Optimisation des paramètres d'un processus de forge à chaud d'un acier à haute résistance

Le comportement d’un acier à haute résistance lors d’un processus de forge à chaud a été étudié para des essais de compression uniaxiale à haute température sur une large gamme de vitesse de déformation. Pour déterminer les zones optimales de déformations et les zones d’instabilité plastique, nous avons utilisé des cartes de processus basées surPeer ReviewedPostprint (published version

Exergetic optimisation of a solar energy installation

This paper deals with the Exergetic optimisation stutdy of the PCM’s slabs- Solar Energy Storage Tank (SEST). Both melting temperature and the maximum power output taking into account the phase change process are determined.Peer ReviewedPostprint (published version

Hot working behaviour and processing maps of duplex cast steel

In this paper the hot working behaviour of medium carbon duplex cast steel is studied using uniaxial hot compression tests over a temperature range varying from 700 °C to 1 000 °C and at different strain rates ranging from 10–4 to 10–1 s–1. A model based on a variant of a dynamic materials model was employed to construct processing maps. These maps delineate the safe and unsafe domains. The safe domains, associated with dynamic recrystallization and dynamic recovery, can be chosen to optimize the hot workability of the studied material. Whereas, the unsafe domain is to be avoided because it is associated with plastic deformation instabilities. The domain associated with dynamic recrystallization is centred at 1000 °C and 10–4 s–1 with a peak energy dissipation efficiency of about 40%, while the domain associated with dynamic recovery is centred at 700 °C and 10–4 s–1 with a peak energy dissipation efficiency of about 27%. The unsafe hot working domain, spread over the entire temperature range and moderate to high strain rates, predicts the appearance of flow instabilities, in the form of shear bands and intergranular cracks. To validate the obtained results, microstructural observations corresponding to different processing conditions are presented.The authors are grateful for the financial support received from the CICYT (Spain) through the research project DPI2016-80077-R.Peer ReviewedPostprint (published version

Aplicación de los mapas de procesado en la optimización de los parámetros de un proceso de conformado en caliente. I parte. Revisión teórica

Los procesos de conformado en caliente de materiales constituyen un paso muy importante en la fabricación de los componentes mecánicos. Durante siglos estos procesos fueron utilizados para dar a los metales la forma deseada. Hoy en día, sin embargo, la deformación en caliente no sólo proporciona la geometría deseada sino las características mecánicas y microestructurales necesarias mediante un adecuado diseño del proceso de termoconformado. En el presente trabajo se presentan, a modo de revisión, las características generales del llamadoThe hot working processes constitute an important step in the manufacture of components for engineering applications. In the past, the mechanical processing have been used to impart a shape to the engineering materials. More recently, however, the hot working processes are used not only to achieve the required shape but also to impart desirable mechanical and microstructural characteristics by an adequate design of the thermomechanical process. The aim of the present paper is to summarize the general characteristics of the Dynamic Materials Model. In this model, the workpiece material under hot working conditions is considered to be a dissipator of power. Also, the extreme principies of irreversible thermodynamics applied to large plástic flow are decribed to develop a continuum criterion capable to predict the metallurgical instabilities in a hot worked material.Peer ReviewedPostprint (published version

Estudio comparativo del conformado en caliente de un acero microaleado usando criterios termodinámicos continuos y criterios fenomenológicos

En las últimas décadas, los mapas de procesado han sido ampliamente utilizados para diseñar, controlar y optimizar los procesos de conformado en caliente. En el presente trabajo, se presenta un estudio comparativo entre mapas de procesado elaborados usando criterios termodinámicos continuos y criterios fenomenológicos. Por ello, se llevaron a cabo ensayos de compresión en caliente en el rango de temperaturas 900 - 1150 °C y de velocidades de deformación =10-4 - 10 s-1. El comportamiento en caliente del acero estudiado ha sido estudiado analizando las curvas de fluencia y la interacción entre el comportamiento microestructural y los parámetros de control del proceso de deformación. El estudio comparativo de los mapas de procesado muestra la diferencia entre las posiciones de los distintos dominios de deformación plástica, según el criterio de inestabilidad usado. Además, el análisis de dichos mapas indica que el acero estudiado no sufre ningún tipo de inestabilidad plástica. Sin embargo, los mapas correspondientes a la deformación¿¿ = 0,6 revelan la existencia de un dominio de recristalización dinámica, considerado como el dominio más eficiente dentro de la región segura de procesado. Este dominio está centrado a 1150 ºC y 10 s-1.Postprint (published version

Virtual human hand: grasps and fingertip deformation

The objective of this paper is to simulate the human hand when grasping an object, considering the angles of the finger joints and the fingertip deformation. To study the grasp of an object used in activities of daily life (ADL) we focus on the equations given by grasps with force-closure. In this paper we address several topics and study grasping holistically, including power and precision grasping, the position of the finger and joint angles, fingertip deformation and fingertip forces (normal and frictional forces), and assess ho wall these features combine to perform a complete grasping action. Conclusions: We describe the strategy used to solve the problem of calculating the force when grasping with five fingers; the same strategy is used in both power and precision grasps.Peer ReviewedPostprint (published version

Diseño y automatización de un horno de nitruración gaseosa

La nitruración es un proceso termoquímico ampliamente usado en la industria de componentes mecánicos fabricados en acero para mejorar sus propiedades mecánicas superficiales y su resistencia al desgaste a la corrosión y a la fatiga. En las últimas décadas, varios intentos se llevaron a cabo para automatizar el control de los hornos de nitruración para mejorar sus prestaciones minimizando la intervención del factor humano. El principal objetivo de este trabajo es presentar el diseño de un prototipo de un horno vertical de nitruración gaseosa en atmosfera controlada y su automatización. El diseño de la automatización se realiza con las herramientas de diseño estándar según IEC 1131 para automatismos GRAFCET y GEMMA. La automatización del proceso secuencial de nitruración gaseosa es proyectada con la ayuda de un bloque de sensores analógicos, que miden el porcentaje de concentración residual de hidrogeno y oxigeno en la disociación del amoniaco y la temperatura de la retorta del horno, y de un sistema de electroválvulas y caudalímetros. Las entradas y salidas de señal analógica y digital son controladas por un Autómata Programable Industrial (PLC). Se expone el diseño y soluciones previstas desde el punto de vista mecánico, térmico, eléctrico y digital.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Aproximación al control de la microestructura de dos aceros microaleados con contenido medio de carbono en condiciones de conformado en caliente

El objetivo principal de este trabajo es estudiar el comportamiento a fluencia de dos aceros microaleados de contenido medio de carbono, en condiciones de conformado en caliente analizando su evolución microstructural a través de la dependencia del tamaño de grano recristalizado (Drec) con el parámetro de Zener-Hollomon, Z. Se observó que esta dependencia muestra un comportamiento bimodal asociado a la transición entre la recristalización dinámica cíclica y de pico simple. También, se ha observado que la variación del Drec normalizado por el vector de Burgers (b) con la tensión de estado estable sss a su vez normalizada por el modulo de cizalladura (m) exhibe el mismo comportamiento bimodal arriba mencionado. Debido a la complejidad de los dos aceros estudiados, el tamaño de grano recristalizado no se ajusta a la ecuación universal de Derby. Para explicar este comportamiento cabe pensar en el efecto de los precipitados y de la microestructura inicial sobre el tamaño de grano recristalizado. The main aim of the present investigation was to study the flow behaviour of two medium carbon microalloyed steels under hot forming conditions, and to analyse their microstructural evolution. The dependence of recrystallized grain size (Drec) on the Zener-Hollomon parameter Z shows a bimodal behaviour with transition from single to cyclic dynamic recrystallization. We also observed that the variation of Drec normalized by the Burgers vector (b) with the steady state stress sss normalized by shear modulus (m) shows the same bimodal behaviour cited above. The Derby’s universal equation reported in the literature for recrystallized grain sizes was not followed; it seems that the presence of fine precipitated particles has a clear effect on this disagreementPeer ReviewedPostprint (published version

Influencia del nitruro de aluminio en el crecimiento anormal de grano de aceros microaleados

Tras una breve revisión de los conceptos y teorías involucradas en el control del crecimiento de grano por partículas de segunda fase, se efectúa un estudio del mismo en un acero microaleado con contenido medio de carbono con dos niveles de nitruro de aluminio. Se propone un sistema de estudio de las distribuciones de tamaño de grano tendente a poder detectar la presencia de crecimiento anormal de grano. De este modo, se construyen mapas de crecimiento anormal-tiempo-temperatura que, correlacionados con las teóricas fracciones de volumen de los precipitados presentes, permiten comprobar que la disolución del nitruro de aluminio es la responsable fundamental de la aparición del crecimiento anormal de grano. También se muestra el efecto e importancia de la velocidad de calentamiento, ya que altas velocidades pueden producir una sobresaturación transitoria de precipitados que, al disolverse, pueden dar lugar a crecimiento de grano anormal. After a brief review about concepts and theories involved in control of grain growth by second phase particles, an experimental study of a médium carbón microalloyed steel with two levéis of AIN is carried out. A system to study the grain size distributions in order to detect the abnormal grain growth is proposed. Results permit to plot a map of abnormal grain growth-time-temperature. The abnormal grain growth is derived to be due to the AIN dissolution by correlating the above maps with the theoretical volume fraction of precipitates. The importance and effect of the heating rate is also shown: high heating rates can produce a transient oversaturation that can lead to abnormal growing during the dissolution.Peer ReviewedPostprint (published version

Aplicación de los mapas de procesado en la optimización de los parámetros de un proceso de conformado en caliente. Parte II. Mapas de procesado de un acero microaleado con un contenido medio de carbono

En la I parte de este trabajo, se presentó, a modo de revisión, las características generales del llamado Modelo Dinámico de Materiales mediante el cual se determinan los mapas de procesado. En esta II parte, siguiendo la metodología descrita en la I parte, se desarrollan los mapas de procesado de un acero microaleado de contenido medio de carbono en el intervalo de temperaturas 900-1.150 °C y de velocidades de deformación ¿ = 10-4-10 s-1. El análisis de los mapas indica que el acero estudiado sufre recristalización dinámica, con un máximo de eficiencia del 33 %, en el dominio situado a 1.150 °C y 10 s-1 y restauración dinámica en el entorno de 900 °C y 0,1 s-1. Part 1 of this work presents a revisión of the general characteristics of the so called dynamic materials model on which processing maps are developed. In this part following the methodology described in part 1, processing maps of a microalloyed médium carbón steel are developed over a temperature range varying from 900 to 1.150 °C at different true strain rates ranging from 10-4 to 10 s-1. The analysis of these maps revealed a domain of dynamic recrystallization centred at about 1.150 °C and strain rate 10 s-1 and a domain of dynamic recovery centred at 900 °C and 0,1 s-1.Peer ReviewedPostprint (published version