Autor: HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA

Effects of Silicon Nanoparticles on the Transient Liquid Phase Bonding of 304 Stainless Steel

HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA RITA MUÑOZ ARROYO JORGE LEOBARDO ACEVEDO DAVILA FELIPE DE JESUS GARCIA VAZQUEZ FELIPE ARTURO REYES VALDES (2014)

Transient liquid phase (TLP) bonding of 304 stainless steel with nickel based filler metal, BNi-9, was performed to

study the influence of silicon nanoparticles (NPs) on the mechanical and structural properties of the bonding area.

It was found that silicon NPs act as a melting point depressant in the brazing process; the formation of silicon TLP

induces the dissolution of elements of the metal filler and promotes a uniform distribution in the bonding area.

Silicon NPs induce the development of smaller eutectic structures in the melting zone; it has been related to

microhardness measurements, which are lower when the silicon NPs are used in the brazing process.

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Nanopartículas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA METALÚRGICA

REMOCIÓN DE MAGNESIO DE UNA ALEACIÓN Al-Si A332 USANDO ZEOLITA MINERAL ENRIQUECIDA CON NANOPARTÍCULAS BASE SÍLICE

FERNANDO CARMONA MUÑOZ RITA MUÑOZ ARROYO HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA JOSE CONCEPCION ESCOBEDO BOCARDO FELIPE ARTURO REYES VALDES JUAN ANDRES AGUILAR MARTINEZ LOURDES SANTIAGO BAUTISTA (2013)

Se llevaron a cabo pruebas de eliminación de magnesio enuna aleación Al-SiA332

fundida empleando el método de inyección sumergida de polvos, usandozeolita mineral

enriquecidacon nanopartículas de sílice amorfa (0, 2.5, 5, 7.5 y 10%e.p. de SiO2NPs), con

el fin de disminuir el contenido de Mg para ajustarlo al de una aleación A380 de uso

automotriz (>0.1%e.p). Las SiO2(NPs) amorfas y laszeolitas impregnadascon SiO2(NPs) se

caracterizaron por MET. Al emplear zeolita con 2.5% de SiO2(NPs) se disminuyóel

contenido de Mg de la aleación desde 1.6 hasta 0.1 % e.p.en 47 miny se obtuvieron

contenidos finales de 0.0002%e.p. en 70 min.En contraste, al emplear zeolitas con

contenidos mayores a 5% de SiO2(NPs) se disminuye la cinética de eliminación de Mg

debido a la formación de dross rico en intermetálicos. Mediante técnicas de

caracterización óptica fue posible observar las zonas de reacción de las zeolitas

previamente impregnadas con SiO2(NPs) amorfa.

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Modificación de materiales INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES

FACTIBILIDAD DEL USO DE NANOPARTÍCULAS DE W EN LA REPARACIÓN DE ÁLABES DE TURBINA INCONEL 725 POR EL PROCESO BRAZING

LETICIA LORUHAMA RODRIGUEZ LOPEZ HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA MANUEL DE JESUS CASTRO ROMAN VICTOR HUGO LOPEZ CORTEZ RITA MUÑOZ ARROYO JUAN CARLOS DIAZ GUILLEN (2013)

La impregnación de nanopartículas de W de 90 nm sobre superficies de fractura, previo al

proceso de reparación de álabes Inconel-725 por Brazing, permite unir microgrietas y

modificar la morfología y tamaño de los eutécticos en el cordón de soldadura. Este efecto se

observó por técnicas de microscopía óptica en álabes de Inconel 725 reparados por Brazing

en un horno de resistencias al vacío a 1150 °C por 2 h bajo un flujo de 0.1 L/min de Ar y,

envejecidas a 800 °C por 2, 6, 10 y 14 h. La disminución en el tamaño de los eutécticos en

la zona reparada (cordón de soldadura) fue de 70 a 12 μm por 14 h. La impregnación de

nanopartículas de W sobre fracturas de álabes y, el posterior tratamiento térmico de

envejecimiento permite la obtención de microestructuras aceptables técnicamente.

Ítem publicado en memoria de congreso

Nanopartículas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Increase in Hardness and Chloride Corrosion Resistance of 6061 Aluminum Alloy by Pulsed Plasma Nitriding

HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA JUAN CARLOS DIAZ GUILLEN EVERARDO EFREN GRANDA GUTIERREZ (2013)

Enhancement of hardness and corrosion resistance of aluminum alloys persist as an important challenge in order to increase the lifetime of industrial parts and accessories. This improvement of surface properties must be accomplished by low cost and minimum environmental impact processes. On these considerations, in the present work DC pulsed plasma nitriding at rough vacuum (1.9 torr) was carried out on 6061 aluminum alloy using different N2/Ar mixtures (100/0, 50/50 and 75/50) to sustain the DC glow discharge. Influence of gas mixture on surface morphology, hardness, phases composition and corrosion performance was evaluated through scanning electron microscopy, Vickers micro indentation, X-ray diffraction and potentiodynamic polarization curves (3.5% NaCl), respectively. For the better evaluated case (50N2/50Ar mixture), results show the increase in surface hardness from 113 to 148 HV0.025, and the decrease in the corrosion current value to an a half respect untreated sample. The increasing in hardness and corrosion performance of evaluated aluminum alloy was attributed to the chemical surface modification by formation of a thin layer constituted by cubic and hexagonal aluminum nitrides.

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Nitruración INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Efecto de la adición de nanopartículas de tungsteno sobre la microestructura de una aleación base Co unida por el proceso brazing

MARCELA NOHEMI IBARRA CASTRO HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA JOSE MANUEL ALMANZA ROBLES RITA MUÑOZ ARROYO PEDRO PEREZ VILLANUEVA FELIPE ARTURO REYES VALDES (2015)

Muestras fracturadas de aleación de cobalto fueron unidas por el proceso brazing con y sin la

impregnación superficial de nanopartículas de tungsteno, con el fin de observar el efecto de

estas nanopartículas sobre la microestructura de la unión. El material de aporte seleccionado

para este trabajo fue la pasta BCo-1, la cual fue caracterizada por Microscopia Electrónica de

Barrido (MEB) y Espectroscopia de Fluorescencia de Rayos-X. Las muestras fracturadas se

generaron a partir de ensayos de flexión de probetas de 10 mm. x 10 mm. x 60 mm. Dichas

fracturas fueron inspeccionadas por MEB. La impregnación de las nanopartículas de tungsteno

se llevó a cabo colocando las muestras fracturadas de cobalto dentro de una mezcla de 0.5 gr.

de las nanopartículas con 100 ml. de etanol, la cual fue colocada en el equipo de ultrasonido

durante 15 minutos. El proceso brazing se realizó en un horno tubular de alta temperatura con

atmosfera de argón a 1200 °C por 60 minutos. Las muestras soldadas fueron observadas en el

Microscopio Óptico y MEB. La interacción de las nanopartículas de tungsteno con el material de

aporte en la zona de fusión modifico el tamaño y la morfología de las fases formadas,

observándose fases con una microestructura más fina y uniformemente distribuida.

Ítem publicado en memoria de congreso

Modificación de materiales por nanopartículas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Co-based alloy brazing incorporating tungsten nanoparticles

MARCELA NOHEMI IBARRA CASTRO HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA JOSE MANUEL ALMANZA ROBLES RITA MUÑOZ ARROYO JORGE LEOBARDO ACEVEDO DAVILA CARLOS ALBERTO GUEVARA CHAVEZ LOURDES SANTIAGO BAUTISTA (2015)

Tungsten nanoparticles (NP's) were impregnated in fractured samples of a Co-based alloy in order to evaluate their effect over the microstructure of the joint during a brazing process. The structure and morphology of the tungsten NP's were characterized by high resolution transmission electron microscopy (TEM). The brazing filler metal selected for this work was Nicrobraz 210 and it was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and Spectrometry X-Ray Fluorescence. Cracks were generated in Co-based alloy rectangular samples of 10 mm x 10mm x 60 mm by bending them with a mechanical testing machine; these fractures were inspected by SEM. For the impregnation of the cracks with NP's, a mixture of 0.5 g of tungsten NP's in 100 ml of ethanol was sonicated for 15 min. This sonicating time promotes the diffusion of tungsten inside the microcracks. The 210-S filler metal was used in the cracked samples with and without tungsten NP's impregnation. The brazing process was conducted in a sealed tube furnace under an Ar gas flow at 1200 °C for 60 min.Brazed samples were analyzed by optical microscope and SEM. The interaction of tungsten nanoparticles with the metallic filler in the melting zone modified the size and the morphology of the formed phases into a finer and uniformly distributed microstructure.

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modificación de materiales por nanopartículas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Magnesium removal froman aluminum molten alloy using enriched mineral silica with amorphous nanoparticles of SiO2

ROCIO BERENICE CITLALI TAVITAS LOPEZ HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA RITA MUÑOZ ARROYO JOSE CONCEPCION ESCOBEDO BOCARDO PATRICIA DINORAH PEREZ CORONADO EVERARDO EFREN GRANDA GUTIERREZ (2015)

In order to improve the Mg removal from an A-380 molten alloy, mixtures

of mineral silica and amorphous silica nanoparticles (SiO2(NP´s)) were

tested. Mineral silica was enriched with 2.5, 5 and 10wt% of amorphous

SiO2(NP´s). Before Mg removing, samples of mineral silica were impregnated

with SiO2(NP´s) bymixed for 30 min in ethanol and then dried at 110°C

for 24 h. The enriched mineral silica with nanoparticles was analyzed by

scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The

Mg removal was carried out injecting each mixture into the molten aluminum

alloy at 750°C using argon as a carrier gas. The Mg content of the

molten alloy was measured after different periods of injection time (each

10 min). It was found that the mineral silica with 10wt% of SiO2(NP´s) is the

most efficient mixture, removing Mg from an initial content of 1.6 to a

final content of 0.4wt%, in 70 min of injection. Moreover, thermodynamic

predictions were carried out in the FactSage software in order to

establish chemical equations occurring in the system.

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Aluminumalloys; Magnesiumremoval; Mineral silica; Nanoparticles INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES

304 stainless steel brazing incorporating tungsten nanoparticles

HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA MARTIN IGNACIO PECH CANUL RITA MUÑOZ ARROYO ARTURO ISAIAS MARTINEZ ENRIQUEZ JORGE LEOBARDO ACEVEDO DAVILA MANUEL DE JESUS CASTRO ROMAN FELIPE ARTURO REYES VALDES (2015)

tTungsten nanoparticles of 80 nm average particle size were utilized in the brazing of 304 stainless-steels.The nanoparticles were characterized by DTA and TEM, and the brazed samples were evaluated by SEMand Vickers microhardness tests. The interaction of the tungsten nanoparticles with the metallic fillerin the melting zone modified the size and morphology of the formed phases into a finer and uniformlydistributed microstructure. In samples treated at 1200◦C for 60 min, the microhardness decreased from310 to 170 HV, being the latter value, close to that of the base metal. The nanoparticles and the microcracksdevelop a synergistic effect when they are in contact with the liquid phase in such a way that a rise inthe threshold capillary-pressure leads to the filling of the interstices. The capillary-like system resultingfrom the wettability of the nanoparticles and microcrack surfaces by the liquid phase, leads to a solidifiedmicrostructure with fine and uniform phase distribution.

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NANOPARTÍCULAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Determinación de la constante acústico-elástica en aceros cementados 4320 y soldados por el proceso GMAW

MARIO ALBERTO SOLIS ALVAREZ HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA FRANCISCO ALFREDO GARCIA PASTOR (2014)

Las ondas acústicas generadas por un equipo de ultrasonido se propagan en dos ondas:

1) longitudinales y 2) transversales. Las primeras, muestran perturbaciones por una

tensión normal y las segundas son perturbadas por tensiones de cizallamiento. Por lo

tanto, en este trabajo de investigación mediante el análisis de las ondas ultrasónicas, se

llevó a cabo la medición de la constante acústico-elástica usando un equipo de

ultrasonido para correlacionar los esfuerzos residuales con las constantes acústicoelástico

durante el calentamiento y enfriamiento de muestras de aceros 4320 soldados por

el proceso GMAW. Los resultados de la constante acústica-elástica muestran que el acero

tiene un valor de 2.37 durante el calentamiento y 2.18 en el enfriamiento. Estos valores

muestran la correlación del efecto del esfuerzo térmico con la velocidad de propagación

de la onda de ultrasonido (viaje) en el acero, es decir, a mayor temperatura, la onda tarda

más en recorrer la muestra de acero, indicando deformación. En contraste, en el

enfriamiento la velocidad de onda es más rápida, el cual indica menor deformación. Cabe

mencionar que la determinación de la constante acústico-elástica se midió en aceros con

granos austeníticos de 8.92 ASTM, previamente medido.

Memoria de congreso

constante acústico-elástica en aceros INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Magnesium removal from aluminum molten alloys using silica based minerals and waste from coal-fired power (cenospheres)

FERNANDO CARMONA MUÑOZ HECTOR MANUEL HERNANDEZ GARCIA RITA MUÑOZ ARROYO JOSE CONCEPCION ESCOBEDO BOCARDO (2013)

In this work cenospheres, zeolite, silica or mixtures of them were injected

into amolten aluminumalloy using argon as a carrier gas in order tomeasure

their efficiency as Mg removers. The Mg content of the molten alloy was

measured during the injection period and the produced dross was weighted

for each experiment. The physicochemical characterization and the use of

the thermodynamic software FactSage version 6.2, allowed the

determination of the reaction mechanism between the powders and the

molten aluminum. Cenospheres demonstrated their capacity as Mg

removers with an efficiency similar to silica but lower than that

corresponding to zeolite and zeolite:silicamixtures. The use of a zeolite:silica

mixture (65:35wt%) produced the best results, removing the magnesiumof

the alloy from an initial content of 1wt% to a final content of 0.0072wt%

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Modificación de materiales INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES