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Thesis ANÁLISIS DEL PROCESO TEMPCORE PARA PRODUCCIÓN DE BARRAS DE REFUERZO CON MAYOR DUCTILIDAD(2018) FACCILONGO GUTIÉRREZ, ANGELO GIUSEPPE; FACCILONGO GUTIÉRREZ, ANGELO GIUSEPPE; CABRERA CONTRERAS, MANUEL; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES; TELLO ARAYA, KAREM EVA; MORENO LOYOLA, TOMÁS VLADIMIRLa actividad sísmica en Chile es una de las más altas a nivel mundial, con una velocidad de convergencia de placas tectonicas mucho mayor que cualquier otra parte en el mundo. Esto ha requerido de un desarrollo en la construcción antisísmica que lo ha llevado a ser uno de los países con los estándares de construcción más exigentes. Durante los últimos años, la ductilidad en las barras de refuerzo ha cobrado mayor importancia debido a distintos estudios que la describen como imprescindible en las estructuras de hormigón armado para zonas sísmicas. Debido a esto, con el paso de los años las normas han aumentado su exigencia en torno a esta propiedad, como es el caso del Código ACI 318-14.En la presente investigación se analizó la capacidad del proceso Tempcore instalado en AZA Colina para la obtención de barras de refuerzo con mayor ductilidad. Esto se logró mediante el estudio de los fenómenos que gobiernan el proceso, lo que permitió identificar los parámetros y variables más relevantes de este proceso. Se realizó un análisis de la producción de AZA durante el año 2017, con el cual se logró identificar que un 15% de esta producción queda fuera de los estándares requeridos por el Código ACI 318-14.Se estudió el diseño original de las instalaciones de enfriamiento en conjunto con los padrones de operación actual. En base a estos estudios se entregaron tres propuestas de mejora relacionadas con el diámetro de las cañerías, strippers de salida de agua y con la filosofía operacional.Finalmente, se realizaron pruebas en barras de 28 milímetros de diámetro, en las que se obtuvo un aumento de las propiedades mecánicas manteniendo la ductilidad sobre los estándares establecidos en el Código ACI 318-14.Thesis CARACTERIZACIÓN HIDRODINÁMICA Y METALÚRGICA DE UN BANCO DE FLOTACIÓN INDUSTRIAL(Universidad Técnica Federico Santa María, 2006) TELLO ARAYA, KAREM EVA; YIANATOS BERNARDINO, JUAN; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Procesos Químicos, Biotecnológicos y Ambientales; CABRERA CONTRERAS, MANUELTesis con resumen extenso ver impreso o multimediaThesis ESTADO DEL ARTE COMPARATIVO ENTRE LOS PROCESOS DE RECUBRIMIENTO DE MATERIALES POR ROCIADO TÉRMICO HVOF Y HVAF(2021) CASTRO ZECH, FELIPE; TELLO ARAYA, KAREM EVA; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de MaterialesCon el pasar del tiempo, muchos materiales que son utilizados bajo distintos tipos de esfuerzos o desgaste van perdiendo parte de su integridad o incluso llegan a ser desechados completamente. Una de las muchas soluciones frente a esto es la implementación de recubrimientos de alta calidad mediante rociado térmico, específicamente los procesos High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) y High Velocity Air-Fuel (HVAF), los cuales se encargan de otorgarle a la superficie de un determinado material, un mejor comportamiento frente a desgaste abrasivo, desgaste por deslizamiento o desgaste corrosivo. La calidad del revestimiento generado, en base a sus propiedades mecánicas y microestructura, se ve influenciado directamente por las variables que dominan a los procesos de rociado térmico, además del material o polvos de alimentación utilizados inicialmente. No obstante, la manipulación de estas variables en conjunto con el uso de distintos materiales de revestimiento dificulta el conocimiento de las características y propiedades finales que tendrá el revestimiento generado. El presente estudio tiene como principal objetivo realizar un análisis comparativo técnico de los procesos HVOF y HVAF, donde se recopilará información de estudios realizados, la cual será clasificada para luego establecer criterios de comparación y posteriormente llegar a una conclusión del comportamiento de los procesos en base a las variables manipuladas y materiales utilizados.Thesis ESTUDIO DE LA TRANSFORMACIÓN PERITECTOIDE DEL SISTEMA Ti-Pt EN EL RANGO DE COMPOSICIÓN 30-50 AT.% Pt(2018) YÁÑEZ QUEZADA, ALEXIS DAVID; TELLO ARAYA, KAREM EVA; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES; ESTAY VILLALÓN, SERGIO HERNÁN; AGUILAR RAMIREZ, CLAUDIO EDUARDOEl diagrama de fases Ti-Pt presenta desafíos al momento de entender el equilibrio de fases y las transformaciones de fases que ocurren en el rango de composición 30 a 50 at.% Pt. Existen dudas acerca de la existencia de la reacción invariante peritectoide que ocurre a aproximadamente 1205 °C y 42 at.% Pt propuesta por Biggs et al. [1]. Los resultados obtenidos en el trabajo de doctorado Tello [2] no fueron concluyentes en demostrar la existencia de esta reacción invariante, por lo que propuso una transformación de fases del tipo masiva.Para confirmar la transformación, se fabricaron aleaciones de composición Ti-41,7, 42,8, 43,4 y 44 at.% Pt en un horno eléctrico de electrodo no consumible en condiciones de alto vacío, a partir de elementos de alta pureza (5N) en el Instituto Max-Planck de la ciudad de Dresden, Alemania. Posteriormente, muestras de estas aleaciones fueron estudiadas a través de experimentos de calorimetría a distintas velocidades de calentamiento. Además, las muestras se caracterizaron metalográficamente usando microscopía electrónica de barrido (SEM) tanto en estado as-cast como tratadas térmicamente.Las microestructuras de las aleaciones Ti-41,7, 42,8 y 43,4 at.% Pt en condición as-cast caracterizadas con (SEM) son similares y consiste en dendritas de la fase Ti4Pt3, fase ¿-TiPt en el centro y periferia de estas dendritas y eutéctico (Ti3Pt+Ti4Pt3) en las regiones interdendríticas. Muestras de las diferentes aleaciones fueron tratadas térmicamente a 1000 °C por 168 horas seguido de temple en agua (TT1), a 1000 °C por 336 horas seguido de temple en agua (TT2), 1000 °C por 168 horas +1000 °C por 336 horas seguido de temple en agua (TT3) y a 1260 °C por 2 horas seguido de temple en agua (TT4 sólo a la aleación de 44Pt).Las microestructura de las aleaciones 42,8Pt y 43,4Pt at.% Pt tratadas térmicamente según TT1, TT2 y TT3 consisten en fase Ti4Pt3 con algunas trazas de fase ¿-TiPt lo cual sugiere que estas dos composiciones caen dentro del rango monofásico de la fase Ti4Pt3. La microestructura de la aleación 41,7 tratada térmicamente según TT1, TT2 y TT3 consiste en dendritas de Ti4Pt3 y una mezcla de fases (Ti4Pt3+Ti3Pt+Ti5Pt3) en las regiones interdendriticas. Por otra parte, en la aleación 44,0Pt tratada térmicamente según TT4 el intermetálico Ti5Pt3 fue observado formando una mezcla de fases Ti5Pt3 + ¿-TiPt, por lo tanto, se puede sugerir que esta es una fase que nuclea a una temperatura superior a 1260 °C.Los resultados de la caracterización metalográfica y los experimentos de calorimetría sugieren que pueden desarrollarse dos reacciones peritectoides, la de mayor temperatura, sobre 1260 °C, consistiría en ¿-TiPt+Ti3Pt¿Ti5Pt3 mientras que otra podría ocurrir a una temperatura próxima a 1200 °C y consistiría en ¿-TiPt +Ti5Pt3¿Ti4Pt3. Además, se propone la existencia de una reacción eutectoide dado los resultados de calorimetría realizados a una rapidez de 10 K/min, y que ocurriría a una temperatura aproximada a los 970 °C. Esta última reacción consistiría en Ti5Pt3¿Ti4Pt3+Ti3Pt.Thesis ESTUDIO Y DEFINICIÓN DE ISOTERMAS ENTRE 240 °C Y 270 °C PARA EL DIAGRAMA TERNARIO Sn-Cu-Ni EN LA ZONA RICA EN Sn(2017) SOLÍS SAAVEDRA, JUAN PABLO; SOLÍS SAAVEDRA, JUAN PABLO; HENAO ZAPATA, HECTOR MARIO; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES; TELLO ARAYA, KAREM EVA; ESTAY VILLALON, SERGIOEl rápido incremento de equipos y productos electrónicos desechados que acompaña a la alta tecnología está influyendo significativamente el medio ambiente. A medida que estos materiales se disponen en vertederos, es posible un aumento de Pb en las aguas subterráneas debido a la lixiviación de las soldaduras. Esta contaminación con Pb ha sido el estímulo de la comunidad internacional para emitir una directiva prohibiendo el uso de soldaduras que contengan Pb en dispositivos eléctricos y la prohibición de dichos productos en el mercado. Con respecto a las investigaciones disponibles, los mayores obstáculos para predecir/controlar la microestructura y el desarrollo de la próxima generación de soldaduras libres de Pb es la falta de datos termodinámicos y cinéticos fiables que se requiere en las bases de datos de software termodinámicos disponibles. Aunque el equilibrio de fases y las propiedades termo-físicas del sistema Sn-Cu-Ni son poco conocidos, este sistema es de gran importancia para la soldadura libre de plomo porque la mayoría de las soldaduras contienen sobre 95 %p/p de Sn más adiciones de Cu y Ni como sustratos más comunes en la microelectrónica. El presente trabajo aporta nuevos datos de equilibrio de fases en la esquina rica en Sn del sistema Sn-Cu-Ni en los rangos de temperaturas de 240 °C a 270 °C.Como propuesta técnica, se desarrollaron metodologías de trabajo que comprenden el encapsulamiento de muestras en ampollas de sílice, las cuales son fundidas utilizando un horno tubular vertical por sobre la temperatura de estudio, para lograr una solubilidad completa y mantenida. Posterior a esto la muestra es llevada a la temperatura de estudio requerida y se mantiene ahí para alcanzar el equilibrio de fases y obtener una separación física entre las fases líquidas y sólidas, donde la fase solida es sedimentada en el fondo de la ampolla. Luego de esto se da paso a una preparación metalográfica y a la separación de una sección liquida de la muestra. La fase liquida fue disuelta en medio ácido y analizada por técnicas de absorción atómica. La composición de las fases solidas es obtenida por técnicas de microscopía electrónica, SEM (“Scanning Electron Microscopy”), usando un detector EDS (“Energy Dispersive Spectroscopy”).Los resultados obtenidos mediante dichas técnicas fueron satisfactorios, los que en conjunto con información experimental previa permitieron la construcción precisa del diagrama de fases ternario para el sistema Sn-Cu-Ni en los rangos de estudio.Los resultados evidencian 3 zonas de equilibrio, en donde la de mayor relevancia corresponde a la zona de triple equilibrio entre la fase líquida y las dos fases sólidas de (Ni,Cu)3Sn4 y (Cu,Ni)6Sn5 , información que actualmente era necesaria para completar las lagunas de datos existentes. Las otras dos zonas de equilibrio corresponden a las de equilibrio entre la fase (Ni,Cu)3Sn4 y líquido Sna y la de equilibrio entre la fase (Cu,Ni)6Sn5 y líquido Sna.Es posible señalar que la disminución de las discrepancias originadas por una serie de estudios gracias a la complementación con la información termodinámica generada en el presente trabajo, sugiere la necesidad de una actualización en los paquetes de datos termodinámicos del sistema ternario Sn-Cu-Ni, lo que promoverá nuevas investigaciones y el desarrollo de la nueva generación de aleaciones para soldaduras electrónicas, las que gracias a la determinación de las zonas de equilibrio ya mencionadas, consistirán de materiales heterogéneos que poseerán mayor versatilidad según las propiedades eléctricas, térmicas y físicas de las fases presentes.Thesis OBTENCIÓN DE MICROESTRUCTURAS AUSFERRITICAS EN ACEROS FUNDIDOS DE MEDIO CARBONO Y BAJA ALEACIÓN(Universidad Técnica Federico Santa María, 2016) PÉREZ FRANCO, JEMAEL SIDHARTA; CABRERA CONTRERAS, MANUEL JOSÉ; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES; TELLO ARAYA, KAREM EVAAs the mining industry in Chile continues increasing the necessity of milling equipment becomes larger. As an example, currently SAG mills liners undergo higher impact and abrasion wear which requires higher hardness and toughness. Both composition and microstructures of the steels have varied very little along the year to adjust to the new conditions of performance. The microstructures range from pearlite (fine to coarse) to tempered martensite. Current heat treatments of these steels seek to avoid bainite formation which is a complex task because larger parts have higher thermal inertia resulting in different microstructures between the surface and the interior of a component. A microstructure that could improve the performance and satisfy the demands of SAG mill liners could be ausferrite; which is a low cost microstructure, biphasic that combines high strength and toughness. Ausferrite is formed by relatively rapid cooling from the austenite phase. The high strength of ausferrite is achieved by avoiding carbide formation, which is accomplish by using silicon or aluminum as alloy elements that delays the formation of carbides. Ausferrite was obtained in several samples of steel after modifying a base alloy used in mill liners. This was accomplished by increasing the silicon content above 1 wt.%. Samples were cast and then subjected to subjected to isothermal heat treatment in the bainitic transformation temperature range. Later, the microstructure was characterize using optical microscopy and hardness profiles were obtained from representative samples. The best results were obtained after isothermal treatment at 300 °C, with ferrite plates of less than 2 microns thick and less than 100 microns long. This steels with ausferrite in their microstructure could replace the steel used currently in SAG mill liners.Thesis VALIDACIÓN DE UN MODELO FENOMENOLÓGICO DE SOLDADURA POR FRICCIÓN-AGITACIÓN CON DATOS BIBLIOGRÁFICOS(2018) ACUÑA MAUREIRA, ALEJANDRO IGNACIO; TELLO ARAYA, KAREM EVA; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES; VALDERRAMA REYES, WALDO; ESTAY VILLALON, SERGIOEste trabajo presenta la mejora de un modelo analítico de soldadura por fricciónagitacióndesarrollado por Mendez et al. [1] basado en el análisis matemático de escalamiento,el cual considera un balance entre simplicidad y exactitud con una baja utilizaciónde recursos computacionales. El modelo permite predecir la máxima temperatura en elsistema, el espesor de la zona deformada, los esfuerzos cortantes alcanzados en la zonade unión y el torque desarrollado por la herramienta. Para determinar la eficacia del modeloen función de sus simplificaciones matemáticas, se compararon los resultados condatos experimentales publicados en la literatura en base a sus parametros operacionalesy luego se realizaron ajustes de calibración al modelo en función a las simplificacioneshipoteticas originalmente propuestas. Se comprobó que la ley de escalamiento obtenidapara la temperatura captura una correcta tendencia y orden de magnitud en el rango válidode la simplificación. Este nuevo modelo de escalamiento presenta correcciones y mejorasrealizadas a la version de Mendez et al. sin afectar el diseño fundamental, conservando lastendencias y predicciones de forma consistente. Las mejoras que se realizaron al modelose resumen en los siguientes puntos: (i) se implementó una modificación en el perfil detemperatura empírico, donde se considera una pérdida de calor hacia la herramienta, condiciónde borde que evita un régimen adiabático; (ii) se reajustaron las constantes del modeloconstitutivo de Zener-Hollomon y se descubrió que el ajuste resulta local a un esfuerzorepresentativo para el material; (iii) se utilizó un nuevo método de linealización para elmodelo constitutivo mediante una secante y una tangente, el ajuste se logró a través de unparámetro (e) acotado por un criterio de factibilidad y se contrastaron los resultados enfunción al rango de validez de las simplificaciones y el comportamiento de estimación detemperatura. Ademas, dentro de la base de datos experimentales utilizada, se incluyerontres nuevos materiales, aleaciones de magnesio (AZ31 y AZ61) y latón (CuZn30).
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