DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
Av. B. O'Higgins 3363 - Santiago - Chile
BOLETIN DE LA SOCIEDAD CHILENA DE METALURGIA Y MATERIALES Nº2 (1999).
DIRECTIVA DE LA SOCIEDAD
Presidente
RODRIGO PALMA
Vicepresidente
HERNAN CONTRERAS
Secretario
MANUEL CABRERA
Tesorero
OSCAR BUSTOS
Directores
VICTOR VERGARA
SERGIO MARTÍNEZ
JAIME LISBOA
Editora
STELLA ORDOÑEZ
Secretaría Administrativa
Depto. Ingeniería Mecánica
UNIVERSIDAD DE CHILE
Beauchef 1225
Fono: 6896057
Santiago - Chile
INDICE
CENTROS DE INVESTIGACIÓN EN METALURGIA Y MATERIALES
La Sociedad Chilena de Metalurgia y Materiales, creada hace pocos años, tiene en sus estatutos ambiciosos objetivos; entre ellos, fomentar la innovación científica y tecnológica; mejorar recursos humanos en el área; contribuir al intercambio de información entre los sectores industrial, académico, educacional e ingenieril; divulgar el conocimiento; etc. Tal vez el más importante es servir como punto de encuentro entre universidades, centros de investigación, organismos de gobierno e industrias.
En la línea de lo anterior, desde nuestro último número se han realizado actividades que gradual y sostenidamente van cumpliendo estas grandes aspiraciones.
Este segundo boletín incorpora secciones que serán permanentes, tales como:
La sociedad está compuesta principalmente por académicos e investigadores, pero anhelamos la incorporación de empresas o instituciones en calidad de socios. Esta sería la estructura ideal para su real fortalecimiento y, como consecuencia, contribuir al desarrollo de nuestro país, objetivo final de nuestro quehacer.
Congresos y Reuniones Científicas a desarrollarse en el próximo período
1. 2nd INTERNATIONAL ALLOY CONFERENCE (IAC-2) AUGUST 8-13, 1999 DAVOS, SWITZERLAND
Comité organizador: A. Gonis, P.E.A. Turchy, K. Rajan A. Meike. Lawrence Livermore National Laboratory. P.O. Box 808, L-353 LLNL, Livermore CA 94551
Teléfono: 1-925-422-7150 - Fax: 1-925-423-7040
e-mail: gonis1@llnl.gov Web site: http://www.engfnd.org
2. ADVANCES IN OPTICS FOR BIOTECHNOLOGY, MEDICINE AND SURGERY
SEPTEMBER 19-24, 1999, BARGA, ITALY
e-mail: engfnd@aol.com Web site: http://www.engfnd.org
3. SUPERCRITICAL FLUIDS IN MATERIALS PROCESSING AND SYNTHESIS
SEPTEMBER 26-OCTOBER , 1999, DAVOS, SWITZERLAND
e-mail: engfnd@aol.com Web site: http://www.engfnd.org
4. 2nd INTERNATIONAL LATINAMERICAN CONFERENCE ON POWDER TECHNOLOGY PTECH'99 Foz do Iguaçu - Brazil in November 10 - 12, 1999.
Presidente comité organizador: Dr. Lucio Salgado
Secretaría e-mail: ptech99@net.ipen.br
Fono: +55 11 268 7101 Fax: +55 11 268 428
5. IV CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERÍA MECÁNICA CIDIM '99.
23 - 26 DE NOVIEMBRE DE 1999, UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE.
Presidente comité organizador: Mario F. Letelier
Teléfono: 56-2-681 8027 - Fax: 56-2-681 2292
e-mail: cidim99@lauca.usach.cl Web site: http://lauca.usach.cl/~cidim99/
6. SINTERING SCIENCE & TECHNOLOGY BEYOND 2000 AD (7ª International Conference on Sintering), NEW DELHI, FEBRUARY 22 TO 25, 2000
Presidente comité organizador: Prof Dr. G. S. Upadhhyaya. Departament of Materialss & Metallurgical Engineering, Indian Institute of Technology, Kanpur 208 016, INDIA.
Telefono: 91-512-597624/598559 - Fax: 91-512-590260/590007.- e-mail: gsu@iitk.ac.in
7. CONGRESO NACIONAL DE METALURGIA Y MATERIALES XI. LA SERENA-CHILE. CONAMET 2000 UNIV. DE LA SERENA, 9-11 DE AGOSTO DEL 2000
Presidente comité organizador: Dr. Ricardo Castillo
Secretaría e-mail: conamet@elqui.cic.userena.cl
Entrega resúmenes: hasta el 30 de Noviembre de 1999 (300 palabras)
Entrega de trabajos corregidos hasta el 31 de Mayo del 2000
8. CONGRESO IBEROAMERICANO DE METALURGIA Y MATERIALES IBEROMET V
BARCELONA, MAYO DEL 2000.
Académicos de la Universidad de Chile se adjudican Proyecto FONDAP en Ciencia de Materiales
El concurso FONDAP 1999 aprobó el proyecto "Centro para la investigación interdisciplinaria avanzada en ciencias de materiales'', presentado por cinco investigadores de la Universidad de Chile (José Luis Arias, Víctor Fuenzalida, Fernando Lund, Raúl Quijada y Eugenia Spodine) y uno de la Universidad de Santiago de Chile (Francisco Melo). Este Centro estará organizado en torno a seis áreas temáticas, cada una de ellas a cargo de un Investigador Responsable. Ellas son: Materiales Biocerámicos (Arias); Películas e Interfaces Cerámicas (Fuenzalida); Teoría de Materiales (Lund); Materiales lejos del Equilibrio (Melo); Nuevos Materiales con Propiedades Catalíticas (Quijada), Nuevos Materiales Magnéticos (Spodine). Cada área temática está organizada en torna a varias subáreas, con 50 personas, investigadores y estudiantes, involucradas directamente en la iniciación de las actividades, y se anticipa una fuerte colaboración interárea.
La misión declarada del nuevo Centro, cuyo Director es F. Lund y Sub-Director R. Quijada, es la realización de investigación científica básica y entrenamiento de estudiantes de postgrado en ciencias de materiales, al más alto nivel de excelencia. Su énfasis está en la actividad experimental en el laboratorio. Los organizadores esperan transformar este Centro en una institución de clase mundial en un horizonte de diez años. Las fuertes restricciones presupuestarias establecidas por la convocatoria a concurso obligaron a los organizadores a focalizar su propuesta en un número pequeño de temas. Esto la diferencia de los grandes Centros de los países industrializados. Por otro lado, la cohesión lograda entre los distintos grupos le permitió enfrentar con éxito un proceso de evaluación extremadamente exigente.
Sin duda que este nuevo Centro es sólo un inicio que tendrá un efecto multiplicador muy importante, potenciando la actividad en todas las áreas de las Ciencias de Materiales que se desarrollan en Chile y estimulando también la creación de nuevos ámbitos de acción.
Acuerdo entre "Asociación Argentina de Materiales SAM y Sociedad Chilena de Metalurgia y Materiales-SChMM"
Recientemente, el pasado 5 de junio de 1999, en la ciudad de Rafaela - Provincia de Santa Fé - República Argentina, con ocasión de las Jornadas SAM'99 se sentaron las base para constituir la "CLAM": Confederación Latinoamericana de Asociaciones de Materiales.
En la reunión realizada en Rafaela, participó en esta iniciativa y en representación de la SChMM, el Secretario Sr. Manuel Cabrera C. Por parte de SAM participaron: el presidente en uso Sr. Jorge Furgeas, el ex presidente Sr. Lucio Iurman, el presidente de las Jornadas SAM'99 y el asociado de la SAM Sr. Roberto Koropecki.
El acuerdo logrado permitirá formalizar la constitución de la "CLAM" en las próximas Jornadas SAM'2000. Esta agrupación Latinoamericana permitirá la vinculación e integración de las distintas asociaciones nacionales a objeto de lograr al menos algunos beneficios que a todas luces ya se ven muy promisorios, como los que se destacan a continuación:
En esta sección se presentan artículos de difusión e interés general en el campo de la Ciencia e Ingeniería de Materiales y Metalurgia.
Forjadores de una nueva ciencia: Edgar C. Bain
Siendo el objetivo de este artículo, un recuento de las contribuciones de Bain a la metalurgia, en lugar de un relato de la historia de su vida, existen sin embargo, algunos rasgos biográficos relevantes que han tenido una influencia directa sobre su trabajo científico y que son de utilidad darlos a conocer al lector.
Edgar Bain inició su carrera como químico. Después de su graduación como Ing. Químico en la Universidad estatal de Ohio, comenzó a ejercer su profesión al Servicio del Gobierno, primero con el U.S. Geological Survey y finalmente con el U.S. Bureau of Standards. Luego retornó a la Universidad Estatal de Ohio para proseguir estudios de graduados, siguiendo un breve período de intensos estudios en la Universidad de Columbia con el profesor William Campbell. Su creciente interés por la Metalurgia lo llevó a ejercer el cargo de instructor en Metalografía y Pirometría en la Universidad de Wisconsin.
A la edad de 27 años, una vez finalizada la guerra, reanudó sus investigaciones metalúrgicas en la General Electric. En esta compañía junto con Zay Jeffries y Albert Hull se inició en el campo de la difracción de Rayos X y del análisis cristalográfico de los metales. Esta nueva dirección en sus trabajos lo llevó al campo de la Física.
En 1923 se incorporó como investigador metalurgista a la Atlas Steel Corporation en donde comienza su larga y fructífera asociación con Marcus Grossmann. Entre los años 1928-1930 Bain formó parte de varios grupos de investigación en diferentes compañías y Laboratorios teniendo la oportunidad de conocer y trabajar con profesionales como J.R. Vilella, E. S. Davenport.
En 1935 Bain fue llamado a la U.S. Steel para ocupar el puesto de Assistent del Vicepresidente, marcando esto el fin de su carrera como investigador de laboratorio. A los 15 años de su primera publicación, su reputación era conocida en todo el mundo y había recibido honores y premios que continuaron por muchos años más. Aún después que él dejó el Laboratorio continúo haciendo contribuciones tanto a la tecnología como a los mandos directivos.
Bain poseía una cualidad no muy común, la de una feliz combinación de "pensador" y "realizador". Sus conocimientos de Química y Física lo ayudaron en la planificación de muchas investigaciones y se podría decir que fue el primero de los "modernos" metalurgistas interdisciplinarios.
Esto lo posibilitó para interpretar los resultados de sus estudios de tal forma que ellos son completamente consistentes con las ideas que existen en la actualidad.
De un modo más específico, Bain reconoció la necesidad del control cuidadoso de todas las variables experimentales y de la necesidad de cambiar una variable a la vez. Fue experto en la formulación de hipótesis y en sugerir explicaciones que luego los llevaba a un ensayo de experimento crítico. También prefería estudiar sistemas amplios en lugar de casos individuales, siendo un buen ejemplo sus trabajos sobre los efectos de los elementos aleantes en las propiedades de los aceros.
El vio más claro que muchos, la necesidad de tomar el tiempo como variable significativa, lo que lo llevó eventualmente a la realización de su trabajo de mayor importancia "El estudio de la velocidad de descomposición isotérmica de la austenita". Como experimentalista fue ingenioso para obtener resultados significativos con equipos muy simples como por ejemplo el uso del dilatómetro de temple en los estudios de la descomposición de la austenita.
No tenía miedo a las discusiones y fue firme en la defensa de sus puntos de vista, sin tener inconvenientes en cambiar pensamientos tradicionales si poseía buenas razones para hacerlo y se le podría llamar "el campeón de la Metalurgia no Tradicional".
Para ilustrar algunas de sus contribuciones se ha optado por agruparlas en campos amplios en lugar de discutirlas en orden cronológico.
Contribución al estudio de Rayos X
Sus primeras publicaciones se refieren al entonces, nuevo campo del análisis cristalino de los metales con rayos X. Para apreciar la importancia de sus trabajos, hay que recordar que en los años 1920 existía una gran ignorancia y confusión en lo referente a la naturaleza de las soluciones sólidas.
Había una tendencia a considerar que toda la materia estaba constituida de moléculas en lugar de átomos. Existía también mucha discusión respecto a la pregunta ¿Qué es un acero?.
En esta publicación (1921) presentó la primera evidencia experimental que las soluciones sólidas era esencialmente un simple reemplazo de átomos de solvente por átomos de soluto. También obtuvo las primeras indicaciones de la reacción orden-desorden y de las super-redes aunque su significación sólo tuvo real importancia mucho después.
Una investigación en la cual los datos obtenidos por rayos X jugaron un rol importante, fue sobre las causas del endurecimiento al rojo en los aceros de herramientas. El objetivo específico fue determinar la causa del incremento de dureza en los aceros que contienen alrededor de 20% de W cuando son revenidos en el rango de 540 - 600ºC. A pesar que este efecto era usado en forma empírica para producir aceros rápidos, su naturaleza no era entendida. Bain y Jeffries usando datos de rayos X para determinar la forma alotrópica del acero y su contenido de carbono alcanzó las siguientes conclusiones:
"La causa de la dureza al rojo de los aceros rápidos puede ser establecida como sigue: los cambios que producen el ablandamiento de la martensita en los aceros al carbono son el crecimiento de los granos de ferrita y el crecimiento de las partículas de carburos por encima de un tamaño crítico. Cambios similares se producen en los aceros rápidos sólo a la temperatura correspondiente al color rojo. Las razones sobresalientes para la retención; a esta temperatura, de granos finos de ferrita en los aceros rápidos, son el aumento de la resistencia al crecimiento debido a los elementos en dispersión atómica dentro de la ferrita y a la gran presencia obstructiva de las partículas de carburos. Las razones para la retención de las partículas de carburos de tamaño crítico eran la gran estabilidad de los carburos de Fe y W, y el gran tamaño de los átomos de W. El carburo doble es un componente intermetálico que se forma en la cristalización.
La formación de una partícula de este carburo, por lo tanto, requiere un número de átomos de W que deben ser suministrados por difusión a través de la red de la ferrita. La precipitación y crecimiento del carburo doble en los aceros rápidos templados a la temperatura del rojo, es así de algún modo, comparable a la precipitación y crecimiento de la cementita, en los aceros al carbono templados, por debajo de 300ºC".
Las ideas presentadas aquí, con ligeras modificaciones, son todavía las usadas para explicar este fenómeno.
En 1930, Bain y Aborn hicieron una gran contribución al conocimiento de los aceros inoxidables Cr - Ni, principalmente en lo que se refiere a la corrosión intergranular. Demostraron que dicha corrosión se debía a la precipitación, en los bordes de los granos, de carburos ricos en Cr, produciéndose un empobrecimiento local de dicho elemento en estas regiones, lo que hacía a estos bordes de granos más susceptibles al ataque corrosivo. Además, indicaron algunos posibles medios por los cuales se podía prevenir o remediar este efecto.
Uno de ellos fue tener aceros con bajos contenidos en Carbono. Otro fue precipitar los carburos a una temperatura tal que la difusión del cromo fuera lo suficientemente rápida para restaurar las áreas empobrecidas y un tercer medio fue formar un carburo estable con algún otro elemento diferente del Cr, sugiriendo que este elemento podría ser el Titanio con lo que se lograba la estabilización del acero.
La transformación de la Austenita
Una de las mayores controversias de la década del 20 se centraba en la región de los "aceros" del diagrama Fe - C y las reacciones en el acero durante su enfriamiento. Hoy día mirando hacia atrás, está claro que ninguna persona entendía con certeza qué era lo que verdaderamente sucedía cuando un acero se enfriaba desde el rango de temperatura austenítica a temperaturas algo más bajas. Bain, por supuesto, estuvo envuelto en estos debates, al principio en forma indirecta y más tarde directamente contribuyendo grandemente a la solución correcta de este problema general.
Por ejemplo, él investigó la estructura de la austenita y la forma de la celdilla unitaria de la martensita. También mostró que la cantidad de austenita retenida en el acero, aumentaba a medida que la severidad del temple disminuía y
Este trabajo se realizó en un acero al Ni (20%) que contenía diferentes cantidades de carbono. La cantidad de austenita retenida fue determinada mediante mediciones magnéticas y espectroscópicas con rayos X. Se comprobó que una muestra templada en aceite presentaba una mayor cantidad de austenita retenida que una muestra templada en agua. Bain no pretendió un entendimiento completo del fenómeno pero aportó ciertos pensamientos acerca de él.
Bain reconoció que la martensita era una solución sólida y no necesariamente una fase intermedia en la secuencia de transformación como era la creencia general de la época.
Con la aparición del ahora considerado "paper clásico" de Bain y Davenport sobre la transformación de la austenita a temperaturas subcríticas constantes, se pudo aclarar el pensamiento metalúrgico sobre esta materia. Utilizando la técnica que había sido desarrollada por Bain y Waving, de colocar una muestra delgada en un dilatómetro y siguiendo el cambio en longitud cuando el conjunto era templado desde alta temperatura en un baño de plomo mantenido a temperatura constante, midieron el tiempo requerido para la transformación de la Austenita sobre un amplio rango de temperaturas.
A partir de este trabajo, los autores propusieron la adición de un factor tiempo al diagrama Fe - C. El resultado de esto fueron los famosos diagramas que primeramente recibieron el nombre de Curvas de la S y que hoy día conocemos como los diagramas Tiempo - Temperatura - Transformación.
Con estos datos a la mano fue posible, entre otras cosas, sugerir un conjunto de nuevos nombres para los productos de la descomposición de la austenita y de la Martensita ya que los antiguos nombres eran muy confusos debido a la similitud microscópica. Por ejemplo, se cambió el nombre de Troostita por Bainita, esto fue realizado en el año 1934, pero los nombres Troostita y Sorbita tomaron varios años en caer en desuso y muchas de las autoridades de la época se resistieron fuertemente al cambio.
Tamaño de Grano Austenítico
En uno de sus primeros trabajos, Bain puntualizó que: a menor tamaño de grano, más rápida es la transformación a perlita fina. Por lo tanto el tamaño de grano efectivo parece ser el factor más importante que influye sobre la templabilidad del acero. Esto llevó al mejoramiento de los medios para revelar el tamaño del grano austenítico y a su medición con mayor facilidad y exactitud. Un buen resumen de este trabajo fue publicado en 1938 en el "Journal of the Iron an Steel Institute."
En la época en que dejó el laboratorio, Bain disponía de una gran cantidad de información sobre los efectos de los elementos aleantes en los aceros, en el equilibrio y en las velocidades de transformación. Él estaba, por lo tanto, en condiciones de organizar y generalizar mucho de esta información para dar un cuadro claro, conciso, y sorprendentemente exacto del rol de los elementos aleantes en el acero.
Esto lo realizó en cinco clases dictadas en la reunión de la ASM en Chicago en 1939. Luego fue publicado en forma de libro con el título Function of Alloying Elements in Steel, y en el año 1961, apareció una edición realizada siendo todavía un trabajo estándar en este campo.
Bain continúo contribuyendo a la literatura metalúrgica a través de una serie de clases, charlas y artículos en revistas, siendo su paper sobre la estructura y templabilidad del acero, en 1963 un ejemplo de esto último.
Edgar Collins Bain murió el 27 de noviembre de 1971 a la edad de 80 años.
Nota.- Extractado y adaptado del artículo "Historical Account of the contributions of E.C. Bain", publicado en la revista Metallurgical Transactions de mayo de 1972, pág. 1035; por el Profesor Raúl Ramírez S. del Departamento de Metalurgia (USACH)
Estructura de un acero con 30% Ni mostrando Placas de Martensita
CENTROS DE INVESTIGACIÓN EN METALURGIA Y MATERIALES
ÁREA CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
FUNDICIÓN Y SOLIDIFICACIÓN
Dr. Oscar Bustos C. email: obustos@lauca.usach.cl
Dr. Rodolfo Mannheim C. email: rmannhei@lauca.usacch.cl
SINTERIZACIÓN Y PULVIMETALURGIA
Dr. Vicente Martínez Z. email: vdpmarti@lauca.usach.cl
Dr. Jorge Garín C. email: jgarin@lauca.usach.cl
Dra. Stella Ordoñez H. email: sordonez@lauca.usach.cl
ÁREA CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
TRATAMIENTOS TÉRMICOS Y TRANSFORMACIONES DE FASES
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Ing. Raúl Ramírez S. email: murrutia@lauca.usach.cl
PROPIEDADES MECÁNICAS Y ENSAYOS MECÁNICOS
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HIDROMETALURGIA Y EXTRACCIÓN POR SOLVENTES
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ELECTROMETALURGIA Y CORROSIÓN
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Mag. Cristian Vargas Riquelme email: cvargas@lauca.usach.cl
PIROMETALURGIA
Mag. René Bustamante Moreno email: rbustama@lauca.usach.cl
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POSTGRADO
DOCTORADO EN CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
ÁREAS DE INVESTIGACIÓN
MAGISTER EN CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
MENCIONES: Metalurgia Extractiva y Ciencia e Ingeniería de Materiales
ÁREAS DE INVESTIGACIÓN
POSTÍTULO EN CONTROL Y PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
ASIGNATURAS
POLI_[ETILENO]: Poli_ -[CH2-CH2]-
 |
Polimerizado a partir del monómero etileno,
cuyas propiedades son función del proceso y condiciones
de fabricación. Adicionalmente las propiedades dependen
fuertemente del PESO MOLECULAR (medio) del polímero
(largo de cada cadena ó cantidad de unidades básicas de
etileno en las cadenas) y del nivel de RAMIFICACIONES
de la cadena principal. Por otra parte el GRADO DE CRISTALINIDAD (ordenada u Orientada VERSUS parte Amorfo) aumenta el módulo del material. |
El PE puede ser reciclado y se le ha asignado el número 4. Las propiedades del PE están fuertemente afectadas por la cristalinidad y el peso molecular.
Módulo, MPa |
Resistencia, MPa |
Densidad, g/cm3 |
Máx. Temp, ºC |
|
| LINEAL | 700-1400 |
18-35 |
0.94-0.96 |
70 |
| RAMIFICADO | 200-500 |
8-23 |
0.914-0.925 |
60 |
CLASIFICACIÓN |
|||||||
Norma ASTM D1248 |
Norma BS |
PESO MOLECULAR |
|||||
| PE tipo I | LDPE | 0.910-0.925 | LDPE | 0.910-0.930 | HMW-PE |
UHMW-PE |
|
| PE tipo II | MDPE | 0.926-0.940 | MDPE | 0.931-0.944 | 200.000 a 500.000 |
>500.000 a 8.000.000 |
|
| PE tipo III | HDPE | 0.941-0.959 | HDPE | >0.945 | |||
| PE tipo IV | HDPE | 0.96-mayor | |||||