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En este estudio, la muestra de humo de soldadura se obtuvo a partir de aceros de bajo y medio carbono y los electrodos utilizados en la soldadura. Las microestructuras de las partículas se analizaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), espectrómetro de dispersión de energía (EDS), difractómetro de rayos X (XRD) y espectrómetro de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR). En los experimentos se encontró que los elementos Be, O, F, Fe, Si, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn tenían contenidos atómicos superiores al 1%. Con base en este hallazgo, se revela que la estructura está constituida principalmente por óxidos tipos Fe2O3, Fe3O4, MnO2, TiO2, SiO2, Fe3Mn3O8, FeMn2O4, BeO, CrO. También se encontró mediante análisis XRD que los elementos con contenidos inferiores al 1% atómico se encontraban también asociados a fases en forma de óxidos. Debido a que las estructuras oxidadas amenazan el medio ambiente y la salud humana, se ha descubierto experimentalmente que los metales emitidos por los humos de soldadura siguen contaminando y amenazando el medio ambiente.

En este trabajo, se estudiaron compuestos de nanoplaquetas de grafeno (GNP) como refuerzo de una aleación de aluminio, estudiándose refuerzos con adiciones variables de hasta un 2,0% en peso de GNP. Los polvos, de diferentes composiciones, se agitaron durante 2 h a una velocidad de 35 rpm en un mezclador tipo V para obtener una dispersión homogénea. Posteriormente, se sintetizaron mediante un tratamiento térmico a 620 ºC, en un horno de inducción de ultra alta frecuencia (UHFIHS) durante 5 min y 40 MPa de presión en un entorno de vacío. Se evaluó la densidad, rugosidad superficial, pérdida de masa ocurrida durante el proceso y la dureza Vickers de los nanocomposites obtenidos en cada caso. Se realizaron análisis SEM, EDX y XRD y se examinaron los resultados obtenidos. Se evaluó el efecto de la adición de grafeno en el aluminio y se determinó que las mejores propiedades se producían para una adición de un 0,8% en peso de GNP.

El efecto de refinamiento del grano del circonio (Zr) es conocido, sin embargo, la influencia en la cantidad de Zr y su efecto sobre la solidificación y el comportamiento de desgaste de las aleaciones de Mg-Zn modificadas no se han estudiado adecuadamente. Las aleaciones de Mg-4Zn-(x)Zr son aleadas con la adición de 0,5% a 4% en peso de elemento Zr se funden y se vierten en dos moldes de colada diferentes y se realizan análisis térmicos. Se examinaron la microestructura de los productos de colada, el comportamiento de solidificación, las transformaciones de fase, el tamaño de grano, las curvas de análisis térmico y las propiedades de desgaste. La microestructura se modificó mediante la adición de Zr y el tamaño de grano se redujo tanto para los materiales de moldeo de grafito como de cerámica. La máxima resistencia a la tracción se obtuvo añadiendo 1% de Zr (170 MPa) y 4% Zr (105-110 HRB) utilizando un molde de grafito, respectivamente. La máxima resistencia a la tracción a temperatura ambiente se alcanzó en el Mg-4Zn-1Zr, el alargamiento fue del 4,9% y la resistencia a la tracción fue de 138 MPa. El valor máximo de tracción en caliente se obtuvo en las aleaciones con 2% de Zr añadido. La tasa de desgaste de la aleación Mg-4Zn disminuyó al aumentar el elemento Zr hasta un 2% en peso. La adición de más del 2% en peso de Zr provocó un aumento de la microporosidad en la microestructura. Debido a la microporosidad causada por la adición de Zr, la tasa de desgaste se redujo ligeramente.

Se ha investigado el uso de la resina de intercambio catiónico Lewatit TP208 en la eliminación de hierro(II) de disoluciones acuosas. En esta eliminación, se han considerado varias variables experimentales, incluyendo, la velocidad de agitación aplicada al sistema, la temperatura, el pH de la disolución acuosa y la dosificación de la resina. Para velocidades de agitación incluidas en el intervalo 300-1200 min-1, el proceso de intercambio catiónico responde al modelo de difusión en la disolución acuosa. El aumento de la temperatura, entre 20 y 60 ºC, va asociado a un aumento de la concentración de hierro(II) cargado en la resina, por lo que el sistema tiene un carácter endotérmico. La variación del pH del medio acuoso hacia pH ácidos (desde 5 a 1) da lugar a una disminución en la carga del metal en la resina. Asimismo, la dosificación de la resina Lewatit TP208 afecta a la eliminación del hierro(II) de la disolución acuosa, los resultados experimentales se ajustan a la isoterma de Freundlich. Los modelos cinéticos asociados a este sistema dependen también de la dosificación de la resina: usando la concentración de resina más alta (1 g·L-1) los datos experimentales se ajustan (r2= 0,999) al modelo de pseudo-segundo orden, mientras que con la concentración de resina más baja (0,13 g·L-1) el modelo cinético es el primer-orden (r2= 0,997). Los resultados experimentales obtenidos con la resina Lewatit TP208 se han comparado con los obtenidos con otras resinas de intercambio catiónico y con el uso de nanotubos de carbono de pared múltiple. El hierro(II), cargado en la resina, puede ser eluido mediante el uso de disoluciones ácidas.

En el presente trabajo se realiza una investigación sobre las propiedades mecánicas y el comportamiento frente a corrosión del compuesto de matriz metálica Al 7075. El cual se preparó a partir de Al 7075 como matriz y lodo rojo como refuerzo, mediante el uso de un proceso de fundición por agitación en dos pasos. El porcentaje en volumen de refuerzo varía de 0% a 15%. La densidad del material compuesto se calculó mediante el principio de Arquímedes, mayor que la matriz básica. La distribución uniforme del refuerzo y la matriz en el material compuesto se estudió utilizando micrografías ópticas, y la microdureza del material se determinó utilizando una máquina de ensayo de dureza Vickers. La microdureza del compuesto aumentó, mientras que el refuerzo pasó del 0% al 15%. La resistencia a la tracción del material compuesto se elevó al 5% de la tolerancia de refuerzo (326 MPa), que es más alta que la matriz base. Los compuestos de matriz metálica Al 7075 presentan una velocidad de corrosión más baja en una solución de NaCl al 3,5% que la matriz base. A medida que aumenta el porcentaje en volumen en el lodo rojo, se reduce la velocidad de corrosión de los compuestos.

La disminución de la concentración de iones de hierro de una solución de refinado procedente de la extracción con solvente de cobre es importante para mantener una buena eficiencia de corriente en el proceso de electrolisis. En este estudio, se investigaron los efectos combinados de la “semilla” de jarosita biosintética y Acidithiobacillus ferrooxidans sobre la eliminación de hierro de la solución de refinado de cobre y el efecto del pH. La biosíntesis de “semillas” de jarosita de amonio se realizó de manera eficiente a pH 2 y una concentración de Fe2 + de 50 g·l-1. El porcentaje de eliminación de hierro de la solución de refinado a un pH de 1,5; 2,5 y 5% de dosis de semillas fue de 0,81%, 47,38% y 71,26%, respectivamente. La concentración de hierro en la solución de refinado disminuyó notablemente hasta alcanzar un valor del 71,17% con la incorporación de un 10% en peso de “semilla” de jarosita junto con un 10% V/V de A. ferrooxidans. Esto se debió al aumento en la superficie específica de los sólidos en la solución y a las características magnéticas de A. ferrooxidans que promueven la eliminación de hierro. Se seleccionó un pH 2 y una carga de “semillas” de jarosita del 10% como las condiciones óptimas para la eliminación del hierro de la solución de refinado. Se concluyó que se podría incrementar la recuperación de cobre del refinado biológicamente refinado.

La mezcla de polvo de Ti+Ni3Al+Al2O3 a base de Fe se alea mecánicamente en un molino de bolas Spex. Los compuestos con adición de Ti+Ni3Al+Al2O3 a base de Fe se produjeron a una temperatura de sinterización de 1000 °C durante un tiempo de 1 h. Las propiedades de estos compuestos se examinaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía óptica (OM), espectroscopía de dispersión de energía (EDS), difracción de rayos X (XRD) y análisis de microdureza. El producto final producido por aleación mecánica fue una solución sólida rica en níquel nanocristalina, el tamaño promedio del cristal era de unos pocos nanómetros. El contenido de titanio en el refuerzo aumentó los valores de microdureza del composite. Los compuestos producidos incluían las fases Fe3Al, TiAl, NiAl, Al3Ni2, Al2O3 y Fe3O.

La superaleación Rene®80 a base de Ni se utiliza para fabricar álabes de turbinas de gas en motores a reacción. La vida útil de algunas palas de turbina de motores a reacción está limitada por la fatiga de baja frecuencia y esta propiedad se ha visto fuertemente afectada por los revestimientos. La temperatura de transición de dúctil a frágil (DBTT) es el factor más importante que afecta las propiedades mecánicas de las aleaciones recubiertas. En este estudio, se evaluó el comportamiento de fatiga a alta temperatura y baja frecuencia del compuesto Rene®80 sin recubrimiento y recubierto con aluminuro de platino (Pt-Al) a temperaturas de 871 °C (cerca del DBTT) y 982 °C (por encima del DBTT). Los resultados de las pruebas de fatiga, en condiciones de deformación controlada a 871 °C para R = 0 y una tasa de deformación de 2×10-3 s-1, en un intervalo de deformación total de 0,8%, mostraron una disminución de la resistencia a la fatiga de las muestras recubiertas de aproximadamente un 14%, en comparación con las no recubiertas. Sin embargo, el aumento de la temperatura de prueba de 871 °C a 982 °C, condujo a un aumento en el comportamiento a fatiga de baja frecuencia del compuesto Rene®80 recubierto en aproximadamente un 10% en comparación con las muestras sin recubrir.

En el presente trabajo se ha investigado el efecto de los elementos aleantes Zn (0,95% en masa) y Ca (0,15% en masa) en el mecanismo de degradación del Mg. Las superficies del Mg puro y de la aleación Mg-Zn-Ca han sido caracterizadas durante su exposición a la solución fisiológica de Hanks (a 37 °C) hasta siete días, utilizando las técnicas SEM-EDS y XPS. La capa formada en la superficie de la aleación contiene Ca10(PO4)6(OH)2, que puede mejorar la compatibilidad ósea. Las partículas intermetálicas compuestas de la fase Mg2Ca, así como la presencia de Zn, han promovido la formación de una capa protectora más uniforme. Las pruebas de EIS y ruido electroquímico (EN) han indicado que la resistencia a la polarización (Rp) del Mg puro es un orden de magnitud menor y la resistencia al ruido de la corriente (Rn) ≈ 5 veces menor, que los de la aleación de Mg-Zn-Ca. Los valores del índice de picadura (PI) de cada material fueron inferiores a 0,6; lo que sugiere que el ataque de corrosión no está altamente localizado. Al final de las pruebas de inmersión, la concentración de iones de Mg liberados durante la degradación ha sido ≈ 4,5 veces mayor para Mg puro (1,63 ± 0,02 mg·cm−2) que para Mg-Zn-Ca (0,35 ± 0,03 mg·cm−2). En consecuencia, la densidad de corriente de corrosión (jcorr) calculada para el Mg puro fue dos veces mayor (1,33 μA·cm−2) que la de la aleación de Mg ZX10 (0,59 μA·cm−2).

Se prepararon muestras de metales de soldadura de acero que contienen Ti con contenidos de Al de 0,01-0,085%. Los efectos del contenido de Al en los metales de soldadura sobre la evolución de las inclusiones se investigaron en detalle mediante cálculos termodinámicos junto con microanálisis de sonda de electrones. Los resultados muestran que las inclusiones en el 0,01% de metal de soldadura de Al están compuestas principalmente de ilmenita con más cantidades de (Mn-Si-Al) -óxido y titanial-spinel. Cuando el contenido de Al aumenta hasta un 0,035%, se forma una mayor cantidad de corindón y una pequeña cantidad de pseudobrookita. En el 0,085% de metal de soldadura de Al. En el metal de soldadura de 0,085% Al, la fase de óxido (Mn-Si-Al) desaparece por completo y las inclusiones contienen una cantidad sustancial de corindón, además de una cantidad mínima de pseudobrookita. Ti3O5, MnTi2O4 y MnTiO3 son los componentes principales de las soluciones sólidas de pseudobrookita, titanial_spinel e ilmenita, respectivamente. Titanial-spinel e ilmenita tienen cantidades más altas de Mn, pero niveles más bajos de Ti en comparación con la pseudobrookita.

Surface welded joints are considered an advance and innovative strategy to achieve acceptable strength without consuming much energy on specimen preparation. Two surfaces of AA5083 plates were welded from four sides using the same filler material to prepare specimens. In the surface joint analysis, up to 2-2.2 mm fusion depth was achieved on each side, though the central portion remained characteristically unfused. After joining, homogenization annealing has been performed at 275 °C and 325 °C to hold the specimens for 3 h, which increased the joint performance up to 57.6%. The optical micrographs of fused zones have outlined the alternative-combine visibility of Al6(Mn,Fe) and Mg2Si in analysis with the increase in annealing temperature from 275 °C to 325 °C. Observations from fracture surface characteristics include completely fused zone (CFZ) and base material-fused zone (BMFZ) interface boundary, which in combination defined the whole mechanism of fracture. Las uniones soldadas de superficie se consideran una estrategia avanzada e innovadora para lograr una resistencia aceptable sin consumir excesiva energía en la preparación de las muestras. Se soldaron dos superficies planas de la aleación AA5083 desde cuatro lados y utilizando el mismo material de relleno. En el análisis de la soldadura de superficie, se logró una profundidad de fusión de hasta 2 - 2,2 mm en cada lado, aunque la parte central permaneció sin fusionar. Después de la unión, se realizó un recocido de homogeneización a 275 y 325 °C durante 3 h, lo que aumentó el rendimiento de la unión hasta un 57,6%. Las micrografías ópticas de las zonas fusionadas han permitido la visibilidad de combinación alternativa de Al6(Mn, Fe) y Mg2Si con el aumento de la temperatura de recocido de 275 a 325 °C. Las observaciones de la superficie de la fractura incluyen el límite de la interface de la zona completamente fusionada (CFZ) y la zona fusionada del material base (BMFZ), que en combinación definieron todo el mecanismo de la fractura.

Intense implants which are used widely in biomedical applications such as Ti and its alloys and 316 L stainless steel can harm the surrounding tissues, hence may also cause infection. In order to eliminate this risk, it is necessary to produce new generation implant materials that are lighter than their existing biomaterials for use in biomedical applications and whose mechanical properties and structure are close to bone. In this study AZ91 Mg alloy implant material is created by using powder metallurgy method. In addition, in order to improve the bio-compatibility and bio-activity, the generated implant material was also coated with hydroxyapatite (HA) which is known as a ceramic based biomaterial. In this study, AZ91 Mg alloy is created by using powder metallurgy method. HA coating was applied to the alloy surface using the electrophoretic deposition method. The surface properties and corrosion resistance of the coatings made were examined. The applied voltage values in the coating process were determined as 100, 150, 200 and 250 V, the time parameter was stabilized as 2 minutes. HA, ethanol, polyvinyl alcohol (PVA), N, N-Dimethylformamide chemicals were used to prepare the coating solution. At the end of the study, microstructures of the coatings were examined by using scanning electron microscopy (SEM) and elemental analyzes (EDS) of the coating surfaces were performed. The X-ray diffraction method (XRD) was used to determine the phases of the coatings and its concentration. Coating thickness and surface roughness values were also determined. Corrosion behavior of coated samples was determined by potentiodynamic electrochemical potential corrosion test in artificial body fluid. Los implantes habituales en aplicaciones biomédicas como el Ti y sus aleaciones y el acero inoxidable 316L pueden dañar los tejidos circundantes, ocasionando infecciones. Para evitar este riesgo, es necesario producir materiales de implantes de nueva generación que sean más ligeros que los biomateriales existentes, en los que las propiedades mecánicas y estructura sean similares al hueso. En este estudio, el material de implante de aleación de Mg AZ91 se obtiene mediante un procedimiento pulvimetalúrgico. Adicionalmente, para mejorar la biocompatibilidad y bioactividad, el material de implante obtenido se recubrió con hidroxiapatita (HA), conocido como biomaterial de base cerámica. Se aplicó un revestimiento de HA a la superficie de la aleación utilizan el método de deposición electroforética. Se examinaron las propiedades superficiales y la resistencia a la corrosión. Los valores de voltaje aplicados en el proceso de recubrimiento fueron 100, 150, 200 y 250 V, durante un tiempo de 2 min. Se utilizaron productos químicos de HA, etanol, alcohol polivinílico (PVA), N, N-dimetilformamida para preparar la solución de revestimiento. Se analizaron las microestructuras de los recubrimientos mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y se realizaron análisis elementales (EDS) de las superficies del recubrimiento. Se utilizó el método de difracción de rayos X (XRD) para determinar las fases de los recubrimientos y su concentración. Finalmente, se determinaron los valores de espesor del revestimiento y la rugosidad superficial. El comportamiento frente a la corrosión se determinó mediante la medida de potencial de corrosión, utilizando como electrolito un fluido corporal artificial.

The phase evolution of Ba1-xEuxTi1-x/4O3 during the sintering process (heating and cooling) in the air with x = 0.0054, 0.0384, 0.1920, and 0.2689 mol% Eu2O3 was investigated by high temperature in situ X-ray diffraction in the range of temperature between 30 and 1200 °C. The samples were prepared mixing BaCO3, TiO2 and Eu2O3 powders using the solid-state method. The results obtained for the samples with x ≥ 0.2689 mol% Eu2O3 showed the cubic phase BaTiO3 doped with Eu3+ at 900 °C. Below 500 °C the tetragonal ferroelec­tric phase BaTiO3 doped with Eu3+ was detected. The secondary phase Ba2TiO4 was identified in the samples when heated to 1100°C with x = 0.0054, 0.0384 and 0.2689 mol% Eu2O3 and at 1200 °C for x = 0.1920 mol% Eu2O3. The secondary phases Eu2Ti2O7 and Eu2TiO5 were identified during cooling in the temperature range of 1200 °C to room temperature for the sample with x = 0.1920 and 0.2689 mol% Eu2O3. The results of high-resolution scanning electron microscope (HRSEM) showed a wide grain-size distribution, a partially homo­geneous microstructure and higher amounts of inter-granular porosity as well as a uniform incorporation and distribution of Ti, Ba and Eu in each sample.

For different operating conditions of an internal combustion engine, the piston-ring-liner compartment represents one of the largest sources of friction and power losses. The present paper is a contribution to evaluate the effect of the compression ring profile on the main tribological performance of the lubricant in a four-stroke diesel engine. A one-dimensional analysis was developed using GT-Suite software for the hydrodynamic lubrication between the compression piston ring and the cylinder wall. A numerical method was applied to analyze the influence of different ring geometrical designs during the working cycle on oil film thickness, frictional force, power losses. The Takigushi simulation model was used to validate and verify the developed numerical model. The results obtained showed a relatively good qualitative and quantitative compatibility between the two applied models. The developed numerical model allows the investigation of the influence of ring design parameters to improve the tribological performance of piston engines. El comportamiento del revestimiento del anillo del pistón de combustión representa una de las mayores fuentes de fricción y de potencia para diferentes condiciones de funcionamiento de un motor de combustión interna. El presente trabajo evalúa el efecto del perfil del anillo de compresión sobre el principal comportamiento tribológico del lubricante en un motor diésel de cuatro tiempos. Se desarrolló un análisis unidimensional utilizando el software GT-Suite para la lubricación hidrodinámica entre el segmento del pistón de compresión y la pared del cilindro. Se aplicó un método numérico para analizar la influencia de los diferentes diseños geométricos de anillos durante el ciclo de trabajo sobre el espesor de la película de aceite, la fuerza de fricción y la pérdida de potencia. Se utilizó el modelo de simulación de Takigushi para validar y verificar el modelo numérico utilizado. Los resultados obtenidos mostraron una compatibilidad cualitativa y cuantitativa buena entre los dos modelos aplicados. El modelo numérico utilizado permite analizar la influencia de los parámetros de diseño de anillos para mejorar el rendimiento tribológico de los motores de pistón.

The compressive flow stress behaviour and microstructures of hot deformed Al alloy matrix com­posites (AMCs) reinforced with CuZnAlNi based shape memory alloy (SMA) particles was investigated. Al-Mg-Si based alloy, reinforced with 4, 6, and 8 wt.% Cu-18Zn-7Al-0.3Ni, and 8 wt.% SiC particles, were produced by double stir casting and subjected to hot compression testing at 1.0 s-1 strain rate, 400 °C temperature, and ~ 60% constant global strain using a Gleeble 3500 thermomechanical simulator. The starting and as-deformed micro­structures of the composites were examined using optical microscopy. The use of Cu-18Zn-7Al-0.3Ni particles as reinforcement resulted in the development of finer matrix structure compared with the use of SiC. The flow stress and hardness of the AMCs reinforced with Cu-18Zn-7Al-0.3Ni particles were generally higher than that of the unreinforced Al alloy and the SiC reinforced Al alloy. Also the flow stress, and to a large extent the hardness, increased with increase in the weight percent of Cu-18Zn-7Al-0.3Ni particles in the AMC. The improvement observed with the use of Cu-18Zn-7Al-0.3Ni alloy particles was ascribed to the combination of enhanced matrix grain refinement strengthening, interfacial strengthening, compressive residual stresses, high thermal conductiv­ity, and damping capacity offered by the Cu-18Zn-7Al-0.3Ni alloy. Se investigó el comportamiento del flujo de esfuerzo por compresión y las microestructuras de los compuestos de matriz de aleación de Al deformada en caliente (AMC) y reforzados con partículas de la aleación con memoria de forma (SMA) basadas en CuZnAlNi. La aleación base Al-Mg-Si reforzada con 4, 6 y 8% en peso de Cu-18Zn-7Al-0,3Ni, y 8% en peso de partículas de SiC, se obtuvieron mediante agitación doble y se sometieron a pruebas de compresión en caliente a una velocidad de deformación de 1,0 s−1, temperatura de 400 °C, y ~60% de defor­mación global constante, para ello se utilizó un simulador termo-mecánico Gleeble 3500. Las microestructuras iniciales y deformadas de los compuestos se examinaron utilizando microscopía óptica. El uso de partículas Cu-18Zn-7Al-0,3Ni como refuerzo dio como resultado el desarrollo de una estructura de matriz más fina en comparación con el SiC. La tensión de flujo y la dureza de los AMC reforzados con partículas de Cu-18Zn-7Al-0,3Ni fueron generalmente más altos que los de la aleación de Al no reforzada y la aleación de Al reforzada con SiC. También la tensión de flujo y, en gran medida, la dureza creció con el aumento en el porcentaje en peso de partículas de Cu-18Zn-7Al-0,3Ni en el AMC. La mejora observada con el uso de partículas de la aleación Cu-18Zn-7Al-0,3Ni se atribuyó a la combinación del refuerzo mejorado y el refinamiento del tamaño grano de la matriz, fortalecimiento la interface, el esfuerzo residual de compresión, la alta conductividad térmica, y la capacidad de amortiguación ofrecida por la aleación Cu-18Zn-7Al-0,3Ni.

Arc welding repair procedures are widely used to increase the life service of grooved rails on trams. However, the new polymeric embedments used with these rails limit the temperature that can be achieved during the repair process, as these materials degrade when they are heated above 170 ºC. To avoid this problem, an optimum weld repair procedure must be developed to ensure an economically and fast weld without exceeding the limited temperature of the embedment. In this study, the repair of the new R290V rail steel (vanadium alloyed) was carried out with an austenitic stainless-steel consumable and a flux core arc welding technology (FCAW). The procedure was designed and validated using a finite element simulation and it was proved that it is possible to repair these rails without even attaining above 140 ºC in the embedment and without the formation of martensite. La reparación in-situ de los carriles de tranvía mediante soldeo por arco eléctrico es un proceso ampliamente extendido que se utilizar para incrementar la vida útil en servicio de los carriles. Sin embargo, las nuevas resinas poliméricas empleadas en los embebidos de estas vías limitan las temperaturas que se pueden alcanzar en la reparación, ya que por encima de 170 ºC, la mayoría de estos polímeros se degradan. Por esta razón, es necesario desarrollar un proceso de soldeo rápido, seguro y económicamente viable, que al mismo tiempo garantice que los carriles no superan dicha temperatura en la superficie de contacto citada. En este estudio, se realizó la reparación de un acero de carril R290V (aleado con vanadio) mediante la deposición de un metal de aporte inoxidable mayoritariamente austenítico a través de un proceso de soldeo por arco eléctrico e hilo tubular (FCAW). El procedimiento de soldeo aplicado se ha diseñado y validado mediante simulación numérica por elementos finitos, habiéndose demostrado la posibilidad de realizar el recargue “in situ” del carril de tranvía sin que en la región del embebido se superen 140 ºC y sin que se forme martensita en ningún punto de la Zona Afectada Térmicamente (ZAT).

Optimization of processing parameters of a Ni-based coating is reported here. Three deposition variables were evaluated, viz. stand-off distance, flame chemistry, and nozzle diameter, on the crystal structure, porosity content, hardness and thickness of the coatings. The analysis was divided into two stages: firstly, the influence of the stand-off distance on the structural and microstructural characteristics of the coatings was determined. In the second stage, a simple 22 factorial design of experiments was employed to investigate the effect of the nozzle diameter and flame chemistry on the porosity, hardness and thickness of the coatings. Results indicated that porosity was strongly influenced by the stand-off distance. Flattening of the particles was achieved at intermediate distance decreasing the porosity; whereas the later increases for short or long distances as a result of the extended or limited particle deformation at impact, respectively. Regarding the nozzle diameter and flame chemistry, results revealed that the former has the predominant effect on the microstructure and hard­ness of the coatings. Small nozzle diameter and neutral flame reduce the porosity and increase the hardness of the coatings. NiCrBSiMo coatings with low porosity and high hardness using a low-cost thermal spray process are obtained through a parameter optimization. El presente trabajo reporta la optimización de los parámetros de procesamiento de un recubrimiento base Ni. El efecto de tres variables de depósito, i.e., distancia de rociado, química de la flama y diámetro de la boquilla, fue evaluado sobre la estructura cristalina, porcentaje de porosidad, dureza y espesor del recubrimiento. El análisis se realizó en dos etapas, la primera consistió en determinar la influencia de la distancia de rociado sobre las características estructurales y microestructurales de los recubrimientos. En la segunda etapa se empleó un diseño de experimentos factorial 22 para evaluar el efecto del diámetro de la boquilla y la química de la flama sobre la porosidad, dureza y espesor del recubrimiento. Los resultados indicaron que la distancia de rociado afecta fuertemente la porosidad. A una distancia intermedia las partículas impactadas alcanzan un aplanamiento adecuado disminuyendo la porosidad, mientras que ésta última aumenta a distancias cortas y largas como resultado de la extensa o limitada deformación de las partículas al momento del impacto, respectivamente. De acuerdo a los resultados obtenidos del análisis del diámetro de la boquilla y la química de la flama, se observó que el primero tiene un efecto predominante en la microestructura y dureza de los recubrimien­tos. El uso de un diámetro pequeño de boquilla y una flama neutra reduce la porosidad e incrementa la dureza de los recubrimientos. Mediante la optimización de los parámetros se lograron obtener recubrimientos NiCrBSiMo con bajo contenido de porosidad y alto grado de dureza usando un proceso de rociado térmico de bajo costo.

This work applies a combination of immersion tests, surface analysis techniques, and electrochem­ical methods to characterise the degradation process of AZ31 magnesium alloy when it is exposed to artificial saliva for 28 days. The surface of the alloy was evaluated in two conditions: bare and with an MgF2 layer. This conversion layer was formed by soaking AZ31 in hydrofluoric acid (HF). SEM images revealed differences in the corrosion attack of the two surface conditions, specifically in the vicinity of Al-Mn intermetallic particles. Both EDS and XPS analysis indicated that the composition of the corrosion layers formed during immersion tests corresponds mainly to Mg(OH)2 and Ca10(PO4)6(OH)2 for the bare sample, whereas for the treated surface the principal corrosion product was MgCO3. The polarisation resistance (Rp) value estimated from EIS experi­ments was two orders of magnitude higher for the HF-treated samples than that of the bare samples. In addi­tion, the corrosion rate (CR) calculated from the potentiodynamic polarisation (PDP) curves was lower for the HF-treated surface than for that of the bare AZ31 surface. All results indicate that the HF-treatment on AZ31 magnesium alloy surface improves significantly its corrosion resistance in artificial saliva. En el presente trabajo se ha aplicado una combinación de pruebas de inmersión, técni­cas de análisis de superficie y métodos electroquímicos para caracterizar el proceso de degradación de la aleación de magnesio AZ31 cuando ha sido expuesta a saliva artificial durante 28 días. La superficie de la aleación fue evaluada en dos condiciones: simple y con una capa de MgF2. Esta capa de conversión se formó sumergiendo el AZ31 en ácido fluorhídrico (HF). Las imágenes SEM revelaron diferencias en el ataque de corrosión de las dos condiciones de la superficie, específicamente en la vecindad de las partículas inter-metálicas de Al-Mn. Tanto el análisis EDS como XPS indicaron que la composición de las capas de corrosión formadas durante las pruebas de inmersión corresponde principalmente a Mg(OH)2 y Ca10(PO4)6(OH)2 para la muestra simple, mientras que para la superficie tratada el producto de corrosión principal fue MgCO3. El valor de resistencia a la polarización (Rp) estimado a partir de los experimentos EIS fue dos órdenes de magnitud mayor para las muestras tratadas con HF que para las muestras simples. Además, la velocidad de corrosión (CR) calculada a partir de las curvas de polarización potenciodinámica (PDP) fue menor para la superficie tratada con HF que para la superficie simple de AZ31. Todos los resultados han indicado que el tratamiento con HF en la superficie de aleación de magnesio AZ31 mejora significativamente su resistencia a la corrosión en saliva artificial.

In this study, sinterability of 1, 3, 5, 9 and 15 wt.% WC reinforced aluminum matrix composite samples by induction fast and conventional sintering methods was investigated. For this purpose, firstly, it was pressed by unaxial cold pressing method under 200 MPa pressure. Some of these raw samples were sintered by ultra-high frequency induction fast sintering method at 600 ºC temperature for 300 sec., while the other part of the samples were sintered by 600 °C for 1800 sec. The density and hardness values of sintered composite samples were measured and microstructural properties, abrasion and friction behaviours were investigated. In this study, it was seen that increased WC reinforcement ratio and abrasion resistance and friction coefficient increased together. In addition, this study showed that ultra-high frequency sintering is as successful as traditional method in Al-WC composite production. En este estudio, se analiza la sinterabilidad de composites de matriz de aluminio reforzados con WC 1, 3, 5, 9 y 15% (en peso) y obtenidos por inducción rápida y métodos tradiconales. El procedimiento seguido fue, en primer lugar, presionar mediante un método de prensado en frío no axial con una presión de 200 MPa. Algunas de estas muestras patrones se sinterizaron mediante un método de sinterización por inducción rápida a ultra alta frecuencia, durante 300 s a temperatura de 600 °C. Otras muestras se sinterizaron a 600 °C durante 1800 s. Se midieron los valores de densidad y dureza de los composites sinterizados y se ensayaron las propiedades microestructurales, y el comportamiento de abrasión y de fricción. Se observó que si se aumentaba la relación de refuerzo de WC la resistencia a la abrasión y el coeficiente de fricción tambien aumentaban. Finalmente, el estudio mostró que la sinterización a ultra alta frecuencia es una alternativa tan válida como el método tradicional de obtención de composites de Al-WC.

The removal of cobalt(II) from aqueous solutions by ion exchange with Lewatit TP260 resin was investigated. The experimental variables investigated in the present work were: stirring speed (300-1400 min-1), temperature (20-60 ºC), pH of the aqueous solution (1-5), resin dosage (0.07-0.5 g·L-1) and the aqueous ionic strength. Cobalt(II) was loaded onto the resin by a cation exchange reaction in an endothermic and spontaneous process. Metal uptake was defined by the aqueous diffusion rate law and the pseudo-first order kinetic model (20 ºC) and the pseudo-second order kinetic model (60 ºC), whereas the experimental results responded well to the Langmuir isotherm. Several resins as well as non-oxidized and oxidized multiwalled carbon nanotubes were tested in order to compare the uptake results with that of Lewatit TP260, whereas the selectivity of the Co(II)-Lewatit TP 260 system was compared against the presence of other cations (Co-metal binary solutions) in the aqueous phase. Cobalt(II) can be recovered from metal-loaded resin by the use of acidic solutions (HCl or H2SO4).

Very few studies on the atmospheric corrosion of aluminium in coastal areas have considered a wide range of atmospheric salinities. This paper reports the results of research carried out at six testing stations located in pure marine atmospheres at different distances from the shoreline at Cabo Vilano wind farm (Galicia). 1050 aluminium test specimens were exposed in the marine atmospheres for 3, 6, 9 and 12 months, determining the corrosion experienced by aluminium (pitting formation) as a function of exposure time. The nature and composition of the corrosion products formed was analysed by grazing incidence X-ray diffraction and the morphology of the attack experienced by the aluminium was studied by scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectrometry. The most salient results include the following: (a) The corrosion rate decreases with distance from the shoreline and with exposure time, (b) The corrosion product formed is gibbsite, (c) The development of pitting is due to the presence of Cl- and SO42- anions from the marine aerosol that migrate to the bottom of the pits. Existen escasos estudios realizados sobre la corrosión atmosférica del aluminio en zonas costeras en los que se considere un amplio intervalo de salinidades atmosféricas. El trabajo, que aquí se presenta, ofrece los resultados de una investigación llevada a cabo en seis estaciones de ensayo situadas en atmósferas marinas puras ubicadas a diferentes distancias de la línea de costa dentro del Parque eólico Cabo Vilano (Galicia). Se expusieron probetas de ensayo de aluminio 1050 en las atmósferas marinas durante 3, 6, 9 y 12 meses, determinándose la corrosión experimentada por el aluminio (formación de picaduras) en función del tiempo de exposición. Se analizó la naturaleza y composición de los productos de corrosión formados mediante difracción de rayos X con ángulo rasante. Asimismo, se estudió la morfología del ataque experimentado por el aluminio mediante microscopía electrónica de barrido con espectrometría de rayos X por dispersión de energías. Como resultados más relevantes cabe destacar: (a) El alcance de la velocidad de corrosión disminuye conforme nos alejamos de la línea de costa y avanza el tiempo de exposición, (b) El producto de corrosión formado es gibsita, (c) El progreso de las picaduras se debe a la presencia de los aniones Cl- y SO42-, procedentes del aerosol marino que migran hacia el fondo de las picaduras.

The effect of precipitation of metastable phases on the thermophysical and mechanical properties of the EN AW-6082 alloy was studied in this paper. After solid solution treatment and quenching in ice water samples were subjected to DSC analysis and thermal investigation with the aim to define optimal temperatures for isochronal annealing. Isochronal annealing was conducted at temperatures ranging from 160–330 °C for two annealing times – 30 and 60 minutes. Electrical conductivity, hardness, microhardness and structural properties were investigated during the isochronal aging treatment. Mechanical properties achieved peak values during aging at 230 °C for 30 minutes and at 220 °C for 60 minutes, respectively. Electrical conductivity gradually increased with an increase in aging temperature due to precipitation from the solid solution. Microstructural investigations by SEM-EDS confirmed the existence of precipitated phases and their distribution throughout the investigated samples. En este trabajo se estudia el efecto de la precipitación de fases metaestables sobre las propiedades termofísicas y mecánicas de la aleación EN AW-6082. Después del tratamiento con solución sólida y el enfriamiento rápido en agua helada, las muestras se sometieron a análisis DSC e investigación térmica con el objetivo de definir temperaturas óptimas para el recocido isocrónico. El recocido isocrónico se realizó a temperaturas que oscilan entre 160-330 °C durante dos tiempos de recocido: 30 y 60 min. La conductividad eléctrica, la dureza, la microdureza y las propiedades estructurales se investigaron durante el tratamiento de envejecimiento isocrónico. Las propiedades mecánicas alcanzaron valores máximos durante el envejecimiento a 230 °C durante 30 min y a 220 °C durante 60 min, respectivamente. La conductividad eléctrica aumentó gra-dualmente con un aumento en la temperatura de envejecimiento debido a la precipitación de la solución sólida. Las investigaciones microestructurales realizadas por SEM-EDS confirmaron la existencia de fases precipitadas y su distribución en todas las muestras investigadas.

The present work investigates the removal of Sb(III) from acidic aqueous solution by the ion exchange resin Ionac SR7. Several experimental parameters were considered in the study: stirring speed of the system (280-1000 min), temperature (20-60 °C), aqueous acidity (0.1-2 M HCl), resin dosage (2.5-20 g·L) and the source of the aqueous ionic strength. The load of Sb(III) onto the resin is attributable to an anion exchange reaction, being this process exothermic and spontaneous. Based in the experimental data, several modes were tested to explain loading kinetics, loading mechanism and loading isotherm, which respectively are the pseudo-second order kinetic model, the particle-diffusion controlled model and the Freundlich isotherm. The performance of the resin with respect to antimony load was compared against other anion exchanger resins and multiwalled.carbon nanotubes. It was found that water is an effective medium to remove antimony(III) from the metal-loaded resin., To the CSIC (Spain) for support.

A finite element (FE) method was proposed to calculate the corrosion penetration depth (rcrit) on steel reinforcement necessary for the first visible crack to appear on the concrete cover. The FE analysis was carried out using the commercial software from ANSYS. The obtained FE method is a function of free concrete cover depth (C), reinforcement diameter (D), length of the anodic zone (L), and concrete type. The results show a strong influence of localized corrosion (small-size anode versus large-size cathode) on the prediction of the rcrit value. This influence can only be analysed three-dimensionally. The proposed FE method is validated with experimental results from literature. This approach is a novelty in considering the longitudinal direction in the analysis to account for the extension of the anodic cell. Corrosion type strongly depends on the C/L ratio, this leads to uniform corrosion for values between 0.02 < C/L1 < 0.1 and localized corrosion for values between 0.5 < C/L < 4.0.

A standard surface pretreatment for 2024-T3 Al-Cu alloy prior to the generation of chemical conversion coatings in the aerospace sector have been investigated. These pretreatments influence the alloy phases, which play a key role in the development of new eco-friendly chromium-free conversion coatings, but also in the susceptibility to localized corrosion in chloride medium. The complete pretreatment consists of two alkaline step and another acid step. Scanning Electron Microscopy revealed that after the complete pretreatment, Al(Cu,Mg) phases were partially or totally removed through dealloying with their subsequent copper enrichment, while only the aluminum matrix surrounding the Al(Cu,Fe,Mn,Si) phases was slightly attacked. Electrochemical analysis revealed the turn to cathodic character of Al(Cu,Mg) phases that still remain on the surface, while the Al(Cu,Fe,Mn,Si) phases have a higher corrosion potential than the aluminum matrix. Conversely, none of these phases were affected when only alkaline steps were employed. Identified the corrosion processes that take place in the different phases when the alloy is treated with a surface pretreatment, it is possible to design alternative Cr-free protective process. Se han investigado los efectos de un pretratamiento superficial empleado en el sector aeroespacial sobre la aleación 2024-T3 Al-Cu antes de la generación de recubrimientos por conversión química. Estos pretratamientos influyen en las fases metálicas, que desempeñan un papel clave en el desarrollo de nuevos recubrimientos de conversión sin cromo y en la susceptibilidad a la corrosión localizada en medios que contienen cloruros. El pretratamiento estudiado consta de dos etapas alcalinas y una ácida. La microscopía electrónica de barrido reveló que después del proceso completo, las fases Al(Cu,Mg) se eliminaban parcial o totalmente mediante desaleación y su posterior enriquecimiento de cobre, mientras que solo se atacó la matriz de aluminio que rodeaba las fases Al(Cu,Fe,Mn,Si). El análisis electroquímico reveló el viraje a catódico de las fases Al(Cu,Mg) que aún permanecen en la superficie mientras que la fases Al(Cu,Fe,Mn,Si) presentaron un mayor potencial de corrosión que la matriz de aluminio. Por el contrario, ninguna de estas fases se vio afectada cuando se emplearon únicamente las dos etapas alcalinas. Identificados los procesos que tienen lugar cuando la aleación es sometida a un pretratamiento superficial, es posible diseñar sistemas de protección alternativos a los cromatos.

The effect of the heat input on the fracture behavior of reheated heat affected zone in multi-layered welded joints of ASTM A633 steel was evaluated using the impact test, fractography, scanning electron microscopy and digital images processing. The impact results indicated a reduction in the Charpy energy as a function of the wire feed rate, which was confirmed by fractographs after digital images processing that showed a decrease in volumetric fractions of micro-dimples in ductile failures accompanying the increase in feed rate, favoring brittle fractures in transgranular cleavage facets containing river marks. The minimum fractions in micro-voids and the largest size of facets showing a higher number of river patterns were found at maximum feed rate of 200 mm·s-1. Heterogeneous microstructure of heat affected zone formed by fine acicular ferrite network surrounded by allotriomorphic ferrite showed that an increase in the feed rate induced a grain refinement by the formation of acicular ferrite, which was linked to the deterioration of absorbed energy and brittle failures. El efecto del calor de entrada sobre el comportamiento a la fractura de la zona afectada por el calor recalentada en uniones soldadas multipasos de acero ASTM A633 fue evaluado mediante la prueba de impacto, fractografía, microscopia electrónica de barrido y procesamiento digital de imágenes. Los resultados de impacto indicaron una reducción en la energía Charpy como función de la velocidad de alimentación de alambre, lo cual se confirmó mediante fractografias después del procesamiento digital de imágenes que mostraron una reducción en la fracción volumétrica de microhoyuelos en la fractura dúctil acompañada del incremento en la rapidez de alimentación, favoreciendo la fractura frágil con facetas de clivaje transgranular conteniendo marcas de rio. La fracción mínima de microhuecos y el tamaño más largo de facetas mostrando un mayor número de patrones de rio fueron encontrados a la máxima rapidez de alimentación de 200 mm·s-1. La microestructura heterogénea de la zona afectada por el calor formada por una red de ferrita acicular fina rodeada por ferrita aliotromorfica mostro que el incremento en la rapidez de alimentación indujo un refinamiento de grano por la formación de ferrita acicular, lo cual se relacionó con el deterioro de la energía absorbida y fractura frágil.

The synthesis of Al-matrix composites reinforced with nanocrystalline intermetallic particles of Ni3Al was carried out with the Spark Plasma Sintering (SPS) technique. The Al-5%Ni3Al powder mixture was sintered by SPS at two different conditions: (i) 450 °C, 47 MPa and 180 s (4M47) and (ii) 520 °C, 16 MPa and 600 s (5M16). The Ni3Al particles were obtained by mechanical alloying after a milling time of 1260 ks. The composites show partial decomposition on the Ni3Al-Al interface, with the formation of the Al3Ni and Ni2Al3 phases. The analysis by TEM confirms the nanometric characteristics of the Ni3Al particles in the composites. The sintered composites 4M47 and 5M16 presented 95% and 87% of the theoretical density and Vickers microhardness values of 62.3±7 and 55.3±5 HV respectively. Nanoindentation tests show that the mechanical properties of the Al3Ni, Al3Ni2 and Ni3Al intermetallics are higher in high-pressure sintering conditions.

El método de desplazamiento de la glicerina se utilizó para determinar el contenido de hidrógeno difundido en el metal depositado. Las muestras se soldaron en aire y en agua con electrodos recubiertos de rutilo. En la primera parte, las se soldaron inmediatamente después de abrir el paquete con los electrodos. Posteriormente, los electrodos se almacenaron en paquetes abiertos en el ambiente de laboratorio durante 3 años. Pasado este tiempo, se realizó la segunda parte de las muestras. Los resultados de las mediciones de la cantidad de hidrógeno difundido en el metal depositado varió de 32,61 a 39,95 ml/100 g para muestras soldadas al aire y de 51,50 a 61,34 ml/100 g para muestras soldadas en agua. Los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software Statistica, módulo ANOVA (análisis de varianza de una vía) con un supuesto nivel de validez α=0,05. La normalidad fue verificada por el ensayo Shapiro-Wilk. La homogeneidad de la varianza se verificó mediante el ensayo Levene. En la etapa siguiente, se realizaron análisis post-hoc. El objetivo fue determinar si los promedios son significativamente diferentes. Se utilizaron los ensayos Scheffe, Tukey, NIR Fisher, Newman-Keuls y Duncan. Los posibles cambios en el contenido de hidrógeno difundido en el metal depositado, resultante del tiempo de almacenamiento de los electrodos, se determinaron mediante el ensayo “t” de Student. Los resultados del análisis estadístico muestran que el tiempo de almacenamiento de los electrodos no tiene una influencia significativa en el contenido de hidrógeno difundido en el metal depositado, independientemente del sistema de apantallamiento utilizado en la soldadura. El método de desplazamiento de la glicerina se utilizó para determinar el contenido de hidrógeno difundido en el metal depositado. Las muestras se soldaron en aire y en agua con electrodos recubiertos de rutilo. En la primera parte, las se soldaron inmediatamente después de abrir el paquete con los electrodos. Posteriormente, los electrodos se almacenaron en paquetes abiertos en el ambiente de laboratorio durante 3 años. Pasado este tiempo, se realizó la segunda parte de las muestras. Los resultados de las mediciones de la cantidad de hidrógeno difundido en el metal depositado varió de 32,61 a 39,95 ml/100 g para muestras soldadas al aire y de 51,50 a 61,34 ml/100 g para muestras soldadas en agua. Los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software Statistica, módulo ANOVA (análisis de varianza de una vía) con un supuesto nivel de validez α=0,05. La normalidad fue verificada por el ensayo Shapiro-Wilk. La homogeneidad de la varianza se verificó mediante el ensayo Levene. En la etapa siguiente, se realizaron análisis post-hoc. El objetivo fue determinar si los promedios son significativamente diferentes. Se utilizaron los ensayos Scheffe, Tukey, NIR Fisher, Newman-Keuls y Duncan. Los posibles cambios en el contenido de hidrógeno difundido en el metal depositado, resultante del tiempo de almacenamiento de los electrodos, se determinaron mediante el ensayo “t” de Student. Los resultados del análisis estadístico muestran que el tiempo de almacenamiento de los electrodos no tiene una influencia significativa en el contenido de hidrógeno difundido en el metal depositado, independientemente del sistema de apantallamiento utilizado en la soldadura.

La soldadura es uno de los métodos de fabricación y reparación más importantes de la tecnología actual. Aunque se sabe que puede reducir las propiedades mecánicas de los materiales, es una necesidad en muchas áreas y, en algunos casos, se prefiere debido a la fabricación eficiente y rápida. El uso generalizado de la soldadura ha planteado el problema de la fiabilidad de la estructura soldada. Es importante llevar a cabo análisis de confiabilidad, especialmente en construcciones soldadas críticas o algunos materiales críticos. En este estudio se seleccionaron dos materiales de acero (AISI 1020 y AISI 6150) los cuales se seleccionaron con diferentes niveles de soldabilidad. La soldadura por arco metálico con gas (GMAW), la soldadura por arco con gas tungsteno (GTAW) y la soldadura por arco metálico protegido (SMAW) se eligieron como técnicas de soldadura industrial generalizadas. Se examinaron las propiedades mecánicas soldadas y no soldadas de estos materiales teniendo en cuenta la fiabilidad y se investigó el efecto de la soldadura y los métodos de soldadura. Los análisis de confiabilidad revelaron que las propiedades mecánicas y microestructuras no predecibles son la característica principal del proceso de soldadura, especialmente en algunos materiales o métodos.

The corrosion behavior of the sulphuric-anodized AA2099 using two different current densities, 0.19 or 1.0 A·cm, with two different sealing treatments in HO and 6 wt.% NaCrO at 95 °C was studied in 3.5 wt.% NaCl and 10 vol.% HSO solutions. The AA2099 is widely used in aeronautical applications, thus it is essential to present good corrosion performance in chloride and acid rain environments. The surface morphology of the anodized film was characterized by scanning electron microscopy (SEM), the electrochemical corrosion behavior was studied using electrochemical impedance (EIS), and finally characterization of the surface chemical composition was revealed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was found the 6 wt.% NaCrO sealing treatment imparts a more homogeneous and compact passive layer, and tends to increase the charge transfer resistance, thus improving the corrosion behavior of the anodized AA2099. Efecto del tratamiento de sellado en el comportamiento frente a corrosión de la aleación anodizada de aluminio-litio AA2099. El comportamiento frente a corrosión de la aleación de aluminio AA2099 anodizado en solución de H2SO4, aplicando dos densidades de corriente diferentes, 0,19 o 1,0 A·cm−2, con dos tratamientos de sellado diferentes en H2O y en Na2Cr2O7 (6% peso) a 95 °C, se ha estudiado en disoluciones de NaCl (3,5% peso) y de H2SO4 (10% vol). La aleación AA2099 se usa ampliamente en aplicaciones aeronáuticas, por tanto, se requiere que presente un buen comportamiento frente a la corrosión en ambientes de cloruro y lluvia ácida. La morfología de la superficie de la película anodizada se caracterizó por microscopía electrónica de barrido (MEB), se estudió el comportamiento frente a corrosión electroquímica empleando la impedancia electroquí-mica (EIS), y finalmente la caracterización de la composición química de la superficie se reveló por espectros-copía de fotoelectrones de rayos X (XPS). Se encontró que el tratamiento de sellado con Na2Cr2O7 (6% peso), genera una capa pasiva más homogénea y compacta, y tiende a aumentar la resistencia a la transferencia de carga, mejorando así el comportamiento frente a corrosión del AA2099 anodizado. The authors would like to thank the Mexican National Council for Science and Technology (CONACYT) for the support provided for the devel-opment of the projects CB 253272 and A1-S-8882, the UANL-CA-316 working group and Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL) for the facili-ties given to develop this investigation. U. Martin, J. Ress and D.M. Bastidas acknowledge funding from Firestone Research Grant 639430 and The University of Akron.

Localized Electrochemical Impedance Spectroscopy (LEIS) and Scanning Kelvin Probe (SKP) maps were acquired to characterize the initial corrosion activity of 6061-T6 aluminum alloy in diluted substitute ocean water up to 24 h, simulating low polluted atmospheric environment in chlorides. Both measurements were performed in situ at open circuit potential. LEIS maps showed the distribution of the impedance magnitude |Z| on the alloy surface, suggesting a heterogeneity in development of corrosion-active sites (first pits). SKP maps evidenced the appearance of anodic (with more negative potential) and cathodic sites on the alloy surface, which confirmed the localized character of the corrosion. SEM-EDX analysis revealed the initiation of localized aluminum dissolution in the vicinity of iron-rich intermetallic particles of Al-Fe-Si and in areas with segregated carbon, all acting as cathodes and remaining on the surface with the advance of the process. Mapas de Espectroscopia de Impedancia Electroquímica Localizada (LEIS) y de Sonda Kelvin de Barrido (SKP) fueron adquiridos para caracterizar las etapas iniciales de corrosión localizada de AA6061-T6 en agua de mar sustituta diluida hasta 24 h, simulando un ambiente atmosférico poco contaminado en cloruros. Ambas mediciones fueron llevadas a cabo in situ en potencial de circuito abierto. Los mapas de LEIS mostraron la distribución de la magnitud de la impedancia |Z| en la superficie de la aleación, sugiriendo una heterogeneidad en el desarrollo de sitios activos frente a la corrosión (primeras picaduras). Los mapas de SKP evidenciaron la aparición de sitios anódicos (con potencial más negativo) y catódicos en la superficie de la aleación, lo que confirmó el carácter localizado de la corrosión. El análisis SEM-EDX reveló el inicio de la disolución de aluminio, localizado en la vecindad de partículas intermetálicas de Al-Fe-Si, ricas en hierro, y en áreas con carbono segregado, todas éstas actuando como cátodos y permaneciendo en la superficie con el avance del proceso.

The implant Osseointegration rate depends, among other factors, on the surface´s topography and chemical composition, as in the interactions between the implant surface and cells. In this work the surface free energy for three surface treatments was calculated through contact angle measurements. For the anodic oxidized samples, a heat treatment was carried out to evaluate the influence of this process on the reduction of fluorine content. The aim of this work was study the influence of surface morphology and chemical composition on the alloy´s wettability behavior. The contact angle measurement was analyzed by the sessile drop method. The nanotubes morphology was evaluated by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM). The surface composition was analyzed by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). The non-photoinduced nanotubes surface free energy was higher than the polished or acid etched samples. The heat treatment lowered the F/Ti ratio in the nanotube and decreased the contact angle, increasing the interaction with the surface. La tasa de osteointegración de los implantes, entre otros factores, depende de la topografía y de la composición química de la superficie, así como de las interacciones entre la superficie del implante y las células. Con el objetivo de evaluar esta interacción, el presente trabajo evalúa la energía superficial de tres acabados superficiales a partir de la medición del ángulo de contacto. En cuanto al acabado superficial de nanotubos se ha llevado a cabo un tratamiento térmico para evaluar la influencia de este proceso en la reducción del contenido de flúor. El objetivo de este estudio es evaluar la influencia de la morfología y composición de la superficie en la mojabilidad de la aleación. La medición del ángulo de contacto se realizó empleando un goniómetro óptico. La microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM) ha permitido realizar un estudio del diámetro y espesor de los nanotubos. El análisis de espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS) se empleó para analizar la composición superficial. Como resultados, destacar que la energía superficial de los nanotubos no fotoinducidos es superior a las superficies desbastadas o grabadas con ácido. Por lo tanto, el tratamiento térmico permite reducir la ratio F/Ti en los nanotubos, reduciendo así, el ángulo de contacto e incrementando la energía superficial de los nanotubos con lo que la interacción de superficies se mejora.

Erbium doped BaTiO3 compositions were synthetized using the conventional solid-state method in air atmosphere, according to the general formula Ba1-xErxTi1-x/4O3 and x = 0.0, 0.003, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35 Er3+ (wt. %). BaTiO3:Er3+ were prepared using barium carbonate [BaCO3], titanium oxide [TiO2] and erbium oxide [Er2O3] as precursors. The powders were decarbonated at 900 °C for 12 h and sintered at 1400 °C for 12 h. The structural evolution of solid solutions was monitored by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, Infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. The results showed that the crystal phase of the particles obtained was predominately tetragonal BaTiO3. A secondary phase identified as a pyrochlore (Er2Ti2O7) was found when the Er3+ content was higher than 0.05 wt. %. The solubility limit of Er3+ in the crystal structure of BaTiO3 was reached when x was = 0.05. The results obtained by MEB-EDS indicated the incorporation of erbium in the crystalline structure of BaTiO3. The IR results showed no absorption bands contamination of O-H group into the products.

Both the organic and inorganic compounds commonly used in the industry to inhibit the corrosion process of metals and its alloys are mostly composed by highly toxic chemicals, in addition to being more expensive. In this research sugar-components derived from the Morinda Citrifolia (MC) leaves have been extracted in aqueous solution to perform a natural inhibitor capable to control de corrosion damage, which can replace the traditional inhibitors, being environmentally friendly. The experimental results indicate that this compound has shown excellent performance as corrosion inhibitor, reaching inhibition efficiency (EI), values up to 90% at inhibitor concentrations ranging 0.8 to 2 g·L-1 and immersion times of about 1 to 4 h. It has been found that the inhibition process takes place by the adsorption of the molecules on the surface of the metal (AISI 1045), by a physisorption mechanism. Los compuestos tanto orgánicos como inorgánicos empleados en la industria para inhibir el proceso de corrosión de los metales y sus aleaciones son en su mayoría sustancias químicas altamente tóxicas, además de ser costosas. En este trabajo se han extraído en medio acuoso componentes azucarados derivados de la planta Morinda Citrifolia (MC) para obtener un inhibidor natural capaz de controlar el daño por corrosión, el cual puede sustituir a los inhibidores tradicionales, siendo amigable con el medio ambiente. Los resultados indican, que este compuesto ha demostrado un excelente comportamiento como inhibidor de la corrosión, alcanzando valores de inhibición hasta el 90% para concentraciones de inhibidor de entre 0,8 y 2 g·L-1 y tiempos de inmersión 1 a 4 h. Se ha comprobado experimentalmente que el proceso de inhibición tiene lugar por la adsorción de las moléculas orgánicas naturales sobre la superficie del metal (AISI 1045), por un proceso de fisisorción.

The construction of a J-R curve for a ductile material following Standard ASTM E 1820-15 (2015) requires information on the stable crack extension process. According to E1820, the resistance curve may be obtained from a single specimen test, in which the crack size is measured simultaneously with force and displacement by the unloading compliance, potential drop, or normalization procedures. Based upon the Common and Concise Formats, Donoso and Landes developed the “crack growth law” and the “intercept method” as an alternative to obtain crack sizes in a test that shows stable crack extension, but have only force-displacement data and the initial and final crack sizes available. These alternative methods are now supplemented by an improved key-curve construction based on these formats, and are applied to C(T) test data in which the crack extension values are insufficient to produce a valid J-R curve. La construcción de curvas J-R para un material dúctil, acorde con la Norma ASTM E1820-15 (2015), requiere de información del proceso de extensión estable de grieta. Según la Norma, la curva de resistencia puede ser obtenida de un ensayo con solo una probeta, en el cual el tamaño de grieta es medido simultáneamente con fuerza y desplazamiento por los métodos de cambios de flexibilidad, caída de potencial, y normalización. Basándose en los Formatos Común y Conciso, Donoso y Landes desarrollaron la “ley de crecimiento de grieta” y el “método del intercepto” como alternativas para obtener tamaños de grieta de un ensayo que exhibe extensión estable de grieta, pero del cual se dispone solo de datos fuerza-desplazamiento, y tamaños de grieta inicial y final. Ambos métodos alternativos se ven complementados por la construcción de una curva maestra, basada en estos Formatos, aplicada a probetas C(T) en las cuales los valores experimentales de extensión de grieta son insuficientes para producir una curva J-R válida.

Surface roughening, joint configuration, and adhesive thickness were selected as factors to analyze, by using a 23 design of experiments, the adhesive joint of AISI 430 steel using Methyl Methacrylate. Scanning electron microscopy observations, roughness-contour measurement and wettability analysis were performed on the adherents to analyze the adhesion, roughness, surface contour and shear strength on the adhesion tests. The statistical analysis yields that the most significant variable was the surface finishing for an adjusted R2 of 90%. The difference of shear stress of 20.69 and 12.67 MPa was obtained for the mechanical and chemical roughening respectively, since the difference in wettability was around 78 and 113° for the same surface finishing. According to analyze the combination of factors for a shear stress of 21.80 MPa are mechanical roughening, single lap joint and glass beads. Las variables rugosidad superficial, configuración de la junta y espesor de adhesivo fueron seleccionadas para analizarlas mediante un diseño de experimentos 23. La unión adhesiva se realizó en una junta de acero ASI 430 utilizando Metil metacrilato como adhesivo. Para analizar la adhesión, rugosidad, contorno superficial y resistencia al corte se realizaron observaciones en el Microscopio Electrónico de Barrido, mediciones de rugosidad-contorno y mediciones de humectabilidad sobre los adherendos. El análisis estadístico arrojó que la variable más significativa fue el acabado superficial generando una R2 de 90%. Una diferencia de 20,69 y 12,67 MPa se obtuvo para los acabados superficiales mecánico y químico debido a una diferencia en humectabilidad expresada por ángulos de contacto de 78 y 113° respectivamente. Con base al diagrama de Pareto, la combinación para obtener el esfuerzo de 21,80 MPa fue el acabado mecánico, junta de bisel simple y perlas de vidrio.

In this work, the historical relationship between permanent magnets and powder metallurgy is reviewed. Powder metallurgy is a manufacturing technique based on the compaction of powders that are sintered to create a solid product. This technique was used in the production of permanent magnets for the first time in the 18th century and, nowadays, most permanent magnetic materials are manufacturing by this mean. Magnetic properties are highly dependent on the microstructure of the final product, the magnetic alignment of domains and presence of porosity, to mention a few, and powder metallurgy enables fine control of these factors. En este estudio se ha revisado la relación histórica entre la pulvimetalurgia y los imanes permanentes. La pulvimetalurgia es una técnica de fabricación basada en la compactación de polvos que son sinterizados para crear un producto sólido. Esta técnica fue utilizada en la producción de imanes permanentes por primera vez en el siglo XVIII y, hoy en día, la mayoría de materiales magnéticos permanentes se fabrican de esta forma. Las propiedades magnéticas dependen de la microestructura del producto final, de la alineación de los dominios magnéticos y de la presencia de porosidad; y la pulvimetalurgia permite un control adecuado de estos factores.

Alloy systems used as coatings in surfaces under low or moderate abrasion are highly complex. In order to search for a simpler system, in this work three coatings were studied, applied using electrodes with different compositions, based on hypoeutectic white cast irons, with 3.2% C, V from 0.47 to 1.57%, and Si from 2.30 to 3.82%. Resulting coatings were studied using Optical (OM) and Scanning Electron Microscopies (SEM), X-ray diffraction (XRD) and hardness measurements. Results showed that maximum hardness (64 HRC) was obtained for low Si and V contents, due to a microstructure mainly composed by martensite and austenite. The increase in Si and V contents led to significant modifications in the microstructures, being perlite the main phase, with the presence of eutectic zones and V carbides. These modifications originated lower hardness for these coatings (57 HRC). This study allowed to define that using low Si and V contents (close to 2.30% Si and 0.47% V), electrodes of the Fe-Si-V-C system can be an alternative for coating surfaces under low or moderate abrasive wear. Las aleaciones utilizadas para el revestimiento de superficies sometidas a baja o moderada abrasión son altamente complejas. Con la finalidad de buscar una alternativa más simple, en el presente trabajo se estudian tres revestimientos, aplicados utilizando electrodos con diferentes composiciones basadas en fundiciones hipoeutéticas Fe-Si-V-C con 3,2 % de C, V entre 0,47 y 1,57 %, y Si entre 2,30 y 3,82 %. Los revestimientos resultantes fueron estudiados utilizando técnicas de microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos X (DRX) y dureza. Los resultados mostraron que para contenidos de Si y V bajos, se obtuvo la dureza más elevada (64 HRC), derivada de una microestructura donde predominan la martensita y la austenita. Al aumentar las cantidades de estos elementos en la aleación, se obtuvo mayoritariamente perlita, con zonas eutécticas y carburos de V distribuidos en ellas, originando una disminución de la dureza hasta 57 HRC. Por lo tanto, utilizando contenidos de Si y V bajos (cercanos a 2,30 % de Si y 0,47 % de V), los electrodos basados en el sistema aleante Fe-Si-V-C pueden ser una alternativa para revestir superficies sometidas a desgaste abrasivo bajo o moderado.

The aim of this work was the microstructural optimization of cast irons with nodular graphite for the manufacture of wind turbine hubs, paying preferential attention to the geometry and distribution of graphite spheroids to ensure the required mechanical properties for this application. The target was pursued based upon microstructure-properties correlation, in an environment of great competitiveness and exigency marked by current international standards. The methodology followed consisted of the generation of knowledge from tailor-made industrial castings, followed by the analysis of their microstructures, in order to extract valuable conclusions for the production process through the use of statistical analysis. The approach method employed was a Fractional Design of Experiments (DOE) with 7 factors, 16 experiments and resolution IV. The samples from each experiment were cubes of identical geometry, and designed to match a surface-to-volume module equal to 4 cm (1.57 in) found as the highest values in real hubs of 3 MW power wind turbines. It is concluded that the use of nodulizers with traces of lanthanum favour the reduction of the volume fraction of pearlite, although La has proved not to promote the spherical shape of primary graphite. The negative effect of pre-inoculants containing SiC on the spheroidal morphology of graphite has also been verified, and also that low-Mn bearing scrap favours graphite formation and the reduction of the volume fraction of pearlite, in spite of being a carbide forming element. The whitening effect of Mn was minimized with low carbon equivalent melts. El objetivo de este trabajo fue la optimización microestructural de fundiciones grises con grafito esferoidal y matriz ferrítica, empleadas en la fabricación de bujes de aerogeneradores, prestando una especial atención a la geometría y distribución de los esferoides de grafito para asegurar el cumplimiento de las propiedades mecánicas requeridas para esta aplicación. En un entorno de gran competitividad y exigencia, marcado por los estándares internacionales que establecen las propiedades mecánicas mínimas que deben cumplir los materiales empleados, el cumplimiento de este objetivo se llevó a cabo correlacionando microestructura y propiedades. Para ello, la metodología de investigación consistió en la generación de conocimiento a partir de coladas industriales “a medida”, seguido de un análisis de la microestructura, con el fin de extraer conclusiones importantes, de aplicación práctica en el proceso de fabricación, mediante el empleo de técnicas estadísticas. La herramienta estadística empleada fue un Diseño de Experimentos Fraccional (DOE), con 7 factores, 16 experimentos y resolución IV. Las muestras empleadas en cada experimento fueron cubos de igual geometría, y con un módulo de masividad de valor 4 cm, el cual se encuentra entre los valores más altos alcanzados en los centros reales de los bujes de aerogeneradores con potencia de 3 MW. Se concluye que el empleo de nodulizantes con trazas de lantano favorece la reducción de la fracción de volumen de perlita, aunque se ha demostrado que la presencia de lantano resulta negativa para promover la morfología esferoidal del grafito primario. A su vez, se ha constatado, sobre la morfología esferoidal del grafito, el efecto negativo del empleo de preinoculantes que contienen SiC, y también que la utilización de chatarra con bajo contenido de Mn favorece la formación de grafito y la reducción de la fracción en volumen de perlita. Se ha comprobado que el efecto “blanqueante” del Mn se ve minimizado con bajos carbonos equivalentes.

In this article, it has been studied how the microstructure of AZ31 magnesium alloy can be affected by the thermic cycles produced by welding processes, trying to modeling by element finite software the thermic cycles in this material. The AZ31 samples tested were welded using Gas Tugsten Arc Welding (GTAW) and different filler materials. For this investigation, optic microscopy, scanning electronic microscopy, and finite elements method software has been used. This work indicates in one hand that in this type of alloys the microconstituyentes are Al-Mn o Al-Mn-Mg compounds, the presence of β-phase cannot be found at room temperature in this research at room, on the other hand the obtained simulation models indicate that the recrystallization takes place in the areas which reach maximum temperatures around 550 °C, this value is also the limit of the dissolution area for the Al-Mn o Al-Mn-Mg precipitated particles which are very likely to act as inhibitors of the corrosion in NaCl electrolytes. En este artículo se ha investigado de qué manera la microestructura de las aleaciones de magnesio AZ31 se ve afectada por los ciclos térmicos que se producen durante los procesos de soldadura, tratando de modelizar mediante programas de elementos finitos los ciclos térmicos que se producen en estos materiales. Las muestras estudiadas han sido soldadas mediante soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) y con diferentes materiales de aporte. En el estudio se ha empleado microscopía óptica para analizar la microestructura, microscopía electrónica de barrido y software de simulación. El estudio realizado indica por un lado que en este tipo de aleaciones los microconstituyentes más comunes son compuestos Al-Mn o Al-Mn-Mg, no observándose la presencia de la fase beta (Mg17Al12) a temperatura ambiente, por otro lado los modelos de simulación que se han obtenido indican que para las zonas que alcanzan temperaturas máximas del orden de 550 °C se produce la cristalización del material base y también sería el límite de las zona de disolución de los precipitados de composición Al-Mn o Al-Mn-Mg, que parecen actuar como inhibidores de la corrosión.

Through the application of Rietveld’s structural refinement method, the phases present in oil quenched and successively tempered treatments at 500 ºC of hypoeutectic white cast irons containing 18 and 25%-wt. Cr were identified. The former were correlated to the behavior shown under abrasive wear testing and bending testing too. The fraction of retained austenite after quenching for both highly alloyed irons was low. The alloy containing 18%-wt. Cr showed the highest fraction of carbides after quenching, and yet it was observed that secondary carbides seemed to develop preferentially in former destabilized proeutectic austenite as compared to former destabilized eutectic austenite. On the other hand, the highly alloyed cast iron with 25%-wt. Cr exhibited a more homogeneous phase resulting from austenite transformation after tempering. It was also observed that the cast iron containing 18%-wt. Cr showed partial solution of M7C3 carbides and a transformation of mixed secondary carbides of the M7C3 y M2C types. The fraction of martensite from quenching was detected to have a positive response to the resistance to abrasive wear, and illustrating of the inadequacy of quenching in oil for this sought property. The alloy bearing 25%-wt. Cr was found to have the highest martensite fraction after quenching, and thus a higher abrasive wear resistance. After a double tempering treatment, under bending testing, it displayed the highest rupture stress and strain, yielding a fragile fracture with facets of the transgranular mode. It was however observed the presence of regions depicting ductile fracture associated to double tempered martensite. Mediante la aplicación del método de afinamiento estructural de Rietveld se identificaron y cuantificaron las fases presentes en fundiciones blancas hipoeutécticas con 18 y 25% en Cromo, templadas en aceite y tras sucesivos revenidos a 500 ºC. Se correlacionaron los resultados con su comportamiento frente al desgaste abrasivo y bajo esfuerzos de flexión. En ambos casos el porcentaje de austenita retenida tras el temple resultó mínima. Durante los sucesivos revenidos, se constató en la calidad con 18% en Cromo una redisolución parcial de los carburos M7C3 junto a una transformación entre carburos mixtos secundarios M7C3 y M2C. La Martensita tras temple resultó un factor clave frente a la resistencia al desgaste abrasivo, resultando los revenidos tras el temple en aceite desfavorables para esta propiedad. La calidad con 25% en Cromo fue la que presentó un mayor contenido en martensita tras el temple, y por tanto la que mejor comportamiento presentó frente a este tipo de desgaste. Esta misma calidad, tras el doble revenido, fue la que mayor resistencia y capacidad de deformación alcanzó bajo esfuerzos a flexión. La fractura resultó frágil y mayoritariamente transgranular. Sin embargo, pudo observarse la presencia de zonas con fractura dúctil asociadas a martensita doblemente revenida.

The Small Punch Test (SPT) is an increasingly expanding test used to obtain different mechanical data, such as strength, fracture, creep, etc…especially when there is little material available. However, the SPT test is more complicated than the uniaxial tensile test due to its non-linearity, which makes it difficult to relate the data obtained with the tensile tests. In fact, in the literature there is no clear model linking these tests and a different calibration should be used for each material. The complication of the SPT test is that the reduction of the sample thickness is not homogeneous in its gauge volume. In this work we proceeded to determine the variation of the SPT specimen thickness at several points, especially at the center and at the rupture zone, by means of the use of finite elements in COMSOL, taking a SLM AM (selective laser melting additive manufactured) 316L stainless steel as the base material for modelling. For the appropriate modelling in COMSOL, the mechanical parameters of two 316L extreme thermomechanical treatments have been implemented, one annealed to a minimum hardness and another heavily work-hardened. The sample thickness variation results allow advancing in the theoretical modeling of the SPT behavior in order to obtain more accurate correlations with tensile tests data. El ensayo de punzonado de probetas miniaturizadas (Small Punch Test, SPT) es un ensayo en creciente expansión empleado para la obtención de diversos datos mecánicos, por ejemplo, de resistencia, fractura, fluencia, etc… especialmente cuando se dispone de poco material. Sin embargo, el ensayo SPT es más complicado que el ensayo de tracción uniaxial dada su no linealidad dificultando la relación de los datos obtenidos con los de tracción. De hecho, en la literatura no hay un modelo evidente que relacione estos ensayos y se debe recurrir a una calibración para cada material. Una de las causas de la complicación del ensayo SPT es que la reducción del espesor de la probeta, según procede el ensayo, no es homogénea en su zona de deformación, a diferencia de tracción. En este trabajo se ha procedido a determinar la variación del espesor de la probeta de SPT en varios puntos, y especialmente en el centro y la zona de rotura, mediante el empleo de elementos finitos en COMSOL tomando como material base un acero 316L obtenido por fabricación aditiva mediante “Selective Laser Melting” (SLM). Para el adecuado modelado en COMSOL se han empleado además los parámetros mecánicos de dos tratamientos termomecánicos extremos del 316L, uno recocido a mínima dureza y otro endurecido por deformación hasta elevada resistencia. Los resultados obtenidos de variación del espesor de la probeta permiten avanzar en el modelado teórico del comportamiento del ensayo SPT para la obtención más precisa de los datos mecánicos equivalentes a ensayos de tracción.

This paper describes an experimental study on the emission of nanometric size particles during laser shock processing of metallic materials: stainless steel, aluminum and titanium alloys which are the most common ones processed by this technique. The emission of nanometric size particles was confirmed to consist of aggregates composed of smaller spherical particles in the range of 10-20 nm, covered by a small concentric “layer” probably of metal oxides. The analysis of the nanoparticles showed the presence of the main elements present in the tested alloys as well as high oxygen content, which is another indication of the presence of oxides of Fe, Al and Ti. The amount of emitted nanoparticles, showed considerable increases over the baseline measured for the working environment, and these increases correspond to the more intense pulses of the laser beam. The material density was seen to highly affect the quantity of emitted nanoparticles. During LSP of aluminium alloy (the lighter material) a large quantity of nanoparticles was measured, while in LSP of stainless steel few nanoparticles were observed, and this is the denser material, among the three tested. Titanium alloy results in intermediate values. The study of these emissions is innovative and relevant for industrial environments where the manufacturing process is in use. Este artículo es un estudio experimental sobre la caracterización de las emisiones de nanopartículas en el tratamiento superficial por ondas de choque generadas por LASER (LSP) de materiales metálicos: aceros inoxidables, aleaciones de aluminio y de titanio. Se confirmó que la emisión de partículas de tamaño nanométrico consiste en agregados compuestos de partículas esféricas en el rango de 10-20 nm, cubiertas por una pequeña “capa” concéntrica correspondiente a óxidos metálicos. El análisis de las nanopartículas mostró la presencia de los principales elementos presentes en las aleaciones ensayadas, y también un contenido elevado de oxígeno que corrobora la presencia de óxidos de Fe, Al y Ti. La cantidad de nanopartículas emitidas, mostró aumentos considerables sobre la línea de base medida para el ambiente de trabajo, y estos aumentos corresponden a los impulsos más intensos de LASER. Se observó que la densidad del material influí en la cantidad de nanopartículas emitidas. Durante el LSP de aleación de aluminio (el material más ligero) se midió una gran cantidad de nanopartículas, mientras que en LSP de acero inoxidable se observaron pocas nanopartículas, y este es el material más denso, entre los tres ensayados. La aleación de titanio da como resultado valores intermedios. El estudio de estas emisiones es innovador y relevante para entornos industriales donde el proceso de fabricación está en uso.

The cationic exchange resin Dowex C400 was used to remove nickel(II) from aqueous solutions of different pH values and under various experimental conditions: stirring speed of the aqueous solution/resin system, temperature, resin dosage and aqueous ionic strength. The selectivity of the resin was investigated against the presence of various metals in the aqueous solution, and the removal of nickel(II) from aqueous solutions was also compared with results obtained using multiwalled carbon nanotubes or functionalized (carboxylic groups) multiwalled carbon nanotubes as adsorbents. According to batch experimental data, best fit of the results is obtained with the Freundlich model, whereas the ion exchange process is best explained by the pseudofirst order model. Experimental data fit well to the moving boundary controlled model. Elution of the nickel(II) loaded onto Dowex C400 resin is fully possible using acidic solutions.

The paper introduces the CAMEVA system, a multispectral reflectance microscopy system specially conceived to facilitate the identification and characterization of the mineral phases present in a polished block of metallic ores, as well as to automate the realization of different types of quantitative analyses on them. The CAMEVA system provides results similar to those of a SEM (scanning electron microscopy) system, surpassing some of its limitations, such as its rigid and costly infrastructure requirements and specialization or the difficulty of distinguishing polymorph species, but at a significantly lower cost. The tests carried out show that the system allows for automated and reliable identification of the ores of industrial interest from the multispectral information in the VNIR range (visible and near infrared, between 400 and 1000 nm) gathered in a specific database. This database, which includes 70 minerals of interest, is easily expandable. El artículo presenta el sistema CAMEVA, un sistema de microscopía de reflectancia multiespectral especialmente concebido para facilitar la identificación y caracterización de las fases minerales presentes en preparaciones pulidas de menas metálicas, así como para automatizar la realización de distintos tipos de análisis cuantitativos sobre ellas. El sistema CAMEVA permite obtener resultados similares a los de un sistema MEB (microscopía electrónica de barrido), superando algunas de sus limitaciones, como sus rígidas y costosas exigencias de infraestructura y especialización o la dificultad de distinguir especies polimorfas, pero a un coste notablemente inferior. Los ensayos realizados muestran que el sistema permite la identificación automatizada y fiable de las menas de interés industrial, a partir de la información multiespectral en el rango VNIR (visible e infrarrojo cercano, entre 400 y 1000 nm) recogida en una base de datos específica; esta base de datos, que incluye los 70 minerales de mayor interés, es fácilmente ampliable.

The aim of the present work was to synthesize, characterise and evaluate the corrosion resistance of TEOS/MPS hybrid sol-gel coatings applied on the AA2050-T8 aluminium alloy attending to two experimental variables: the sol synthesis conditions (type of solvent and aging time), and the inorganic/hybrid (TEOS/MPS) ratio. The aging process was monitored by infrared spectroscopy (FTIR) and viscosity measurements. The hybrid coatings were obtained by dip-coating and then characterized by scanning electron microscopy (SEM-EDX). The evaluation of corrosion resistance was performed by anodic potentio dynamic polarization testing in aerated 0.1 M NaCl solution. The results showed that ethanol as solvent promoted better stabilization of the hybrid precursor and favoured polymerization of the methacrylate groups of the MPS precursor. Further, an increase of the TEOS/MPS ratio allowed obtaining more continuous and uniform coatings. Nevertheless, all the hybrid coatings showed a significant increase in corrosion resistance of the AA2050-T8 alloy, being more evident for those synthesized with the TEOS:MPS 80:20 ratio. El presente trabajo tuvo como objetivo sintetizar, caracterizar y evaluar la resistencia a la corrosión de recubrimientos híbridos sol-gel base TEOS/MPS, sintetizados sobre la aleación AA2050-T8 (Al-Cu-Li) bajo diferentes condiciones experimentales de polimerización, tales como solvente y tiempo de envejecimiento, así como diferentes relaciones molares de los precursores inorgánico tetraetoxisilano (TEOS) e híbrido 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano (MPS). Se monitoreó la evolución de los soles durante el proceso de envejecimiento mediante espectroscopía infrarroja (FT-IR) y ensayos reológicos. Los recubrimientos se obtuvieron mediante dip-coating y fueron caracterizados a través de microscopía electrónica de barrido (MEB-EDX). La evaluación de la resistencia a la corrosión se realizó mediante ensayos de polarización anódica potenciodinámica, en solución aireada 0,1 M de NaCl. Los resultados obtenidos revelaron que, de los tres solventes evaluados, el etanol es el que permite mejor estabilización del precursor híbrido y favorece el proceso de polimerización de los grupos metacrilato del precursor MPS. Por otra parte, la variación de la relación molar TEOS:MPS conlleva a la obtención de recubrimientos más homogéneos y continuos al incrementar la relación del precursor inorgánico. Finalmente, todos los recubrimientos sintetizados mejoraron la resistencia a la corrosión de la aleación AA2050-T8, en especial los sintetizados bajo la relación TEOS:MPS 80:20.

Single crystal ingot of BiSbTeSe doped with Zr was synthesized using Bridgman method. Energy dispersive spectrometry (EDS) analysis was used to determine chemical composition of studied samples as well as to check and confirm samples homogeneity. X-ray diffraction (XRD) measurements proved that obtained crystal ingot is a single cristal and confirms Bi2Te3-type compound with orientation (00l) of single crystal. Melting point was determined by dilatometrically measured shrinkage during heating. Mobility, concentration, resistivity/conductivity and Hall coefficient of BiSbTeSe doped with Zr samples were determined using a Hall Effect measurement system based on the Van der Pauw method. The Hall Effect was measured at room temperature with an applied magnetic field strength of 0.37 T at different current intensities. The measured ingot samples were cut and cleaved from different regions. Calculated results obtained using a Hall Effect measurement system (Ecopia, HMS-3000) were mutually compared for cleaved and cut samples. Changing of transport and electrical parameters with the increase of the current intensity was also monitored.The results confirmed that electrical and transport properties of single crystal depend on crystal growth direction and mobility was also significantly improved in comparison with theoretical value of Bi2Te3 and available literature data. El lingote del mono cristal de BiSbTeSe dopado con Zr se sintetizó utilizando el método de Bridgman. La composición química se determinó mediante análisis con espectroscopía de dispersión de energía (EDS). Mediante difracción de rayos X (DRX) se demostró que el lingote de cristal obtenido es un mono cristal y confirmó que se trata de un compuesto del tipo Bi2Te3, con orientación del mono cristal (001). El punto de fusión se determinó por medidas dilatométricas. La movilidad, concentración, resistividad/conductividad, y el coeficiente de Hall del BiSbTeSe dopado con Zr, se determinaron utilizando un sistema de medición de efecto Hall basado en el método de Van der Pauw. El efecto Hall se midió a temperatura ambiente con una intensidad de campo magnético aplicada de 0,37 T a diferentes intensidades de corriente. Las muestras de lingotes medidos se cortaron y se rompieron de diferentes regiones. Las muestras de lingotes utilizadas en las medidas fueron obtenbidas mediante corte y escisión en distintas zonas. Los resultados obtenidos utilizando un sistema de medición de efecto Hall (Ecopia, HMS-3000) en las distintas muestras, se compararon entre sí. Los resultados confirmaron que las propiedades eléctricas y de transporte del mono cristal dependen de la dirección del crecimiento del cristal. La movilidad se mejoró significativamente en comparación no solo con el valor teórico de Bi2Te3 sino también con los datos existentes en la literatura.

Electrical properties of ternary Bi-Ge-Sb and Al-Cu-Sb alloys. This paper presents review of electrical properties of two ternary systems based on Sb, ternary Bi-Ge-Sb and Al-Cu-Sb system. Beside electrical properties in paper are presented microstructures of both systems observed with light optical microscopy. On four samples microstructural analysis was carried out by scanning electron microscopy combined with energy dispersive spectrometry and X-ray powder diffraction technique. Moreover, micro hardness of selected alloys from the ternary Bi-Ge-Sb system was determined using Vickers hardness tests. Este artículo presenta el estudio de las propiedades eléctricas de dos sistemas ternarios basados en antimonio, Bi-Ge-Sb y Al-Cu-Sb. Además de las propiedades eléctricas, en el artículo se presenta las microestructuras observadas por microscopía óptica. Se utilizaron cuatro muestras para el análisis de la microestructura utilizando MEB, EDS y DRX. Además, se determinó la microdureza de muestras seleccionadas de la aleación ternaria Bi-Ge-Sb, la dureza se determinó utilizando ensayos Vickers.

Refining of so-called opportunity crude oils with a high level of naphthenic acids and sulfur compounds has been increasing interest due to limited availability of light crude oils, however, considerable corrosive effects in the processing to high temperature on pipes and distillation towers mainly by the attack of naphthenic acids and sulfur compounds; sulfur compounds could be corrosive or can reduce the attack of naphthenic acids due to the formation of sulfides layers on the metal surface. In this work was evaluated the performance of deposits formed on the surface of carbon steel AISI SAE 1020 and 5% Cr-0.5% Mo steel exposed in crude oil fractions obtained from atmospheric distillation tower. For this, gravimetric tests were performed in dynamic autoclave using metal samples pre-treated in a crude oil fraction obtained from the atmospheric distillation tower of the Crude Distillation Unit (CDU) # 1 in order to form layers of sulfides on the surface of the two materials and subsequently to expose pre-treated and non-pretreated samples in two different crude oil fractions obtained from atmospheric distillation tower of Crude Distillation Unit (CDU) # 2. The evaluation showed that the samples pretreated decreased tendency to corrosion by naphthenic acids and sulfidation compared to untreated samples. El interés en el refino de los llamados “crudos de oportunidad” con alto contenido de ácidos nafténicos y compuestos de azufre, ha venido en aumento debido a la limitada disponibilidad de crudos ligeros. Sin embargo, su procesamiento tiene efectos corrosivos considerables a alta temperatura sobre tuberías y torres de destilación principalmente por el ataque de los ácidos nafténicos y compuestos de azufre. Los compuestos de azufre pueden ser corrosivos o pueden retardar el ataque de los ácidos nafténicos debido a la formación de capas de sulfuros sobre la superficie del metal. En este trabajo se evaluó el comportamiento frente al fenómeno de corrosión de los depósitos formados sobre la superficie de acero al carbono AISI SAE 1020 y acero 5%Cr-0,5%Mo expuestos en fracciones de crudo obtenidas de una torre de destilación atmosférica. Para esto, se realizaron pruebas de gravimetría dinámica en autoclave, utilizando muestras metálicas pre-tratadas en una fracción obtenida de la torre de destilación atmosférica de una unidad de destilación de crudo industrial (CDU) #1 con el objetivo de formar capas de sulfuros sobre la superficie de los dos materiales, para posteriormente, exponer las muestras pre-tratadas y otras no pre-tratadas en dos diferentes fracciones obtenidas de la torre de destilación atmosférica de una unidad de destilación de crudo industrial (CDU) #2. La evaluación evidenció que las muestras pre-tratadas disminuyeron la tendencia a la corrosión por ácidos nafténicos y sulfidación en comparación con las muestras no tratadas.