revista de Metalurgia
CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Vol 46, Nº 4 (2010) / doi:10.3989/revmetalm.2010.v46.i4 ISSN: 0034-8570
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S . U . M . A . R . I . O
Artículos
CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 4 (2010): 293-307 / doi:10.3989/revmetalm.0909
[es] Situación estimada de la zona cohesiva en el horno alto
Forecast situation of the blast furnace cohesive zone
A. Cores, J. Saiz de Ayala, J. Mochon, I. Ruiz-Bustinza, R. Parra
Resumen: En planta piloto se fabrica una serie de sinterizados a partir de mezclas minerales como las utilizadas en el horno alto. Se caracterizan los sinterizados mediante análisis químico y granulométrico y determinación de las temperaturas de reblandecimiento y fusión. En el horno alto, mediante una serie de sondas, se determinan las temperaturas en el horno, lo que permite situar la posición de la isoterma de mayor temperatura de 950 °C, que corresponde a la zona de reserva térmica. Se ha desarrollado un modelo que propone una estimación indirecta de la forma de la zona cohesiva a través de la determinación de la isoterma de mayor temperatura de la zona de reserva térmica. Los valores de las temperaturas de reblandecimiento y fusión de los sinterizados permiten estimar las isotermas que limitan la zona cohesiva, en el intervalo de 1.300-1.400 °C.
Palabras clave: Horno alto; Zona cohesiva; Zona de reserva térmica; Sinterización; Red de sistema neuronal
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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 4 (2010): 308-319 / doi:10.3989/revmetalm.0911
[en] Análisis de estrategias de enfriamiento de raíles mediante simulación numérica con cálculo instantáneo del coeficiente de expansión térmica
Analysis of rail cooling strategies through numerical simulation with instant calculation of thermal expansion coefficient
A. Pernía-Espinoza, F. J. Martínez-de-Pisón, E. Martínez-de-Pisón, J. Blanco
Resumen: En este artículo se describe una nueva metodología para simular el proceso de enfriamiento de un rail asimétrico Ri60, diseñado para tranvías, de una forma mucho más realista que lo realizado hasta ahora para perfiles largos de acero. La propuesta considera los efectos de la transformación de fases del acero y el enfriamiento por convección forzada. El proceso es simulado como un proceso termo-mecánico desacoplado. Primero, las curvas de enfriamiento del rail son obtenidas a partir de un modelo basado en dinámica de fluidos computacional y posteriormente introducidas en el modelo de elementos finitos para calcular las tensiones y desplazamientos. En esta segunda fase se calcula, para cada elemento finito y en cada iteración, el coeficiente de dilatación térmica lineal según el diagrama de curvas de enfriamiento continuo. Estos resultados permiten determinar las tensiones residuales al final del proceso con muy buena fidelidad respecto a los datos experimentales obtenidos en la planta industrial. La metodología permite estudiar con precisión dos tipos de estrategias de enfriamiento del Ri60 y seleccionar la más conveniente.
Palabras clave: Tensiones residuales; Fabricación de perfiles; Coeficiente de dilatación térmica lineal
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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 4 (2010): 320-330 / doi:10.3989/revmetalm.0939
[en] Análisis micro estructural como indicador de la idoneidad de reparación por soldadura de aceros al Cr-Ni resistentes al calor
Microstructural analysis as the indicator for suitability of weld repairing of the heat resistant Cr - Ni steel
Z. Odanović, I. Blačić, D. Vračarić, V. Grabulov, M. Burzić, B. Katavić
Resumen: La evaluación metalúrgica se realizó en un tubo de columna con fracturas, que es parte del horno reformador en una planta de amoníaco. Estos tubos son fundidos centrífugamente y fabricados en acero resistente al calor, de tipo HK- 40. Para el análisis microestructural de la fractura se ha utilizado microscopía óptica y electrónica de barrido (SEM). La composición de los micro-constituyentes se determinó por espectrometría de rayos X de energía dispersiva (EDS). Las propiedades mecánicas se evaluaron mediante mediciones de microdureza Vickers. Las investigaciones en este estudio se han llevado a cabo con el fin de demostrar la idoneidad de reparación por soldadura de columnas en base a sus características micro-estructurales. Se ha observado que el inicio de la rotura, causada por el efecto de la oxidación/corrosión y el choque térmico ocasionado por el gradiente de temperatura, aparece en la pared interna del tubo y se propaga a lo largo de los bordes de grano. Los resultados demuestran la presencia de una microestructura irregular que contribuyó a la propagación de la rotura a lo largo de la pared del tubo. En la microestructura también se ha registrado la formación da la precipitación de fases de carburo/carbón nitrito que aparecen en forma de agujas y fase σ frágil. Con base en los resultados obtenidos, se puede concluir que la microestructura investigada no es idónea para aplicar la reparación por soldadura.
Palabras clave: Evaluación microestructural; Análisis de fractura; Acero de tipo HK40; Reparación por soldadura
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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 4 (2010): 331-339 / doi:10.3989/revmetalm.0941
[es] Evaluación de resinas de intercambio iónico para el control del hierro en soluciones de electro-obtención de cobre
Evaluation of ion exchange resins for iron control in copper electro-winning solutions F. Parada, D. Dreisinger, I. Wilkomirsky
Resumen: Se evaluaron dos resinas comerciales para la extracción del hierro desde una solución de electro-obtención de cobre. Ambas resinas extraen en forma eficiente el hierro, pero se diferencian en que la resina Monophosphonic tiene una mayor capacidad de carga que la resina Diphonix, mientras que la Diphonix muestra una cinética más rápida. Los resultados de la prueba interrumpida y de las pruebas para determinar el efecto del tamaño de partícula permiten concluir que el control más probable para la cinética de extracción es por la difusión en la partícula en ambas resinas. Un buen ajuste al modelo de Fick para difusión en la partícula confirman el tipo de control propuesto. Finalmente, la temperatura favorece la cinética del proceso de extracción y su efecto en el coeficiente de difusión sigue la ley de Arrhenius obteniendo un valor para la energía de activación de 4,89 kcal/mol para la resina Monophosphonic y 4,94 kcal/mol para la resina Diphonix. Estos valores están cercanos al valor típico para el control propuesto que es de 6 a 10 kcal/mol.
Palabras clave: Intercambio Iónico; Hierro; Electro obtención de cobre
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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 4 (2010): 340-350 / doi:10.3989/revmetalm.0945
[es] Problemas en la reparación por laser cladding de superficies de acero AISI D2 tratado térmicamente
Problems in laser repair-cladding a surface AISI D2 heat treated tool steel
J. J. Candel, V. Amigó, J. A. Ramos, D. Busquets
Resumen: Se ha depositado polvo de acero de herramienta (H13) sobre diferentes sustratos de acero que se encuentran en estado metalúrgico diferente (recocido o de temple y revenido) para comparar los resultados y se ha analizado la microestructura del recubrimiento y de la zona afectada por el calor (ZAC) mediante microscopia óptica, microscopía electrónica de barrido (MEB) y difracción de electrones retrodispersados (EBSD). El objetivo del trabajo es relacionar los parámetros del proceso de recubrimiento por láser (potencia, velocidad, caudal de polvo) con las transformaciones metalúrgicas producidas en el acero de herramienta AISI D2, con el fin de optimizar las condiciones de operación durante la reparación. Los resultados muestran que los parámetros influyen en gran medida en la geometría del cordón y en la formación de la microestructura. Aunque es sencillo obtener deposiciones geométricamente aceptables (forma y tamaño adecuado, ausencia de porosidad), en muchos casos aparecen fenómenos perjudiciales como la dilución de carburos y la aparición de fases metaestables que modifican las propiedades mecánicas del recubrimiento. En concreto, la presencia de austenita retenida en el recubrimiento, relacionada con la temperatura máxima alcanzada y la velocidad de enfriamiento, produce una fuerte disminución en la dureza, que debe evitarse. Además, para una misma composición y acabado superficial, el estado metalúrgico inicial del sustrato tiene una gran influencia sobre el resultado. Sustratos en estado de temple implican una mayor absorción del láser y la acumulación de calor que produce mayores zonas afectadas por el calor (ZAC). Por ese motivo, deben optimizarse los parámetros del proceso para cada operación de manera que se mejore el comportamiento en servicio del componente.
Palabras clave: Recubrimiento láser; Acero de herramienta; EBSD; Austenita; Microestructura
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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 4 (2010): 351-359 / doi:10.3989/revmetalm.0949
[es] Estudio del mecanismo de eliminación demagnesio de aleaciones Al-Si en estado líquido mediante inyección de minerales base sílice
Study of the removal mechanism of magnesium from Al-Si liquid alloys using silica base minerals injection
R. Muñoz-Arroyo, J. C. Escobedo-Bocardo, H. M. Hernández-García, D. A. Cortés-Hernández, M. Terrones-Maldonado, A. Rodríguez-Pulido, J. L. Hernández-Piñero
Resumen: Se empleó el método de inyección sumergida de polvos por medio de un gas de arrastre inerte (Ar) con el fin de eliminar el magnesio de la aleación Al-Si A380 a 750 °C. Los polvos inyectados al baño de metal fundido fueron zeolita mineral, arena sílice y mezclas de ambas. Las variables de respuesta medidas fueron el contenido de magnesio en el baño metálico respecto al tiempo de inyección y las mermas de metal al final de cada experimento. En el análisis de resultados, la mezcla sílice:zeolita 66:34 % e.p. obtuvo la mayor eficiencia, lográndose una disminución en el contenido de magnesio en el baño metálico de 1 a 0.0066 % e.p. Los productos de reacción se analizaron por difracción de rayos-X, microscopía electrónica de barrido y de transmisión. Los resultados de estos análisis y el empleo del paquete termodinámico FactSage, versión 6, permitieron justificar el mecanismo de reacción entre los minerales y el aluminio líquido.
Palabras clave: Zeolita; Sílice; Aluminio; Magnesio; Minerales
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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 4 (2010): 360-369 / doi:10.3989/revmetalm.0959
[es] Optimización del tratamiento de fosfatado como método de protección frente a la corrosión
Optimisation of the phosphate conversion treatment for generating protective coatings
E. Onofre-Bustamante, A. Olvera, A. Barba, F. J. Rodríguez, M. Carboneras, M. Álvarez, M. C. García-Alonso, M. L. Escudero
Resumen: En el presente trabajo se estudia el fosfatado como tratamiento de conversión química (TCQ) libre de cromo, partiendo de un estudio básico del fosfatado comercial aplicado por inmersión en soluciones al 100 % y diluciones 1:2, 1:5 y 1:10. Para conseguir un buen recubrimiento de fosfato se determinó el tiempo óptimo de inmersión mediante curvas de potencial a circuito abierto. Las propiedades de protección contra la corrosión se evaluaron mediante medidas de resistencia a la polarización e impedancia electroquímica. La adherencia al sustrato se determinó por ensayos de tracción (pull-off). Los resultados en inmersión continua mostraron que la aplicación de un recubrimiento orgánico sobre el sustrato previamente fosfatado en una dilución 1:5 (10 min) aumenta la resistencia a la corrosión en, al menos, un orden de magnitud con respecto al sustrato no fosfatado, incrementando la adherencia y el tiempo de vida del sistema recubrimiento-sustrato debido a que la película de conversión forma parte integral del sustrato y la superficie generada incrementa el área y número de sitios activos.
Palabras clave: Fosfatado; Corrosión; Protección; Adhesión
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CSIC - Revista de Metalurgia, Vol 46, Nº 4 (2010): 370-380 / doi:10.3989/revmetalm.0961
[es] Estudio térmico y estructural del proceso de solidificación de fundiciones de hierro con grafito laminar
Thermal and structural studies about the solidification process of grey cast irons
P. Larrañaga, J. Sertucha
Resumen: La fabricación de piezas de fundición de hierro con grafito laminar (FGL) es un proceso industrial extensamente utilizado en la actualidad. Por ello, el estudio de los procesos de solidificación en estos materiales y de los factores que influyen en la transformación líquido-sólido supone un conocimiento de gran utilidad a la hora de avanzar en el desarrollo tecnológico de este tipo de fundición. En el presente trabajo se estudian tres aleaciones de diferente composición química (hipoeutéctica, eutéctica e hipereutéctica) con el fin de analizar, comparativamente, las características estructurales del material a lo largo de la transformación líquido-sólido. Las muestras obtenidas se han monitorizado con el fin de registrar las curvas de enfriamiento y se han sometido a procesos de temple en distintos instantes durante la solidificación. Las aleaciones presentan diferencias dependiendo de su composición y potencial de grafitización. Los resultados obtenidos se discuten de forma comparativa, estableciendo modelos de solidificación que justifican el comportamiento de este tipo de materiales.
Palabras clave: Fundición laminar; Solidificación; Carbono equivalente; Curvas de enfriamiento
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ÍNDICE / TABLE OF CONTENTS
Revista de Metalurgia
CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Vol 46, Nº 4 (2010) / doi:10.3989/revmetalm.2010.v46.i4 ISSN: 0034-8570
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ÍNDICE:
Artículos
[es] Situación estimada de la zona cohesiva en el horno alto 293-307
A. Cores, J. Saiz de Ayala, J. Mochon, I. Ruiz-Bustinza, R. Parra
[en] Análisis de estrategias de enfriamiento de raíles mediante simulación numérica con cálculo instantáneo del coeficiente de expansión térmica 308-319
A. Pernía-Espinoza, F. J. Martínez-de-Pisón, E. Martínez-de-Pisón, J. Blanco
[en] Análisis micro estructural como indicador de la idoneidad de reparación por soldadura de aceros al Cr-Ni resistentes al calor 320-330
Z. Odanović, I. Blačić, D. Vračarić, V. Grabulov, M. Burzić, B. Katavić
[es] Evaluación de resinas de intercambio iónico para el control del hierro en soluciones de electro-obtención de cobre 331-339
F. Parada, D. Dreisinger, I. Wilkomirsky
[es] Problemas en la reparación por laser cladding de superficies de acero AISI D2 tratado térmicamente 340-350
J. J. Candel, V. Amigó, J. A. Ramos, D. Busquets
[es] Estudio del mecanismo de eliminación demagnesio de aleaciones Al-Si en estado líquido mediante inyección de minerales base sílice 351-359
R. Muñoz-Arroyo, J. C. Escobedo-Bocardo, H. M. Hernández-García, D. A. Cortés-Hernández, M. Terrones-Maldonado, A. Rodríguez-Pulido, J. L. Hernández-Piñero
[es] Optimización del tratamiento de fosfatado como método de protección frente a la corrosión 360-369
E. Onofre-Bustamante, A. Olvera, A. Barba, F. J. Rodríguez, M. Carboneras, M. Álvarez, M. C. García-Alonso, M. L. Escudero
[es] Estudio térmico y estructural del proceso de solidificación de fundiciones de hierro con grafito laminar 370-380
P. Larrañaga, J. Sertucha
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TABLE OF CONTENTS
Articles
[es] Forecast situation of the blast furnace cohesive zone 293-307
A. Cores, J. Saiz de Ayala, J. Mochon, I. Ruiz-Bustinza, R. Parra
[en] Analysis of rail cooling strategies through numerical simulation with instant calculation of thermal expansion coefficient 308-319
A. Pernía-Espinoza, F. J. Martínez-de-Pisón, E. Martínez-de-Pisón, J. Blanco
[en] Microstructural analysis as the indicator for suitability of weld repairing of the heat resistant Cr - Ni steel 320-330
Z. Odanović, I. Blačić, D. Vračarić, V. Grabulov, M. Burzić, B. Katavić
[es] Evaluation of ion exchange resins for iron control in copper electro-winning solutions 331-339
F. Parada, D. Dreisinger, I. Wilkomirsky
[es] Problems in laser repair-cladding a surface AISI D2 heat treated tool steel 340-350
J. J. Candel, V. Amigó, J. A. Ramos, D. Busquets
[es] Study of the removal mechanism of magnesium from Al-Si liquid alloys using silica base minerals injection 351-359
R. Muñoz-Arroyo, J. C. Escobedo-Bocardo, H. M. Hernández-García, D. A. Cortés-Hernández, M. Terrones-Maldonado, A. Rodríguez-Pulido, J. L. Hernández-Piñero
[es] Optimisation of the phosphate conversion treatment for generating protective coatings 360-369
E. Onofre-Bustamante, A. Olvera, A. Barba, F. J. Rodríguez, M. Carboneras, M. Álvarez, M. C. García-Alonso, M. L. Escudero
[es] Thermal and structural studies about the solidification process of grey cast irons 370-380
P. Larrañaga, J. Sertucha
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