Fabricación y Caracterización de Aleaciones WC-Co-Cr con WC Nanométricos y Bimodales por Molienda Mecánica

Cermets or composite materials are composed of ceramic and metal materials. The metal acts as a binder to protect the brittleness of the ceramic which provide resistance. Tungsten carbide (WC) is the most commonly used cermet in a wide range of industrial applications due to its high hardness, toughness, and wear resistance (including sliding, abrasion and erosion). The development and study of this material at nanometric level has resulted from the rapid technological progress and the need on further improving their properties. Materials with nanometric grain size have shown enhanced performance compared to conventional materials with micrometric grain size. Mechanical milling is a versatile technique for processing these materials with different grain size. In the present study, four WC-Co-Cr alloys were prepared by mechanical milling, namely as: nano66, nano86, bimo66, and bimo86 with different WC size, nanometric and bimodal, and binder phase percentage (Co and Cr). The prefix nano indicates that the alloy is composed of nano-sized WC powders while bimo stands for a mixture of sub-micron (60%) and micrometric (40%) WC. The numbers 66 and 86 indicate the content of WC (in wt. %) in the alloy while the rest belongs to the binder-cobalt-chromium phase. The effect of the ball milling diameter and milling time was analyzed during the processing of the alloys with nanometric WC. After the sub-micrometric size was obtained, the WC particles were milled with Co and Cr. The microstructural characterization shows that sub-micrometric WC sizes were reached after 40 minutes of milling using balls of different size. Transmission electron microscopy corroborates in the sub-micrometric size of the WC. No additional phases were detected by XRD patterns of the milled alloys; however, the peaks of the nanosized WC crystals present a broadening as a result of crystal refinement and to the increase of microstrains of the powder particles. The results of differential scanning calorimetry DCS show that the bimo alloys have a higher transformation temperature than the nano alloys with 1340 and 1294 ° C respectively, which can directly affect the microstructure and properties when subjected to consolidation processes that handle temperatures similar to those mentioned.Los materiales denominados cermet, son materiales compuestos por una parte cerámica y una metálica. El metal actúa como aglutinante para proteger la fragilidad del cerámico el cual provee las propiedades de resistencia. Entre los materiales cermets más utilizados están los base carburo de tungsteno (WC) que se destacan por su alta dureza, tenacidad, y resistencia al desgaste por deslizamiento, abrasión y erosión haciéndolos populares en una gran gama de aplicaciones industriales. El avance de la tecnología y la necesidad de mejorar aún más las propiedades de estos materiales ha llevado al estudio y desarrollo de estos a niveles nanométricos. Los materiales con tamaño de grano nanométrico han mostrado un mejor desempeño que los convencionales de tamaño micrométrico. Una técnica muy versátil para la síntesis de este tipo de materiales es la molienda mecánica que permite obtener el material con diferente tamaño de grano. En el presente trabajo de tesis, se desarrollaron cuatro aleaciones de WCCo- Cr por molienda mecánica, denominadas como: nano66, nano86, bimo66 y bimo86, con diferente tamaño de WC, nanométrico y bimodal, y porcentaje de fase aglutinante (Co y Cr). El prefijo nano indica que la aleación está compuesta por polvos de WC con tamaño nanométrico mientras que el prefijo bimo indica una mezcla de polvos de WC submicrométricos (60%) y micrométricos (40%). Los números 66 y 86 indican el porcentaje en peso de WC contenido en la aleación y el resto pertenece a la fase aglutinante de cobalto-cromo. Durante el desarrollo de las aleaciones con WC nanométricos, se estudió el efecto de la carga de bolas y el tiempo de molienda. Una vez alcanzado el tamaño nanométrico del WC se procedió a moler estos carburos con el Co y el Cr. La caracterización microestructural muestra que los tamaños de nanométricos de WC se alcanzan a un tiempo de 40 minutos y usando bolas de diferente tamaño. Por medio de microscopia de transmisión, se corroboró la disminución de tamaño del carburo de tungsteno. Los patrones de XRD de las aleaciones no muestran la presencia de fases adicionales después de la molienda. Sin embargo, las aleaciones con granos de WC nanométricos presentan un ensanchamiento de los picos como resultado del refinamiento del tamaño de cristal y a un incremento de las microdeformaciones de las partículas de polvo. Los resultados de calorimetría diferencial de barrido DCS por sus siglas en inglés (Differential Scanning Calorimetry) muestran que las aleaciones bimo tienen una mayor temperatura de transformación que las nano con 1340 y 1294 °C respectivamente, lo que puede afectar directamente a la microestructura y propiedades al someterlos a procesos de consolidación que manejan temperaturas similares a las mencionadas

Effect of Retained Austenite and Non-Metallic Inclusions on the Mechanical Properties of Resistance Spot Welding Nuggets of Low-Alloy TRIP Steels

The combination of high strength and formability of transformation induced plasticity (TRIP) steels is interesting for the automotive industry. However, the poor weldability limits its industrial application. This paper shows the results of six low-alloy TRIP steels with di erent chemical composition which were studied in order to correlate retained austenite (RA) and non-metallic inclusions (NMI) with their resistance spot welded zones to their joints’ final mechanical properties. RA volume fractions were quantified by X-ray microdi raction ( SXRD) while the magnetic saturation technique was used to quantify NMI contents. Microstructural characterization and NMI of the base metals and spot welds were assessed using scanning electron microscopy (SEM). Weld nuggets macrostructures were identified using optical microscopy (OM). The lap-shear tensile test was used to determine the final mechanical properties of the welded joints. It was found that NMI content in the fusion zone (FZ) was higher than those in the base metal and heat a ected zone (HAZ). Whereas, traces of RA were found in the HAZ of highly alloyed TRIP steels. Lap-shear tensile test results showed that mechanical properties of spot welds were a ected by NMI contents, but in a major way by the decomposition of RA in the FZ and HAZ

Manufactura aditiva asistida por láser del nanocompuesto IN718/Al2O3 fabricado por molienda mecánica de alta energía para su aplicación en la industria aeroespacial

Metal matrix composites and nanocomposites, MMC and MMNC, respectively, are materials that exhibit attractive thermal and electrical characteristics, and excellent mechanical properties including strength, elastic modulus, wear resistance, and creep resistance. As a result, these materials are widely employed in aerospace, automotive, and nautical industries. MMC and MMNC can be synthesized via ex-situ or in-situ processes. In the ex-situ methods, the particles are synthesized separately before the composite is manufactured, whereas in the in-situ process the nanoparticles can be synthetized and dispersed homogeneously at the same time in the metallic matrix. High-energy mechanical milling and mechanofusion are effective techniques for producing MMC/MMNC with ceramic micro- or nanoparticles powder material in relatively large quantities. These compounds can be manufactured or functionalized by additive manufacturing techniques such as laser cladding, LC, which can be used to consolidate powder alloys layer-by-layer using a multi-axis machine, a laser source, and CAD/CAM software. Moreover, LC has the possibility to deposit several materials, including metals, ceramics, and metal-matrix composites on 2D and 3D surfaces and is able to fabricate functional parts with complex geometries and hollow structures with lower production costs and times. However, mechanical milled MMC/MMNC materials deposited by LC has been scarcely investigated. Therefore, the aims of this investigation are to produce the MMNC Inconel 718 with Al2O3 nanoparticles (5 wt.%) via high-energy ball milling and mechanofusion technologies, to deposit the nanocomposite fabricated by mechanical milling by LC evaluating the influence of the processing parameters and analyzed the effect of the ceramic nanoparticles addition on the characteristics and properties of laser clad single tracks. The nanocomposite was produced using a Simoloyer horizontal ball mill. Prior to the milling process, the powders were pre-mixed via sonication in ethanol and dried in oven. Once the MMNC was fabricated, the power material was consolidated by LC in the form of single tracks. Laser power, powder feed rate, scan speed, and duty cycle were the parameters investigated. The influence of these parameters was evaluated using the dilution, porosity, heat affected zone and width-height ratio as response variables. The results show that high-energy ball milling is an effective process to produce MMNC Inconel 718/Al2O3 powder. After 30 h of milling, the Al2O3 nanoparticles are homogeneously dispersed in the Inconel 718 powder metal matrix. Also, the nanocomposite particles reached a size, morphology and composition adequate for using the powder as raw material in different manufacturing techniques such as laser cladding. The analysis of the single tracks deposited by laser show that irrespective of the deposition parameters all tracks show minimal porosity, low dilution, heat affected zone, and good surface quality. The presence of Al2O3 nanoparticles in the IN718 matrix increases dilution and heat affected zone and promotes the formation of thicker and elongated dendrites inside the deposits because the ceramic nanoparticles concentrate the heat due to its low thermal conductivity. The use of high laser powers, scan speeds and feed rates allows to retain a greater amount of alumina within the deposits. However, this parameters combination continuous to cause Al, O, Ti and Cr segregation on the surface of the single tracks.Los compuestos y nanocompuestos de matriz metálica, CMM y NCMM, respectivamente, son materiales que muestran buenas características eléctricas y térmicas, además de excelentes propiedades mecánicas incluyendo módulo elástico, resistencia al desgaste y resistencia a la fluencia. Como resultado, estos materiales son ampliamente utilizados en la industria aeroespacial, automovilística y naval. Los CMM y NCMM pueden ser sintetizados por procesos in-situ o ex-situ. En los métodos ex-situ, las partículas se sintetizan por separado antes de fabricar el compuesto, mientras que en el proceso in-situ las nanopartículas se pueden sintetizar y dispersar de manera homogénea al mismo tiempo en la matriz metálica. La molienda mecánica de alta energía y la mecanofusión son técnicas efectivas para producir CMM y NCMM con micro o nanopartículas cerámicas en forma de polvo y en cantidades relativamente grandes. Estos compuestos pueden manufacturarse y/o funcionalizarse posteriormente por tecnologías de manufactura avanzada como laser cladding, LC, mediante la cual es posible consolidar aleaciones en polvo capa por capa utilizando una máquina multieje, una fuente láser y un software CAD/CAM. Además de depositar varios materiales, incluidos metales, cerámicos y compuestos de matriz metálica en superficies 2D y 3D, LC es capaz fabricar piezas funcionales con geometrías complejas y estructuras huecas con menores costos y tiempos de producción. Sin embargo, la combinación de materiales compuestos fabricados por molienda o mecanofusión (no disponibles comercialmente) y depositados por LC se ha investigado escasamente. Por lo tanto, entre los objetivos de esta investigación están producir el NCMM de Inconel 718 con nanopartículas cerámicas de Al2O3 (5% en peso) por medio de las tecnologías de molienda mecánica de alta energía (Simoloyer®) y mecanofusión, depositar el nanocompuesto fabricado por molienda por LC evaluando la influencia de los parámetros de procesamiento y analizar el efecto de la adición de las nanopartículas cerámicas en las características y propiedades de los depósitos. Antes de la molienda mecánica, los polvos puros se mezclaron previamente mediante sonicación en etanol. Una vez fabricado el NCMM, el polvo se consolidó en forma de cordones mediante LC. Los parámetros de laser cladding investigados fueron la potencia del láser, la velocidad de alimentación del polvo, la velocidad de escaneo y el ciclo de trabajo. La influencia de estas variables se evaluó usando la dilución, porosidad, zona afectada por el calor y relación ancho-altura como variables de salida. Los resultados muestran que la molienda mecánica de alta energía es un proceso efectivo para producir el nanocompuesto IN718/Al2O3. Después de 30 h de molienda, las nanopartículas de Al2O3 se encuentran dispersas homogéneamente en el Inconel 718, además, las partículas del nanocompuesto alcanzan un tamaño, morfología y composición química uniforme adecuadas para su posterior consolidación por LC. Los análisis de los cordones depositados por láser muestran que no hay una influencia representativa de los parámetros de depósito sobre las variables de salida seleccionadas. Todos los cordones muestran mínima porosidad, baja dilución, zona afectada por el calor y buena calidad superficial. El efecto de nanopartículas de alúmina en la matriz metálica (IN718-5%Al2O3) se refleja en el incremento de la dilución y zona afectada por el calor comparado con el IN718 depositado, al mismo tiempo favorece la formación de dendritas más gruesas y alargadas dentro del cordón debido a que las nanopartículas concentran el calor en el depósito debido a su baja conductividad térmica. El uso de altas potencias, velocidades y flujos másicos permite retener una mayor cantidad de alúmina dentro de los cordones. Sin embargo, esta combinación sigue causando la segregación de Al, O, Ti y Cr en la superficie de los cordones

Study of the wear resistance due to sliding of tungsten carbide coatings.

  En el presente trabajo se realizaron recubrimientos superficiales de carburo de tungsteno sobre un substrato de acero del tipo AISI 1018 mediante el proceso de rociado térmico utilizando tres diferentes tipos de flama: carburante, neutra y oxidante. Los resultados indican que los valores de porosidad son menores bajo condición de flama carburante con una microestructura compuesta de partículas semi-fundidas y sin fundir, de estructura no laminar, y con presencia de líneas de óxidos. La dureza medida en el recubrimiento de condición carburante resultó por encima de los 1000Hv debido a la presencia de partículas duras de WC y de W2C. Así mismo, los recubrimientos realizados bajo condición de flama carburante resultaron en una resistencia al desgaste bastante aceptable de acuerdo al análisis realizado bajo diferentes condiciones de carga y tiempo de deslizamiento. Finalmente se concluye que las partículas presentes de carburo de tungsteno y la dureza relativamente de éstas influyeron en la resistencia al desgaste de estos recubrimientos a pesar de la porosidad aparente observada. Palabras clave: Carburo de tungsteno, desgaste por deslizamiento, porosidad, rociado térmico.

RESISTENCIA AL DESGASTE EN DEPÓSITOS DE SOLDADURA CON ALTO CONTENIDO DE Cr SOBRE UN ACERO ASTM A128

En la minería se utiliza el proceso de trituración de mineral, en este proceso algunos elementos de máquina sufren desgaste, estos componentes como martillos y conos trituradores son fabricados de acero Hadfield (ASTM A128) con el 12% al 14% de Mn. El desgaste ocurre cuando estos elementos de máquina tienen contacto directo con partículas abrasivas, debido a esto, y al costo elevado de compra, la recuperación de estas piezas es fundamental, para ello se utiliza el proceso de soldadura SMAW (Shield Metal Arc Welding) para la recuperación a través de depósitos de soldadura mediante electrodos con medio y alto contenido de Cr. En esta investigación se evalúa la microestructura, microdureza y el desgaste por abrasión bajo la norma ASTM G65 de cinco tipos de electrodos comerciales depositados en el acero ASTM A128. Se observó que la cantidad de Cr en el depósito tiene efecto en la cantidad de carburos, donde un aumento de carburos de Cr puede repercutir negativamente en el desgaste abrasivo. La microdureza tiene injerencia en la resistencia al desgaste abrasivo de manera opuesta a lo esperado, donde menor cantidad de carburos presentan una pérdida de masa mínima de material con respecto al acero ASTM A128

Microstructure, forming limit diagram, and strain distribution of pre-strained DP-IF steel tailor–welded blank for auto body application

In the present study, tailor-welded blanks (TWBs) of dissimilar material combination were fabricated by laser welding of interstitial-free (IF) and dual-phase (DP) steels using 2.4-kW power and 4 m/min scan speed. Subsequently, TWBs of asreceived sheet materials and IF steels were pre-strained up to 20% major strain in the deformed specimens through an equibiaxial pre-straining setup. It was found that highly non-uniform strain distribution with nearly plane strain deformation mode was induced in the pre-strained TWBs, whereas an equi-biaxial strain was recorded for IF monolithic blank. Microhardness profiles and the effect of weld zone on the microstructural and mechanical properties of the as-received and pre-strained TWBs were studied. Further, the forming limit diagrams (ε-FLDs) of as-received TWB and IF steel were experimentally evaluated. The ε-FLD of pre-strained TWBs was experimentally determined, and ε-FLD of the pre-strained IF material was estimated using the Yld89 anisotropy plasticity model with the Hollomon hardening law. Subsequently, all these respective ε-FLDs were implemented as damage models in the FE simulations for predicting the limiting dome height (LDH) of as-received and pre-strained TWBs. It was observed that the error in LDH prediction of pre-strainedTWB domes was within 9.1% when the estimated ε-FLD of the pre-strained IF material was used as a damage model. The FE-predicted strain distributions and weld line movements of TWBs after the second stage of deformation were also successfully validated with the experimental data

Estudio electroquímico de la electrodeposición de oro y teluro de soluciones de cianuración

Currently, most of the tellurium is recovered as a by-product in the anode sludges of the electro-refining of the copper. Due to its application in the production of photovoltaic cells, the importance of this metal has increased, beginning the study of techniques for the treatment of minerals that contain Te and Au, such as the calaverite (AuTe2), sylvanite ((Au, Ag)Te2) and others. Therefore, it is important the development of the electrowinning as a technique for the recuperation of gold and tellurium. This study presents the electrochemical study of the electrowinning of gold and tellurium from cyanidation solutions. The methodology consisted of four stages: the first, thermodynamic modeling of the metals of interest; the second, electrochemical study; the third, the electrodeposition; and finally, the characterization of the solids obtained. With the thermodynamic modeling, it was established that the electrodeposition must be developed at pH grater at 10. With the electrochemical analysis by voltammetry, the reduction potentials of the metal of interest were found. At pH 13 a reduction potential of Te of -1.05 V vs SCE ([Te]=500 ppm) was detected, and a potential of -0.93 V vs SCE for gold ([Au]=50 ppm) was detected. Adding 20 ppm of CN and with both metals in solution, a reduction potential of -0.9 V vs SCE for gold and -1.2 V vs SCE for the tellurium was measured. By chronoamperometry a diffusion coefficient of 1.0823 x10-7 cm2/s for the Te and the Au 1.1463 x10-5 cm2/s were found. By electrowinning, it was recovered 20.93% of gold and 17.65% of tellurium (pH 13, T = 25°C, 3.0 V, 24 h, [Au]0 = 100 ppm, [Te]0 = 129.56 ppm and [CN]0 = 52.8 ppm). With the applied potentials, it was not obtained a selective recovery, that is, a deposit containing both metals was formed. Furthermore, in the analysis by MEB, it was observed that the gold was deposited over the cathode as a layer of round particles while the Te is deposited on the gold particles and in dendritic form.Actualmente, la mayor parte del teluro es recuperado como un subproducto en los lodos anódicos de la electro-refinación del cobre. Debido al uso de teluro en la elaboración de celdas fotovoltaicas, la importancia de este metal ha incrementado, dando inicio al estudio de técnicas para el tratamiento de minerales que contienen Te asociado con Au, tales como la calaverita (AuTe2), silvanita ((Au,Ag)Te2), entre otros. Por lo anterior, se deriva el interés en la electrodepositación como técnica para la recuperación de oro y teluro. En este trabajo se presenta el estudio electroquímico de la electrodepositación de oro y teluro de las soluciones de cianuración. La metodología consistió en cuatro etapas: la primera, la modelación termodinámica de los metales de interés; la segunda, el estudio electroquímico; la tercera, la electrodepositación; y finalmente, la caracterización de los sólidos obtenidos. Con la modelación termodinámica, se estableció que la electrodepositación debe efectuarse a pH mayores de 10. Con el análisis electroquímico mediante voltametría, se encontraron los potenciales a los cuales ocurre la reducción de los metales de estudio. A pH 13 se detectó un potencial de reducción de Te de -1.05 V vs ECS ([Te]=500 ppm) y un potencial de -0.93 V vs ECS para el oro ([Au]=50 ppm). Añadiendo 20 ppm de CN y con ambos metales en solución, se detectó un potencial de reducción de -0.9 V vs ECS para Au y -1.2 V vs ECS para el Te. Mediante cronoamperometría se encontró un coeficiente de difusión de 1.0823 x10-7 cm2/s para el Te y para el oro 1.1463 x10-5 cm2/s. Con la electrodepositación, se obtuvo una recuperación de 20.93% de oro y 17.65% de teluro (pH 13, T = 25°C, 3.0 V, 24 h, [Au]0 = 100 ppm, [Te]0 = 129.56 ppm y [CN]0 = 52.8 ppm). Con los potenciales aplicados no se obtuvo una recuperación selectiva, es decir, se formó un depósito conteniendo a ambos metales. Además, en el análisis con MEB se observó que el oro se deposita sobre el cátodo en forma de una capa de partículas redondas mientras que el Te se deposita sobre las partículas de oro y en forma dendrítica

Caracterización química y microscópica de implantes Trans-endodónticos

Los implantes trans-endodónticos son una extensión artificial a través del ápice radicular anclado en el tejido óseo periradicular. El objetivo es mejorar la relación corona-raíz y proporcionar estabilidad al órgano dental presente. El óxido de zirconio (ZrO2) es un material de gran importancia tecnológica, con buen color natural, alta resistencia, alta tenacidad, alta estabilidad química, no sufre corrosión, resistencia química y microbiana y excelentes propiedades estéticas. Objetivo: El objetivo de este estudio fue evaluar las condiciones superficiales de ZrO2 para su aplicación clínica a los implantes transendodónticos. Materiales y Métodos: se trituraron bloques de ZrO2 en implantes trans-endodónticos y se dividieron en: monoclínico y tetragonal. Luego se evaluaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDS) y microscopio de fuerza atómica (AFM) y microdureza vickers. Resultados: La fase monoclínica a través del análisis AFM presenta Ra = 0.320 μm, mientras que en la fase Tetragonal es 0.126 μm, SEM / EDS muestra que las fases no son adecuadamente uniformes y la adición del Ytrio para favorecer la estabilización de la fase tetragonal. El análisis de microdureza mostro un valor de 1500HV. Conclusión: La caracterización de la superficie de los implantes trans-endodónticos de óxido de zirconio, brinda una pauta para conocer las características superficiales del material, ya que al haber una mayor rugosidad en la superficie del implante se verá favorecida la capacidad de oseointegración.Trans-endodontic implants are an artificial extension through root apex anchored in periradicular bone tissue. The aim is to improve the crown-root ratio and to provide stability to dental organ present. Zirconium oxide (ZrO2) is a material of great technological importance, having good natural color, high strength, high toughness, high chemical stability, does not suffer any corrosion, chemical and microbial resistance and excellent esthetic properties. Objective: The aim of this study was to evaluate chemical and microscopy of surface conditions of ZrO2 trans-endodontic implant. Materials and Methods: A blocks of ZrO2 were manufactured for produce trans-endodontic implants and divided in two groups: monoclinic and tetragonal phase. They were evaluated using Scanning Electroning Microscope (SEM), Energy- Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and Atomic Force Microscope (AFM) and Vickers Micro hardness. Results: The Monoclinic phase through AFM analysis showed roughness Ra = 0.320μm, whereas in the Tetragonal phase was 0.126μm, SEM/EDX indicated that the phases are not properly uniform and the addition of the Yttrium to favor the stabilization of the Tetragonal phase. The Vickers hardness analysis showed a value of 1500HV. Conclusion: The characterization of the surface of trans-endodontic zirconium oxide implants provides a guideline to know the surface characteristics of the material, since a greater roughness on the surface of the implant will favor the Osseo-integration capacity

Influence of SC-HAZ microstructure on the mechanical behavior of Si-TRIP steel welds

Transformation induced plasticity (TRIP) steel provides enormous potential for auto-body construction in the automotive sector, owing to its enhanced mechanical behavior. In this work, Si-alloyed TRIP steel is joined by employing laser beam welding (LBW) and by utilizing two arc welding processes: gas tungsten arc welding (GTAW) and gas metal arc welding (GMAW) in order to assess the effect of the net heat input on the microstructure, the uniaxial tensile properties and the forming response. Results indicate that in spite of the Si content in TRIP steel; precipitation and growth of carbides (tempering) are observed in both: the martensite islands and the retained austenite phase, thus leading to the measurable softening at the sub-critical heat affected zone (SCHAZ) of the arc welded samples. Although the failure location was predominantly found at the sub-critical heat affected zone of the GMAW samples, the maximum stress and elongation was basically controlled by the total extension of the weldment including fusion zone and heat affected zone. While the limiting dome height upon tension-tension (T-T) and tension-compression (T-C) depended primarily on the fusion zone hardness, weld width and geometry of the sample; the fracture location was outside the weld for T-C, whereas the fracture initiated at the weld in T-T samples. LBW specimens showed optimum forming performance.Transformation induced plasticity (TRIP) steel provides enormous potential for auto-body construction in the automotive sector, owing to its enhanced mechanical behavior. In this work, Si-alloyed TRIP steel is joined by employing laser beam welding (LBW) and by utilizing two arc welding processes: gas tungsten arc welding (GTAW) and gas metal arc welding (GMAW) in order to assess the effect of the net heat input on the microstructure, the uniaxial tensile properties and the forming response. Results indicate that in spite of the Si content in TRIP steel; precipitation and growth of carbides (tempering) are observed in both: the martensite islands and the retained austenite phase, thus leading to the measurable softening at the sub-critical heat affected zone (SCHAZ) of the arc welded samples. Although the failure location was predominantly found at the sub-critical heat affected zone of the GMAW samples, the maximum stress and elongation was basically controlled by the total extension of the weldment including fusion zone and heat affected zone. While the limiting dome height upon tension-tension (T-T) and tension-compression (T-C) depended primarily on the fusion zone hardness, weld width and geometry of the sample; the fracture location was outside the weld for T-C, whereas the fracture initiated at the weld in T-T samples. LBW specimens showed optimum forming performance

Effect of retained austenite and nonmetallic inclusions on the thermal/electrical properties and resistance spot welding nuggets of Si-containing TRIP steels

Five advanced high-strength transformation-induced plasticity (TRIP) steels with different chemical compositions were studied to correlate the retained austenite and nonmetallic inclusion content with their physical properties and the characteristics of the resistance spot welding nuggets. Electrical and thermal properties and equilibrium phases of TRIP steels were predicted using the JMatPro© software. Retained austenite and nonmetallic inclusions were quantified by X-ray diffraction and saturation magnetization techniques. The nonmetallic inclusions were characterized by scanning electron microscopy. The results show that the contents of Si, C, Al, and Mn in TRIP steels increase both the retained austenite and the nonmetallic inclusion contents. We found that nonmetallic inclusions affect the thermal and electrical properties of the TRIP steels and that the differences between these properties tend to result in different cooling rates during the welding process. The results are discussed in terms of the electrical and thermal properties determined from the chemical composition and their impact on the resistance spot welding nuggets