ABSTRACT Commercial wear-resistant steels used in mining are generally categorized by their Brinell hardness. There are few studies comparing the wear resistance of this type of steel within the same hardness category. Considering the above, the objective of this work was to study the behavior of two 400HB commercial sheets of steel against impact-abrasive wear to determine other relevant aspects to consider in the abrasion resistance of this type of alloy. The chemical composition was determined using optical emission spectrometry, while their microstructure was studied using X-ray diffraction, light microscopy, and scanning electron microscopy. The impact-abrasive wear resistance of both materials was evaluated using equipment to determine the Bond abrasion index. Finally, hardness measurements and microhardness profiles were made on the samples tested. The results showed that both alloys could be categorized as low-carbon and low-alloyed steels quenched and tempered. Although hardness was found to be a significant parameter, other aspects should be considered to evaluate the wear resistance of these materials. It was found that challenging and brittle phases, such as non-quenched martensite, could adversely affect the wear resistance of these alloys in an impact-abrasive regime due to their tendency to fracture and peel off. Additionally, it was found that both sheets of steel experienced hardening due to the high plastic deformation produced during the tests; however, this was not enough to cause a decrease in the wear rate, due to the severity of the impact-abrasive regime at which they were submitted.

RESUMEN Los aceros comerciales resistentes al desgaste generalmente son categorizados por su dureza Brinell. Existen pocos estudios referentes a la comparación de la resistencia al desgaste de este tipo de aceros dentro de un mismo grado de dureza. Considerando lo expuesto, el objetivo de este trabajo fue estudiar el comportamiento frente al desgaste impacto-abrasivo de dos aceros de la serie 400HB, de modo de determinar otros aspectos relevantes en su respuesta frente a este tipo de desgaste. La composición química fue determinada mediante espectrometría de emisión óptica, mientras que la microestructura fue estudiada a través de difracción de rayos X, microscopía óptica y electrónica de barrido. La resistencia al desgaste impacto-abrasivo fue evaluada utilizando un equipo para la determinación del índice de abrasión de minerales de Bond. Finalmente, se realizaron mediciones de dureza y perfiles de microdureza. Los resultados arrojaron que ambas aleaciones pueden ser categorizadas como aceros de bajo carbono y baja aleación, templados y revenidos. Si bien, se determinó que la dureza es un parámetro importante, se deben considerar otros aspectos para evaluar la resistencia al desgaste de estos materiales. Se encontró que fases duras y frágiles, como la martensita no revenida, podrían afectar negativamente la resistencia al desgaste de estas aleaciones, debido a su tendencia a fracturarse y desprenderse. Adicionalmente, se comprobó que ambos aceros experimentan un endurecimiento por deformación, sin embargo, este no fue suficiente para provocar una disminución de la tasa de desgaste, debido a la severidad del régimen impacto-abrasivo a que fueron sometidos.

Resumen Este trabajo presenta la evolución microestructural del compuesto Mg2Ni0.5Co0.5 obtenido mediante aleado mecánico y el estudio de sus propiedades de hidruración. Los polvos elementales de Mg, Ni y Co con una relación atómica 2:0.5:0.5 se alearon mecánicamente en un molino de alta energía Spex 8000D por 36 h (muestra amorfa) y posteriormente se realizó un tratamiento térmico a 673 K por 15 min (muestra nanocristalina). La caracterización de las muestras se realizó mediante difracción de rayos-X. El proceso de hidruración fue realizado por técnica volumétrica Sievert a 363 K y una presión de H2 de 2 MPa. El proceso de desorción se evaluó por calorimetría diferencial de barrido. Basados en los resultados podemos concluir que la estructura amorfa absorbe más hidrógeno, alcanzando un máximo de 3.6% en peso de H. Los eventos presentes en el proceso de desorción depende de si la aleación es amorfa o nanocristalina.

Abstract This work presents the microstructural evolution of mechanically alloyed Mg2Ni0.5Co0.5 and a study of its hydriding properties. Mg, Ni, and Co elemental powders (atomic ratios of 2:0.5:0.5, respectively) were mechanically alloyed in a Spex 8000D high-energy mill for 36 h (amorphous sample) and subsequently submitted to a thermal treatment at 673 K for 15 min (nanocrystalline sample). The characterizations of the samples were performed with X-ray diffraction. A Sievert-type volumetric hydriding process was done at 363 K and with hydrogen pressure of 2 MPa. Desorption process was evaluated through differential scanning calorimetry. Based on the obtained results, it is possible to conclude that the amorphous structure absorbs more hydrogen, reaching a maximum of 3.6 wt. % H. Desorption process events depend on amorphous or nanocrystalline states.

ABSTRACTIn this study, different, copper-based materials were fabricated under equal milling conditions (SPEX 8000D, argon atmosphere, stearic acid, BPR=10:1) and variable amounts of time, from 1 to 120 hours, in order to compare the microstructural changes during the process. The materials were: Pure copper; Cu-Ni alloys; Cu-Zr alloys; and Cu-Ni-Zr alloys. Subsequent to milling, the samples were measured with X-Ray Diffraction, Electron Transmission Microscopy, and Differential Scanning Calorimetry. According to the results, copper, upon being subjected to the process, reaches a crystallite size that tends towards an asymptote starting at 5 hours. In the Cu-Ni system, instead of observing a microstructural refinement during this same period, there was rather a total solubilization of the nickel into the copper (40-60 and50-50), and of the copper into the nickel (60-40). As for the Cu-Zr binary system, it was found that, for five hours as well, the system was practically amorphous (60-40 and 50-50), a condition also present in the Cu-Ni-Zr ternary alloys (60-10-30 and 50-10-40).

RESUMENEn este estudio se fabricaron diferentes materiales (base cobre) bajo las mismas condiciones de molienda: molino empleado fue un SPEX 8000D, atmósfera de argón, acido esteárico, RBP=10:1, con tiempos variables desde 1 hasta 120 horas, con el objetivo de comparar los cambios microestructurales durante el proceso de: Cobre puro, Aleaciones Cu-Ni, Aleaciones Cu-Zr y aleaciones Cu-Ni-Zr. Las muestras, tras la molienda, fueron analizadas mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión y calorimetría diferencial de barrido. De acuerdo a los resultados, el cobre al ser sometido al proceso alcanza un tamaño de cristalita que se hace asintótico a partir de las 5 horas, mientras que en el sistema Cu-Ni, en vez de apreciarse un refinamiento microestructural a ese mismo periodo, se advierte una total solubilización del níquel en cobre (40-60 y 50-50) y de cobre en níquel (60-40). Por su parte, en el sistema binario Cu-Zr, se encontró, también para 5 horas, que el sistema estaba prácticamente amorfizado (60-40 y 50-50) al igual que en el caso de las aleaciones ternarias Cu-Ni-Zr (60-10-30 y 50-10-40).

abstractResearch by this working group's takes as a principal aim the study and manufacture of bulk metal glass based copper (Cu-Ni-Zr) by mechanical alloying. First, the characterization of the milled pure copper, Cu-Ni and Cu-Zr binary alloys and Cu-Ni-Zr ternary alloys in the same conditions of high energy millings. In this work, the microstructural change of Nickel to be subjected to high energy milling is presented. For this purpose a SPEX 8000D mill with the following conditions of milling: argon, stearic acid, BPR = 10:1, with milling time from 1 to 60 hours, 1 h of effective milling followed by a rest period of 0,5 h. Subsequent to the milling samples were analyzed by ray-X diffraction, transmission electron microscopy and atomic absorption spectroscopy, obtaining the crystallite size, lattice parameters and Fe contamination. The results show that nickel when subjected to mechanical milling reaches a crystallite size of about 10 nm which is asymptotic from 5 h; the lattice parameter increases with increasing milling time, possibly due to increased interfacial component together with the incorporation of Fe, due to the high percentage contamination at 60 h.

ResumenLa investigación realizada por este grupo de trabajo tiene como objetivo principal el estudio y fabricación de vidrios metálicos base cobre (Cu-Ni-Zr) mediante aleado mecánico. Se planteó la caracterización de los elementos puros (Cu y Ni), aleaciones binarias Cu-Ni y Cu-Zr y aleaciones ternarias Cu-Ni-Zr en las mismas condiciones de molienda de alta energía. En este trabajo se presenta el cambio microestructural del Níquel al ser sometido a molienda de alta energía. Para este fin se utilizó un molino SPEX 8000D con las siguientes condiciones de molienda: atmósfera de argón, acido esteárico, RBP=10:1, con tiempos desde 1 hasta 60 horas, 1 h de molienda efectiva y seguida de 0,5 h de descanso. Las muestras posteriores a la molienda fueron analizadas mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión y espectroscopia de absorción atómica, obteniendo el tamaño de cristalita, parámetro de red y contaminación de Fe. Los resultados obtenidos muestran que el níquel al ser sometido a molienda mecánica alcanza un tamaño de cristalita de aproximadamente 10 nm que se hace asintótico a partir de las 5 horas; el parámetro de red incrementa al aumentar el tiempo de molienda, posiblemente debido al incremento del componente interfacial conjuntamente a la incorporación de Fe dentro de la red, producto del alto porcentaje de contaminación a las 60 h.

Este trabajo tuvo como objetivo estudiar la relación existente entre la composición química y el volumen atómico en el sistema Ag - x % at Zn (x ≤ 20). Para este fin, se fabricaron 10 soluciones sólidas mediante fundición y aleado mecánico. La caracterización microestructural se llevó a cabo utilizando difracción de rayos-X. El parámetro reticular fue calculado mediante el método de Rietveld, mientras que la composición química se determinó utilizando espectroscopia de energía dispersiva de rayos-X. En base a los resultados obtenidos se puede concluir que existe una relación lineal inversa entre el volumen atómico de la solución sólida y su contenido Zn, presentando una desviación negativa de la ley de Vegard (-2,96%). Adicionalmente, se propuso una ecuación que vincula el contenido de Zn con el volumen atómico de la solución sólida, la cual presentó un error promedio de predicción menor al 12%.

In this work the relationship between the chemical composition and atomic volume in the Ag - x % Zn (x ≤ 20) system was studied. For this purpose, 10 solid solutions were obtained by means of casting and mechanical alloying. The microstructural characterization was carried out by means of X ray diffraction. The lattice parameter was obtained using the Rietveld's method, while the chemical composition was determined by dispersive energy X-ray spectroscopy. Based on the results obtained, it can be concluded that there is an inverse lineal relationship between the atomic volume of the solid solution and its Zn concentration, which shows a negative deviation from Vegard`s law (-2.96%). Additionally, it was proposed an equation which relates the Zn concentration with the atomic volume of the solid solution, which showed a prediction error less than 12%.

Este trabajo tuvo como objetivo estudiar la obtención de polvos de una aleación Ag-ZnO, mediante un proceso combinado de aleado mecánico y molienda reactiva. El procedimiento experimental se dividió en dos etapas. En la primera de ellas, granallas de Ag y Zn fueron aleadas mecánicamente bajo atmósfera de Ar, utilizando un molino SPEX 8000D. En la segunda etapa, los polvos obtenidos mediante aleado mecánico fueron sometidos a molienda reactiva, bajo atmósfera de aire y utilizando etanol como agente de control. La caracterización microestructural de los polvos fue realizada mediante difracción de rayos X y microscopía óptica. En base a los resultados obtenidos, se concluye que mediante la combinación de aleado mecánico y molienda reactiva, es posible obtener polvos con una fina y homogénea distribución de precipitados de ZnO en una matriz de Ag.

The objective of this work was to study the production of powders of Ag-ZnO alloy by means of mechanical alloying and reaction milling. The experimental procedure was divided in two stages. During the first stage, Ag and Zn turnings were mechanically alloyed under Ar atmosphere using a SPEX 8000D mill. In the second stage, the powders obtained by mechanical alloying were milled under air using ethanol as process control agent. The powders microstructural characterization was carried out by X-ray diffraction and optical microscopy. Based on the results obtained it can be conclude that by means of combination of mechanical alloying and reaction milling processes it is possible to obtain a Ag-ZnO alloy with a fine and homogeneous distribution of ZnO precipitates.

Con el objetivo de estudiar el efecto de la activación mecánica sobre la lixiviación de CuFeS2, cuatro muestras de este mineral fueron sometidas a molienda durante 1, 5, 8, y 15 h en un molino Atritor. Los polvos obtenidos fueron caracterizados microestructuralmente y morfológicamente mediante difracción de Rayos-X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (MEB), respectivamente. Posteriormente fueron lixiviados en una solución de H2SO4 (0,54 M) a temperatura de 298 K. La concentración de Cu+2 en las soluciones fue determinada mediante espectrofotometría de absorción atómica. Los resultados obtenidos indicaron que el aumento del tiempo de molienda provoca un aumento en la recuperación de Cu, alcanzando un valor máximo de 38,2 % para una molienda de 15 h.

In order to study the effect of mechanical activation on the sulphuric acid leaching of CuFeS2, four samples were milled using an Atritor mill during 1, 5, 8, and 15 h. The powders were microstructural and morphologically characterized by means of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The samples were leached using a solution of H2SO4 (0.54 M) at 298 K. The Cu+2 concentration was determined by means of atomic absorption spectrophotometry. The results obtained indicated that the increase in milling time results in increased recovery of Cu. The maximum recovery of Cu was 38.2 % for a milling time of 15 h.