Academic literature on the topic 'Desgaste mecánico'

Los aceros de medio C son ampliamente utilizados en la fabricación de piezas y componentes mecánicos tales como engranajes, ejes, pernos, acoplamientos, husillos, ruedas dentadas, bielas y cigüeñales, debido a su buena resistencia mecánica, tenacidad y resistencia al desgaste. Muchas investigaciones para este tipo de aceros se han enfocado en estudiar el comportamiento al desgaste, deformación y análisis de propiedades mecánicas a temperaturas elevadas. Sin embargo, existen pocos estudios que se han enfocado en evaluar su comportamiento mecánico en función del tamaño de grano austenítico (TGA). En esta investigación, se presentan los resultados experimentales y mediante modelado numérico, del efecto del TGA antes del temple en dos aceros de medio C, AISI 1045 y 4140, con la finalidad de determinar las condiciones óptimas de procesamiento para obtener las propiedades mecánicas deseadas. El tamaño de grano fue evaluando entre 5 y 110 µm. Se utilizaron técnicas experimentales para determinar la microestructura, resistencia a la cedencia, resistencia a la tensión, la dureza y pruebas de dilatometría de temple para determinar su deformación. Los resultados simulados fueron obtenidos mediante el software JMatPro. De estos resultados se pueden mencionar que el TGA juega un papel importante en la evolución de las propiedades mecánicas para los aceros estudiados. Cuando el TGA fue superior a 15 y 45 µm para los aceros AISI 4140 y 1045 respectivamente, las propiedades mecánicas estuvieron en rangos más elevados. Los resultados mediante JMatPro estuvieron muy cercanos a los obtenidos experimentalmente, validando la simulación numérica en la predicción de las propiedades mecánicas estudiadas.

El objetivo de este trabajo fue comparar la rugosidad superficial en cerámicas de baja y ultra baja fusión, después del pulido mecánico y exposición a un medio corrosivo in vitro. El análisis de la superficie (Ra) fue realizado con un rugosímetro. Se confeccionaron 72 discos, divididos en cuatro grupos según el sistema cerámico utilizado: VitadurAplha (G1), Titankeramik (G2), HeraCeram (G3) y Finesse (G4), y según el tratamiento de superficie: (A) especímenes sin tratamiento de superficie. (B) se realizó un desgaste removiendo el glaceado y pulido mecánicode la superficie. (C) especímenes fueron colocados en ácido acético. Los resultados mostraron un Ra para A: G1-0,65; G2-0,83; G3-0,82; G4-0,72. Para B: G1-1,57; G2-1,29; G3-1,28; G4-0,93. Para C: G1-0,87; G2-0,83; G3-0,98; G4-0,70. El pulido mecánico mostró mayor rugosidad de superficie en comparación con el grupo que fué expuesto al medio corrosivo. Hubo diferencias significativas (p<0,05) para el G4, para la condición B.

Mediante un tratamiento térmico de oxidación a 1100°C, y durante 100 horas, se genera sobre la superaleación MA956 una capa superficial de alúmina alfa, fuertemente adherida con un espesor cercano a 5 micras. El sistema dual metal-cerámica tiene la ventaja de que la capa superficial se genera in situ de manera mucho más sencilla que otros procesos convencionales. Experimentos in vitro han corroborado que la superaleación MA956 con y sin capa superficial de alúmina exhibe un excelente comportamiento frente a la corrosión, mucho más bajo que los biomateriales convencionales. Las elevadas tensiones residuales compresivas generadas en la capa garantizan su integridad durante los ensayos de tracción, fatiga y desgaste. Estos resultados satisfactorios conllevan a pensar en la posibilidad de utilizar esta superaleación en aplicaciones biomédicas.

Los componentes sinterizados fabricados con aceros inoxidables dúplex (DSS) son adecuados para aplicaciones muy diversas. Los aceros DSS son una combinación de aceros inoxidables ferríticos y austeníticos, y son ampliamente utilizados en diferentes industrias debido a sus buenas propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión. El uso de DSS está creciendo año tras año en la industria del automóvil y en las industrias offshore. En el presente trabajo se estudian dos aceros, DSS A y DSS B, con estructura bifásica obtenidos por vía pulvimetalúrgica. Se utilizaron dos composiciones hechas con polvos prealeados (AISI 310L y AISI 430L) junto con estabilizadores de ferrita y austenita como cromo, molibdeno y níquel. Los polvos se mezclaron en un molino durante 12 h. La sinterización de las preformas en polvo se realizó a 1350 ºC en vacío parcial y en atmósfera de hidrógeno, respectivamente. Los compactos sinterizados se sometieron a operación de forjado a 1150 ºC y se enfriaron en agua. El análisis XRD del DSS sinterizado y forjado confirmó la ausencia de intermetálicos. El comportamiento mecánico y desgaste de DSS se analizó mediante el análisis relacional de grises del método de Taguchi. El DSS B en estado forjado sometido a condiciones de carga de 20 N bajo atmósfera de hidrógeno mostró un COF de 0,53.

Resumen: La soldadura de resistencia por puntos, es el método más importante en la industria ensambladora de carrocería autoportante o monocasco debido a su automatización, su rapidez, flexibilidad de soldar piezas con forma compleja, es económico debido a que no requiere metal de aporte, además de la posibilidad de aplicar pulsos de precalentamiento y de postcalentamiento para mejorar la soldabilidad del punto de soldadura, el cual se define como la capacidad de la estructura de proporcionar protección adecuada a los pasajeros contra lesiones en caso de una colisión, principalmente depende de la integridad y rendimiento mecánico del botón de soldadura. Para extender la vida de los vehículos se producen aceros galvanizados. Sin embargo, los recubrimientos de cinc han incrementado la dificultad de soldabilidad, siendo necesarias corrientes mayores en el proceso, pues se presenta una menor resistencia en la interfase de soldadura debido a una mejor conductividad eléctrica. Este trabajo investiga el efecto del galvanizado en la disminución de la vida de los electrodos, por esta razón, se deduce una pérdida en las propiedades mecánicas en los botones de soldadura conforme se aumenta el número de puntos de soldadura. El objetivo principal del presente estudio es correlacionar el desgaste de los electrodos con las propiedades mecánicas de los botones de soldadura. El procedimiento experimental consiste en hacer 1.000 puntos de soldadura; para cada vigésimo quinto punto de soldadura a partir del primero, los cuales se examinaron por estereoscopia, ensayos de dureza, ensayos de desbotonamiento y ensayos de tensión al corte. En el desgaste del electrodo, se evaluó la cara por impresión en papel carbón, microscopia óptica y espectroscopia de rayos-X (EDX).

Los recubrimientos duros son una alternativa para el mejoramiento superficial de herramientas industriales, ya que son desarrollados con el fin de aumentar la vida de servicio del material mediante un mejoramiento de sus características frente a mecanismos de desgaste y fenómenos corrosivos. En el presente estudio se depositaron monocapas de nitruro de hafnio sobre sustratos de acero AISI 4140 mediante la técnica del magnetrón <em>sputtering</em>multi-blanco en r.f. (13.56 MHz). Esto se hizo con el objetivo de determinar valores estimados de la pérdida de material, el desgaste mecánico y la sinergia en los fenómenos corrosivos y erosivos con base en la norma ASTM G119–03, que interrelaciona la corrosión con el desgaste. Las monocapas fueron evaluadas frente a fenómenos de corrosión-erosión, erosión y corrosión a dos ángulos de impacto de 30º y 90º, en una solución compuesta por NaCl 0.5 M usando un equipo de incidencia de chorro de partícula. Se analizó el efecto del ángulo de impacto en la resistencia a la corrosión erosión de estos recubrimientos. Mediante curvas de polarización Tafel y microscopia electrónica de barrido se realizó la evaluación electroquímica y la caracterización micro-estructural de los recubrimientos respectivamente. Se observó un aumento en la velocidad de corrosión para los sistemas sometidos a 90° y una disminución para los sistemas a 30º.<div><br /><div> </div></div>

Las modificaciones producidas en restos óseos y dentales humanos son capaces de informarnos acerca de algunas de las demandas mecánicas ejercidas sobre el individuo a lo largo de su vida. El objetivo de este trabajo es presentar los primeros resultados exploratorios de un proyecto más amplio que busca conocer la forma y el grado de participación que tuvieron los miembros de la sociedad estamental en el sistema productivo colonial de la ciudad de Mendoza (s. XVI-XIX). El mismo será abordado a partir del análisis de Marcadores de Estrés Ocupacional en muestras bioarqueológicas procedentes de templos católicos coloniales del Área Fundacional (Ciudad de Mendoza). Se analizan dos individuos adultos de ambos sexos recuperados durante un rescate arqueológico en el punto arqueológico Santo Domingo (Ciudad de Mendoza). La metodología consiste en el análisis de MEO a partir del relevamiento de un conjunto de líneas analíticas: cambios entésicos, enfermedad degenerativa articular, marcadores de estrés mecánico postural, fracturas, propiedades geométricas en sección externa de huesos largos y patrones de desgaste dental. Se discuten patrones generales en el uso del cuerpo, ampliando el conocimiento que disponemos sobre la salud y estilos de vida de estas poblaciones.

Se determinaron la dureza, pérdida de masa y coeficiente de fricción, de guías de válvulas para motores de combustión interna fabricadas en latón por proceso de pulvimetalurgia, con el objetivo de conocer si cumplen con las exigencias que requiere un motor de combustión interna, utilizando como parámetro comparativo guías de válvulas comerciales de latón producidas por fundición. Se estudió, si las propiedades son homogéneas a lo largo de toda la guía de la válvula y se evaluó el proceso de reprensado que se lleva a cabo de manera adicional en la línea de producción. Se determinaron las durezas Brinell y Vickers; el coeficiente de fricción y la tasa de desgaste (ensayo pin on disk). Mediante microscopía electrónica de barrido y análisis metalográfico, se estudió el mecanismo de desgaste. Se llevó a cabo la determinación de la composición química de las guías y el efecto del reprensado cuantificando la porosidad superficial, mediante el software Analizador de imágenes Pro Plus®. Se puso de manifiesto que las piezas fabricadas por proceso de pulvimetalurgia presentaron valores inferiores en sus propiedades mecánico-tribológicas en comparación con las guías de válvula comerciales. Estos resultados permitirán mejorar las condiciones de fabricación de las guías mediante pulvimetalurgia.

La presencia de daño mecánico por erosión en la pared de la tubería, daño debido al impacto de partículas sólidas, puede afectar gradualmente la integridad de los componentes que conforman los sistemas de producción y transporte de hidrocarburos. La implementación de métodos o modelos para predecir el desgate erosivo es una actividad de interés para la industria del petróleo, debido a que sus resultados son usados para el estudio, valoración y seguimiento de los procesos erosivos, además de ser considerados en el dimensionamiento de las líneas y determinación de velocidades máximas de flujo, con el fin de mitigar y controlar la erosión. En este sentido, considerando la necesidad de mejorar la implementación de modelos, y análisis e interpretación de resultados de erosión, se presenta en este trabajo una metodología de cálculo, estructurada y de carácter selectivo, para predecir el desgaste erosivo en líneas de producción y transporte de hidrocarburos. Para conducir la metodología hasta un estado operativo práctico, se desarrolló una herramienta computacional (CIC-Erosion), usando el lenguaje de programación C#. En la fase de desarrollo y aseguramiento de la funcionalidad operativa de la herramienta se realizaron las siguientes subfases: a) definición de la arquitectura del software; b) codificación de los fundamentos teóricos de la metodología de cálculo y de la interfaz del usuario, y c) diagnóstico de la funcionalidad operativa del software usando datos experimentales de tasa de erosión reportados en la literatura e información de casos de estudio hipotéticos. Finalmente, se evaluó el comportamiento predictivo de la metodología de cálculo de erosión usando información de un caso de estudio asociado a un campo de producción de petróleo crudo ubicado en Colombia. En la evaluación de la capacidad de predicción del software se observó que existe concordancia entre los resultados obtenidos con la metodología de cálculo de erosión y la información experimental de campo usada en el estudio. De esta manera, la herramienta computacional CIC-Erosion puede ser considerada una alternativa eficiente y confiable para la predicción del desgaste erosivo en infraestructura usada para la recolección y transporte de hidrocarburos.

La estabilidad de los sistemas de potencia, en los cuales se implementan fuentes renovables como la eólica, es un área de gran atención en la actualidad ya que se requiere cumplir con una calidad en el servicio energético suministrado, y las fuentes renovables, ante su variabilidad en la potencia generada por la dependencia de las condiciones climáticas, pueden afectar dicha calidad. Por esta razón, es necesario aplicar estrategias de control que permitan realizar una integración de las fuentes renovables para tratar de minimizar los efectos adversos de estas sobre la red y que además admitan incluir los límites operativos de estas fuentes para evitar daños en ellas. En este trabajo se plantean dos estrategias de control, LQPC y GPC, para controlar la velocidad angular y el torque de un aerogenerador con el objetivo de garantizar un determinado valor para la potencia de salida de este y evitar variaciones bruscas en la velocidad angular que puedan generar desgaste o estrés mecánico.

Ingeniero Civil Mecánico
Un alto porcentaje de fallas en las líneas en transmisión es producido por impactos de rayos. A su vez, en líneas con cables de guardia, las fallas más comunes producidas por descargas atmosféricas son las causadas por arco inverso, las cuales se deben a una elevación de potencial en la torre provocada principalmente por la corriente de rayo circulante por la estructura o que se drena vía la resistencia de puesta a tierra. En función de lo anterior, el objetivo principal de esta memoria es determinar el valor de diseño de la resistencia de puesta a tierra a pie de torre en líneas de transmisión de alta tensión con el fin de reducir la tasa de fallas producidas por arco inverso, como parte de la coordinación de aislamiento. La metodología llevada a cabo en este trabajo consistió en realizar una búsqueda bibliográfica especializada, para luego implementar un método de cálculo de la tasa de fallas producida por arco inverso en función del valor de la resistencia de puesta a tierra. El método fue desarrollado en VBA (Visual Basic for Applications), lenguaje de macros de Microsoft Excel. Los resultados que se obtuvieron con el programa fueron comparados con datos de operación reales de líneas de transmisión, donde se obtuvieron resultados aceptables. Además, se revisaron otros métodos para mejorar el desempeño de una línea de transmisión con respecto al impacto de rayos y se realizó un caso de estudio para una línea de transmisión de 345 kV ubicada en zonas cordilleranas altiplánicas del norte de Chile. Como conclusión, se logró comprobar que el programa de cálculo de la tasa de fallas producidas por arco inverso es adecuado para dar una estimación del valor de la resistencia de puesta a tierra, con el fin de obtener un desempeño aceptable para la aislación de una línea en relación al fenómeno de arco inverso. Como trabajo futuro se podrían realizar mejoras al programa, ya sea incluyendo más variables, o agregando la tasa de fallas de blindaje de las líneas.

Ingeniero Civil Mecánico
Es sabido que Chile es el primer productor de cobre en el mundo, ya sea en el formato de cátodos o concentrado. Los equipos usados en esta industria, tales como, palas retroexcavadoras, cargadores frontales y molinos de cono, están sometidos a un ambiente abrasivo que se traduce en desgaste (pérdida de material), lo que genera grandes costos para las empresas mineras. El presente trabajo está motivado en conocer la oferta de soluciones disponibles en Chile, para proteger equipos contra el desgaste abrasivo, respondiendo algunas preguntas, tales como ¿Qué materiales se utilizan para recubrir? ¿Qué procesos se usan? Entendiendo la necesidad de proteger los equipos de minería del cobre contra el desgaste generado por los efectos de la abrasión. El objetivo de la memoria es realizar una evaluación de algunas soluciones tecnológicas en recubrimientos resistentes a la abrasión para aplicaciones de minería en Chile. El trabajo no pretende entregar una solución, sino que hacer una revisión de las tecnologías utilizadas actualmente en el país. En el mundo, los materiales más utilizados para proteger equipos contra el desgaste abrasivo, son los recubrimientos de carburos de cromo (placas bimetálicas) y los carburos de tungsteno en base níquel. Este último tiene un mejor rendimiento, pero es casi tres veces más costoso que los carburos de cromo. La mayoría de los recubrimientos son aplicados por procesos de soldadura, tales como soldadura por arco sumergido (SAW, por sus siglas en inglés), soldadura por arco de plasma transferido (PTAW, por sus siglas en inglés), entre otros métodos. La metodología de este trabajo de título se dividió en tres etapas. La primera consistió en el intercambio de información a través de una encuesta online con empresas relacionadas con la oferta de soluciones contra el desgaste. En la segunda etapa, se entrevistó en forma presencial a algunas empresas del rubro y se obtuvieron algunas muestras representativas de la oferta del mercado. En la tercera etapa, las muestras fueron analizadas a nivel de laboratorio (análisis de metalografía, dureza y resistencia al desgaste por abrasión). De las encuestas se puede determinar que, en Chile, los materiales preferidos para proteger contra el desgate por abrasión son los aceros austeníticos, fundiciones blancas y las placas bimetálicas. En cuanto a los procesos preferidos, se encuentra la soldadura por electrodo protegido (SMAW) y alambre tubular (FCAW). En las entrevistas, se indica que esta última tiene como ventaja su alta productividad y fácil manejo. Las empresas también indicaron que la decisión de utilizar un material para recubrir se basa en la experiencia del cliente. Del análisis en laboratorio, se observa que el material que presentó mejor comportamiento frente al ensayo de desgaste por abrasión ASTM G65 es la placa bimetálica.

El diseñado planteado en el siguiente proyecto demuestra una propuesta bastante económica y versátil de una máquina para ensayos de desgaste del tipo pin on disk, ya que puede adaptarse a cualquier modificación planteada posteriormente sin afectar su buen funcionamiento durante los ensayos que se realicen. Esta máquina simula fenómenos de desgaste adhesivo, de esta manera permitiendo conocer las propiedades tribológicas de estos bajo ciertas condiciones de trabajo. El alcance de la tesis abarca desde el diseño mecánico de todos los componentes necesarios para el funcionamiento de la máquina hasta la elaboración de planos de despiece y ensamble de esta misma. Otro tema que incluye la tesis es la elaboración de un balance de costos que nos permite estimar el precio por la fabricación de la máquina de desgaste y comparar con los precios de otras máquinas que presenten similares funciones. La propuesta para el diseño de la máquina incluye un pin, el cual será forzado a hacer contacto con un disco giratorio y generar contacto sobre el mismo. El contacto entre el pin y el disco originará una huella, la cual se acentuará mientras va transcurriendo el ensayo, y brindará información del comportamiento del material frente al desgaste. Para el diseño se tomó como referencia los parámetros exigidos por la norma ASTM G-99 “Standard test method for wear testing with pin on disk apparatus”, los cuales nos indicaban que la velocidad de giro de la probeta debe encontrarse entre 60 a 600 rpm. Para la regulación de la carga se utilizarán pesas que nos permitan cuantificar la fuerza ejercida del pin hacia el disco.
Tesis

El desgaste abrasivo es un serio problema que afecta a diversas industrias a nivel mundial. En países que tienen una industria altamente desarrollada como Estados Unidos, Alemania, Japón o China, las pérdidas debido a este tipo de desgaste bordean los miles de millones de dólares anuales. Debido a las exorbitantes cifras de dinero que se pierden año tras año existe la necesidad de realizar investigaciones que minimicen los efectos del desgaste. Debido a este gran problema para la industria, diferentes investigadores vienen desarrollando estudios para minimizar los efectos del desgaste. La Pontificia Universidad Católica del Perú en conjunto con la empresa Soldexa S.A. está desarrollando un proyecto de investigación que abarca el estudio de más de 15 nuevos electrodos para hardfacing con el objetivo de encontrar una formulación química óptima para el desarrollo masivo de un nuevo tipo de electrodo. La presente tesis abarca el estudio de 3 recubrimientos duros con 5% de ferrotitanio y una composición de ferrovanadio que varía entre 0 y 1.85%. Se realizaron ensayos de dureza, de desgaste abrasivo según ASTM G-65, y de metalografía para cada uno de los tres recubrimientos en estudio. Se obtuvieron resultados favorables pues con bajas concentraciones de ferrovanadio, la resistencia al desgaste y la dureza obtenida en los recargues es muy similar a la que obtuvieron otros investigadores con altas concentraciones de ferrovanadio. Asimismo, las microestructura para todos los casos fue la de una matriz de austenita retenida con colonias de martensita, lo que evidencia una correlación con las propiedades mecánicas evaluadas.
Tesis

Se define al desgaste como la pérdida progresiva de material sólido de la superficie de un determinado componente, el desgaste en operación es uno de los problemas que originan mayores pérdidas económicas; esto ha conllevado a que diferentes rubros de la industria busquen opciones viables y de bajo costo en el mantenimiento de componentes mecánicos. Uno de los métodos más utilizados para mitigar los efectos del desgaste es mediante la aplicación de recubrimientos duros de soldadura denominado “HARDFACING”; sin embargo, se necesitan ciertos insumos como el Ferro-Titanio, Ferro-Vanadio, Grafito, entre otros para generar microestructuras duras y resistentes al desgaste. Estos insumos utilizados en la fabricación de electrodos de recargue evidencian un incremento en su costo lo cual conllevaría al encarecimiento de este método de protección. En el presente tema de tesis, se ha evaluado el desempeño de depósitos de hardfacing fabricados empleando un conjunto de nuevos electrodos propuestos por una compañía de consumibles local. En particular se busca evaluar el efecto del contenido de Ferro- Vanadio (2.85%, 3.85% y 5.85%) en el revestimiento de electrodos con un porcentaje de 5% de Ferro-Titanio y libres de grafito, sobre la microestructura, dureza y resistencia al desgaste abrasivo de depósitos obtenidos mediante proceso SMAW sobre planchas de acero ASTM A-36, finalmente se determinó cuál de los electrodos proporciona un recargue con mayor resistencia al desgaste.
Tesis

Ingeniero Civil Mecánico
A lo largo de los años, se ha identificado que uno de los mecanismos de desgaste más común en la industria minera es el desgaste por abrasión, siendo evidente en los equipos como chancadores y bombas de pulpa mineral entre otros. Resulta entonces importante estudiar materiales que puedan ser aplicados en piezas de estos equipos con el objetivo de disminuir los costos asociados a su reparación o reemplazo, producidos por el desgaste masivo y efectos de corrosión. El propósito de esta investigación fue analizar el efecto del contenido de molibdeno y vanadio en la microestructura y resistencia al desgaste abrasivo de cinco fundiciones blancas de alto cromo Fe-23Cr-3C.Se utilizaron cinco placas fundidas fabricadas según la norma ASTM A532 Clase II tipo D, modificadas con 1% Mo, 1,5% Mo, 3% Mo, 3% Mo - 1% V, y 3% Mo - 2%V. Estas placas se cortaron por electroerosión para obtener las probetas necesarias para estudiar la metalografía, las propiedades mecánicas y la resistencia al desgaste de cada una de ellas. Los materiales se caracterizaron mediante microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, ensayos de micro y macrodureza, ensayo de impacto Charpy y ensayos de desgaste según la norma G-65. El análisis metalográfico reveló que la microestructura de las aleaciones está compuesta de estructuras aciculares y carburos hexagonales del tipo M_7 C_3 comunes de esta clase de fundiciones. A través del análisis de difracción de rayos X se confirmó la presencia de carburos de cromo, molibdeno y vanadio del tipo M_7 C_3, y compuestos intermetálicos en una matriz autenítica-martensítica. Los análisis de microdureza Vickers mostraron valores entre 700 y 1000 〖Hv〗_0.2, mientras que en la escala Rockwell C dichos valores estuvieron en el rango 58 a 62. El ensayo de impacto Charpy entrego un promedio de 0,9 [J] para todas las fundiciones. Los ensayos de desgaste abrasivo reportaron tasas de desgaste en el rango de 7.2 8.6 [〖mm〗^3⁄km]. Se concluyó que el adicionamiento de Mo provoca una disminución en la fracción volumétrica de carburos y en el tamaño de estos. Esta disminución produce una disminución en la dureza lo que a su vez afecta en forma negativa la resistencia al desgaste abrasivo. Además se concluyó que el adicionamiento de V provoca un aumento de los carburos de menor tamaño sin afectar la fracción volumétrica total de estos. Este aumento produce una leve mejora de la dureza, lo cual determina un mejor desempeño frente al desgaste abrasivo. Finalmente se observó que la fundición con una adición de 3% de Mo y 1% de V presentó la menor tasa de desgaste (7.2 [〖mm〗^3⁄km]) producto de su microestructura compuesta de carburos pequeños (< 2500 〖μm〗^2) y su matriz martensítica. Por otra parte la fundición con una adición de 3% de Mo y 2% de V presentó la mayor tasa de desgaste (8.6 [〖mm〗^3⁄km]) producto de su mayor tamaño promedio de carburos (>10000 〖μm〗^2) y su matriz austenítica, lo que también explica su menor dureza (700 〖Hv〗_0.2) en comparación a las otras fundiciones blancas.

El parque automotor nacional demanda cambios de pastillas para frenos de disco como parte del plan de mantenimiento de cada vehículo en la actualidad y en los próximos años. Pero debido a la existencia de estos repuesto provenientes de distintos fabricantes para un mismo modelo de vehículo, no se puede determinar características de desempeño en el tiempo entre una y otra marca de pastillas sino es de la forma experimental. Siendo la resistencia al desgaste abrasivo uno de los factores degenerativos más influyentes, puesto que las pastillas lo experimentarán al entrar en contacto con el disco en cada accionar del sistema de frenos. Entonces, en el presente proyecto realiza el diseño un tribómetro o banco de pruebas para ensayos de resistencia al desgaste abrasivo en pastillas de frenos tipo disco según la norma ASTM G65, el cual permite determinar las respuestas de durabilidad en el tiempo entre las pastillas frente al desgaste abrasivo, y así, evaluar factores económicos y técnicos para la elección de los mismos.
Tesis

[ES] Las cerámicas son cada vez más utilizadas como materiales estructurales con aplicaciones biomédicas debido a sus propiedades mecánicas, biocompatibilidad, características estéticas y durabilidad. En concreto, los compuestos a base de óxido de circonio se utilizan comúnmente para desarrollar restauraciones sin metal en implantes dentales. La consolidación de las cerámicas suele realizarse a través de polvos mediante procesos que requieren de mucha energía, ya que se necesitan largos tiempos de procesado y altas temperaturas (mayores de 1000 C). Nuevas investigaciones se están desarrollando en este campo para reducir tanto el consumo energético como el tiempo del procesado de polvos cerámicos. Una de las técnicas más prometedoras en cuanto a la sinterización de cerámicas es la tecnología de calentamiento rápido por microondas. El principal objetivo de esta tesis doctoral es la obtención de compuestos circona-alúmina con densidades próximas a las teóricas mediante una técnica de sinterización no convencional, conocida como tecnología de microondas. Concretamente, los materiales que se van a estudiar en este trabajo son: 10Ce-TZP/Al2O3 y 3Y-TZP/Al2O3 (ATZ). Tras su sinterización, los materiales son caracterizados con el fin de determinar si las propiedades finales cumplen con los requisitos mecánicos para sus aplicaciones finales, ortopedia y/o dentales. Además, se ha estudiado la resistencia al desgaste de los composites sinterizados para comprobar su durabilidad. Finalmente, se ha investigado la degradación hidrotermal a baja temperatura, cuyo proceso consiste en la transformación de fase espontánea de la circona, dando lugar a un envejecimiento del material. Los resultados de este trabajo indican que los composites circona-alúmina pueden ser consolidados mediante la tecnología de microondas, obteniéndose materiales con propiedades mecánicas comparables a los obtenidos mediante métodos convencionales, pero con una reducción en el tiempo de procesado del 90 %. Por otro lado, la resistencia al desgaste de dichos composites también es del mismo orden de magnitud para ambas técnicas de sinterización. Respecto a la degradación hidrotermal a baja temperatura, los resultados obtenidos sugieren que las muestras consolidadas mediante microondas tienen una mayor resistencia a la degradación (para el composite 3Y-TZP/Al2O3), mientras que para el composite el 10Ce-TZP/Al2O3, no se observa un envejecimiento significativo para ninguna de las muestras. Esto es consecuencia de la adición de la ceria como estabilizador de fase tetragonal de la circona, aumentando la resistencia de la degradación hidrotermal a baja temperatura. En resumen, la sinterización por microondas ha demostrado ser una alternativa excepcional para la sinterización de composites circona-alúmina, debido a la microestructura obtenida y a las excepcionales propiedades mecánicas de los materiales resultantes. Además, esta tecnología requiere temperaturas de sinterización y tiempos de permanencia más bajos que la sinterización convencional, lo que conlleva una reducción de los costes energéticos y de los tiempos de procesamiento y, en consecuencia, la técnica de calentamiento por microondas tiene un menor impacto medioambiental.
[CAT] Les ceràmiques són cada vegada més utilitzades com a materials estructurals amb aplicacions biomèdiques a causa de les seues propietats mecàniques, biocompatibilitat, característiques estètiques i durabilitat. En concret, els compostos a base d'òxid de zirconi s'utilitzen comunament per a desenvolupar restauracions sense metall i implants dentals. La consolidació de les ceràmiques sol realitzar-se a través de pols mitjançant processos que requereixen de molta energia, ja que es necessiten llargs temps de processament i altes temperatures (majors a 1000 C). Noves investigacions s'estan desenvolupant en aquest camp per a reduir tant el consum energètic com el temps del processament de pols ceràmiques. Una de les tècniques més prometedores quant a la sinterització de ceràmiques és la tecnologia de calfament per microones. El principal objectiu d'aquesta tesi doctoral és l'obtenció de compostos circonaalúmina altament densificats mitjançant una tècnica de sinterització no convencional, coneguda com a tecnologia de microones. Concretament, els materials que s'estudiaran en aquest treball són: 10Ce-TZP/Al2O3 i 3Y-TZP/Al2O3 (ATZ). Després de la seua sinterització, els materials són caracteritzats amb la finalitat de determinar si les propietats finals compleixen amb els requisits mecànics per a les seues aplicacions finals, ortopèdia i/o dentals. A més, s'ha estudiat la resistència al desgast dels composites sinteritzats per a comprovar la seua durabilitat. Finalment, s'ha investigat la degradació hidrotermal a baixa temperatura, la qual consisteix en la transformació de fase espontània de la circona, donant lloc a un envelliment del material. El resultats d'aquest treball indiquen que els composites circona-alúmina poden ser consolidats mitjançant la tecnologia de microones, obtenint-se materials amb propietats mecàniques comparables als obtinguts mitjançant mètodes convencionals. A més, la resistència al desgast dels composites també és del mateix ordre de magnitud per a les dues tècniques de sinterització. Respecte a la degradació hidrotermal a baixa temperatura, els resultats obtinguts suggereixen que les mostres consolidades mitjançant microones tenen una major resistència a la degradació (per al composite ATZ), mentre que per al composite el 10Ce-TZP/Al2O3, no s'observa un envelliment significatiu per a cap de les mostres. Això és conseqüència de l'addició de la ceria com a estabilitzador de fase tetragonal de la circona, augmentant la resistència de la degradació hidrotermal a baixa temperatura. En definitiva, la sinterització per microones ha demostrat ser una alternativa excepcional per a la sinterització de compostos circona-alúmina, a causa de la fina microestructura i a les excepcionals propietats mecàniques dels materials resultants. A més, aquesta tecnologia requereix temperatures de sinterització i temps de permanència més baixos que la sinterització convencional, la qual cosa comporta una reducció dels costos energètics i dels temps de processament i, en conseqüència, la tècnica de calfament per microones té un menor impacte mediambiental.
[EN] Ceramics are increasingly used as structural materials with biomedical applications due to their mechanical properties, biocompatibility, aesthetic characteristics and durability. Specifically, zirconia-based compounds are commonly used to develop metal-free restorations and dental implants. The consolidation of ceramics is usually carried out through powders by means of processes that require a lot of energy, as long processing times and high temperatures (over 1000oC) are required. New research is being developed in this field to reduce both energy consumption and processing time of ceramic powders. One of the most promising techniques for sintering ceramics is microwave heating technology. The main objective of this doctoral thesis is to obtain highly densified zirconia-alumina compounds by means of a non-conventional sintering technique, known as microwave technology. Specifically, the materials to be studied in this work are: 10Ce-TZP/Al2O3 and 3Y-TZP/Al2O3 (ATZ). After sintering, the materials are characterized in order to determine whether the final properties meet the mechanical requirements for their final applications, orthopaedics and / or dental. In addition, the wear resistance of sintered composites has been studied to test their durability. Finally, hydrothermal degradation at low temperature has been investigated, the process of which consists in the spontaneous phase transformation of the zirconia, leading to an ageing of the material. The results of this work indicate that zirconia-alumina composites can be consolidated by means of microwave technology, obtaining materials with mechanical properties comparable to those obtained by conventional methods. In addition, the wear resistance of these composites is also of the same order of magnitude for both sintering techniques. Regarding hydrothermal degradation at low temperature, the results obtained suggest that the samples consolidated by microwave have a higher resistance to degradation (for composite ATZ), while for composite 10Ce-TZP/Al2O3, no significant aging is observed for any of the samples. This is a consequence of the addition of ceria as a tetragonal phase stabilizer of zirconia, increasing the resistance of hydrothermal degradation at low temperature. In short, microwave sintering has proven to be an exceptional alternative for sintering zirconia-alumina compounds, due to the fine microstructure and the exceptional mechanical properties of the resulting materials. In addition, this technology requires lower sintering temperatures and residence times than conventional sintering, which leads to a reduction in energy costs and processing times and, consequently, the microwave heating technique has a lower environmental impact.
A la Generalitat Valenciana, por la concesión del proyecto PROMETEO para grupos de excelencia (PROMETEO/2016/040), del cual ha sido financiado mi contrato predoctoral para la realización de esta Tesis Doctoral.
Gil Flores, L. (2020). DISEÑO Y DESARROLLO DE BIOCERÁMICAS BASE CIRCONA OBTENIDAS MEDIANTE TECNOLOGÍA DE MICROONDAS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/141086
TESIS

El impacto medioambiental ocasionado durante las últimas décadas por el sector de la construcción, teniendo en cuenta tanto la elevada utilización de recursos naturales como la generación de grandes volúmenes de residuos, ha fomentado el interés de dicho sector por el conocimiento y uso de los hormigones reciclados. Este tipo de material proporciona una alternativa capaz de solventar los dos costes ecológicos mencionados anteriormente, ya que el uso de residuos de construcción y demolición en la elaboración de nuevos hormigones disminuye las necesidades de deposición en el medio de dicho flujo residual, así como también reduce la demanda de nuevas extracciones. En el presente estudio se muestran las diferencias de comportamiento existentes entre un hormigón convencional (realizado con árido 100% natural) y un hormigón reciclado (50% del árido grueso natural se ha sustituido por árido reciclado mixto) cuando estos son utilizados en el sector agroganadero. Este tipo de ambientes son muy exigentes con los materiales constructivos, ya que la presencia de ácidos orgánicos generados por los efluentes del material ensilado y las excreciones de los animales junto con la abrasión mecánica ejercida por los animales y la maquinaria, ocasionan un alto nivel de degradación. Para este ensayo, se ha utilizado un equipo de ensayo de degradación acelerada implementado en la Universidad de Gante (Bélgica), el cual somete las probetas cilíndricas de hormigón (230mm de diámetro y 70mm de alto) a ciclos de degradación. En cada ciclo, las probetas están rotando durante 7 días, alternando de este modo su contacto con la solución ácida y con el aire. La solución ácida es una mezcla de base acuosa donde se incorporan ácido láctico y ácido acético, con una concentración de 30g/l. Tras este periodo, se aplica un barrido sobre la superficie de las probetas, el cual simula el desgaste mecánico. Un sistema de medición laser, permite posteriormente cuantificar la disminución de radio experimentada por las probetas, y de este modo la resistencia de los distintos materiales frente a este tipo de degradación.Los resultados alcanzados muestran como el hormigón reciclado presenta una mayor resistencia a los ataques ácidos y mecánicos que pueden darse en un ambiente ganadero. La justificación de este comportamiento se encuentra en el efecto que ejerce el material cerámico sobre la red porosa del hormigón, modificando la cantidad de agua libre presente en la pasta de hormigón durante el amasado.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.6557