Dos aceros-bajos en carbono- con diferentes concentraciones de carbono, uno de ellos con manganeso como aleante principal, fueron estudiados usando resistividad eléctrica, calorimetría diferencial de barrido (DSC), microscopía óptica (MO) y microscopía electrónica de barrido (MEB) como técnicas de medición experimental para caracterizar la cinética de los cambios de fase que se producen durante un calentamiento no isotérmico en microestructuras normalizadas y austenizadas. Las mediciones de resistividad eléctrica se usaron para chequear la austenización a 1100 ºC, reflejando la sensibilidad de este método a la variación de la concentración de soluto en las muestras. La resistividad es ligeramente superior en el inicio, posiblemente debido a la precipitación de carburos, fluctúa y disminuye a medida que aumenta el tiempo de envejecimiento. Para DSC, las medidas fueron realizadas a diferentes velocidades de calentamiento, ocurriendo diferentes transformaciones exotérmicas y endotérmicas, indicativas de la microestructura inicial de las muestras. El proceso de austenización introduce una nueva reacción endotérmica, no presentes en las muestras normalizadas, muy localizados y, básicamente relacionadas con la disolución de la martensita. La microscopía óptica y electrónica de barrido nos permitió visualizar el estado granular de las muestras y seguir la secuencia de la evolución de las fases presentes en estos aceros. La microestructura normalizada muestra una matriz rica en ferrita y perlita, y todas las muestras tratadas muestran una matriz rica en martensita, producto de temple rápido. Las energías de activación para las reacciones endotérmicas que corresponde a las transformaciones alotrópicas α -› α + γ y α + γ -› γ calculadas por isoconversión se encuentran en torno a 22,2 y 26,7 Kcal / mol para los procesos endotérmicos primero y segundo, respectivamente.

Two low carbon steels with different concentrations of carbon, one with manganese as its principal alloy component, were studied using electrical resistivity, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) as experimental techniques to study the kinetic of phase changes occurring during a non-isothermal heating in normalized and austenized microstructures. The measurements of electrical resistivity were used to test the austenization process at 1100ºC, showing how sensitive this method is to the concentration of solute in the samples. The resistivity being slightly larger at the onset, possibly due to the precipitation of carbides, and becoming slightly erratic and diminished as the aging time increases. For DSC, measurements were taken at different heating rates, which demonstrated different exothermic and endothermic transformations, indicative of the initial microstructure of the samples. Austenization introduces a new endothermic reaction, not present in the normalized samples, very localized and basically associated with the dissolution of martensite. Optical and scanning electron microscopy allowed us to visualize the granular state of the samples and follow the sequence of evolution of phases present in these steels, the normalized state showing a matrix rich in ferrite and pearlite, and all the treated samples showing a matrix rich in martensite, product of rapid tempering. The activation energies, for the endothermic reactions corresponding to the allotropic transformations α -› α + γ and α + γ -› γ., calculated by isoconversión methods are in the neighborhood of 22.2 y 26.7 Kcal/mol for the first and second endothermic processes, respectively.

El efecto de la deformación, por laminado en frío, sobre la cinética de transformación de fases en una aleación comercial AA7075 ha sido estudiado por Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). Diferentes condiciones microestructurales de partida han sido utilizadas: (a) homogeneizada y templada, la cual se caracteriza por una elevada sobresaturación de soluto y una baja densidad de tensiones internas y (b) deformada hasta un 85% de reducción de espesor luego del tratamiento aplicado en (a), caracterizada por una elevada sobresaturación de soluto y una alta concentración de tensiones internas. Las muestras bajo la condición (a) al ser calentadas entre 25 y 600ºC sufren un proceso de redistribución atómica, que conlleva a que los átomos de soluto (principalmente Zn y Mg) se reacomoden para dar paso a la precipitación de zonas Guinier- Preston (GP), a temperaturas por debajo de 170ºC, seguido de la precipitación de la fase η′ en la vecindad de 250ºC y que a temperaturas por debajo de los 350ºC precipite la fase η, las dos últimas ricas en MgZn2. La microestructura en condición (b) al ser calentada muestra flujogramas diferentes en cuanto a la desaparición de picos característicos de la microestructura homogeneizada, principalmente a bajas temperaturas, acelerando la transición de la fase η’ a la fase η cuando se aumenta la deformación aplicada. Las transformaciones detectadas por DSC se desplazan cuando la razón de calentamiento Φ es aumentada, confirmando que la cinética de fases es controlada por el mecanismo de difusión, incluso en muestras severamente deformadas. Esto nos permite usar el método de iso-conversión para evaluar la energía de activación Q de la fase más prominente, en este caso la fase η. La variación de Q con la deformación aplicada demuestra que ocurre una interacción directa entre los procesos de recristalización y de precipitación, donde existe un valor crítico de reducción de espesor (~50%) a partir del cual se facilita la precipitación de la fase de equilibrio η. El estado microestructural para ambas condiciones, en diferentes etapas del estudio, es observado por Microscopía Electrónica de Transmisión, confirmando una reorganización de las dislocaciones introducidas al aplicar diferentes grados de laminación.

The effect of the deformation applied by cold rolling on the kinetics of phase transformation in a commercial AA7075 alloy has been studied by Differential Scanning Calorimetry (DSC). Different microstructural conditions were investigated: (a) homogenized and quenched, which is characterized by a high solute oversaturation and low internal energy and (b) deformed up to 85% thickness reduction after the treatment applied in (a), characterized by a high solute oversaturation and a high internal energy. Samples under condition (a) when heated between 25 and 600° undergo a process of atomic redistribution leading to the re-arrangement of the solute atoms (Zn and Mg mainly), which gives rise to the precipitation of Guinier-Preston zones (GP) at temperatures below 170º, followed by the precipitation of the η′ phase in the vicinity of 250° while the ηphase precipitates at temperatures below 350º, the last two MgZn2 rich. The microstructure in condition (b) when heated shows a different evolution regarding the disappearance of characteristic peaks in the homogenized microstructure, especially at low temperatures, accelerating the transition of η to ηphase when increasing the rolling rate. The transformations detected by DSC are displaced when the heating rate Φ is increased, confirming that the kinetics of phase transformation is controlled by diffusion, even in the severely deformed samples. This allows us the use of the iso-conversion method to evaluate the activation energy Q of the most prominent phase, in this case ηthe phase. The variation of Q with the deformation applied allows the conclusion that a direct interaction between the recrystallization and precipitation processes occurs, where for a critical thickness reduction (~ 50%) the precipitation of the ηphase is promoted. The microstructural state for both conditions, at different stages of the study, has been observed by transmission electron microscopy (TEM) confirming the occurrence of a dislocation reorganization process.

Mediante la aplicación de las técnicas de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), Resistividad Eléctrica (ρ) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), se realizó un estudio de la transformación de fases en dos tipos de aceros microaleados de bajo contenido en carbono. La cinética de transformación no isotérmica fue estudiada en estado normalizado y en muestras sometidas a un tratamiento de austenización a 1100 ºC durante 30, 60 y 120 minutos, seguida de un temple en agua a 20 ºC. Las curvas de DSC para los aceros normalizados y para los tratados y templados muestran comportamientos diferentes evidenciando su sensibilidad al cambio microestructural. En ambos casos se reportan tres transformaciones endotérmicas y tres exotérmicas, correspondiente las exotérmicas a la precipitación de fases ricas en carbono en diferentes proporciones respecto a la matriz de hierro, mientras que la primera endotérmica se asocia con la disolución de cementita en el caso normalizado y de martensita en el caso templado, y las otras dos muy puntuales las cuales se asocian con la transición de ferrita magnética a ferrita amagnética y a la transformación alotrópica α → γ, respectivamente. La determinación de la entalpía relacionada con los picos puntuales de transformación, permitió calcular la fracción transformada asociada y evaluar su respectiva energía de activación. La resistividad en función del tiempo de austenización, presentó un comportamiento descendente hasta un plateau, indicativo de la fracción de átomos de carbono retenida durante la austenización y por ende asociadas con la fracción de martensita formada. La técnica de microscopía electrónica de barrido, evidenció para muestras en estado normalizado una microestructura ferrítico-perlítica y las templadas una microestructura martensítica.

By applying the techniques of Differential Scanning Calorimetry (DSC), Electrical resistivity (ρ) and scanning electron microscopy (SEM) was carried out a study of phase transformation in two types of microalloyed low carbon steels. The non isothermal transformation kinetics was studied on normalized samples and on austenitized samples at 1100 ºC for 30, 60 and 120 minutes followed by quenching in water at 20 ºC. DSC curves for normalized and quenched steels show different behaviors demonstrating its sensitivity to microstructural change. In both cases was reported three endothermic and three exothermic transformations, corresponding the exothermic peaks to the precipitation of carbon-rich phases in different proportions with respect to the iron matrix, while the first endothermic peak is associated to the dissolution of cementite in the normalized samples and to the martensite in the quenched samples, and the two very specific peaks was associated with the transition from ferrite magnetic to ferrite non-magnetic and α → γ, allotropic transformation, respectively. The good definition of the endothermic peaks permitted to calculate the fraction transformed and evaluates their respective activation energy. The resistivity as a function of austenitizing time present a downward trend to a plateau, indicative of the fraction of carbon atoms trapped in solid solution and thus associated with the fraction of martensite formed. Micrographs obtained by Scanning electron microscopy showed a ferritic-pearlitic microstructure in the normalized samples and a martensitic microstructure on quenching samples.

In this work we have detected the isothermal phase transformations occurring in an AA8011 alloy which was homogenized by 24 hours at 600°C. A non isothermal heating at 10°C/min between 20 and 600°C permitted us to determine, by means of differential scanning calorimetry (DSC), the characteristic temperatures of the structural transformations, which are identified at 271.8, 450 and 474.2°C. Isothermal kinetics in situ at these temperatures reveal that heat flux changes which are associated with process of precipitation and dilution of structural phases.

En el presente trabajo se detectaron las transformaciones de fases isotérmicas que ocurren en una aleación AA8011 homogeneizada durante 24 horas a 600°C. Un calentamiento continuo no isotérmico a 10°C/min entre 20 y 600°C nos permitió establecer a través de medidas de calorimetría diferencial de barrido (DSC) las temperaturas a las cuales se genera una transformación estructural, identificando las temperaturas características en 271.8, 450 y 474.2°C. Isotermas in situ a estas temperaturas revelaron cambios en el flujo de calor asociados a la existencia de procesos de precipitación y redisolución de fases.

We have studied the phase transformation kinetics occurring in aluminum alloys containing Mn, Mg, and Mn-Mn-Mg by means of electrical resistivity (rho) and thermoelectric power (deltaS). The alloy samples were annealed isochronally at temperatures ranging from ambient temperature to 615 °C. Both rho and deltaS allowed the separation of several stages of transformation associated to either the precipitation or dissolution of phases that occur during the annealing process. The alloys containing Mn show a strong deltaS growth or a marked r drop between 450 °C and 550 °C, linked to the precipitation of the Mn-rich Al6(Mn,FE) equilibrium phase. While the Mg in aluminum generates a series of maxima and minima of both rho and deltaS associated to the pre-established precipitation sequence: GP Zones <FONT FACE=Symbol>® b</FONT>' phase <FONT FACE=Symbol>® b</FONT> phase, a combination of effects ensues in the Mn- and Mg-containing alloys, the Mg effect being enhanced at temperatures below 350 °C and that of the Mn striking the same behavior above such temperature. Our study ascertains that the Mg speeds up the precipitation and lowers the activation energy of the Al6(Mn,Fe) phase, the latter having been evaluated by the multiple temperature method.

Using ab-initio calculation, we have computed different electronic parameters associated with the transport coefficients of graphite Bernal. Software CRYSTAL¹ was used with a Pople standard STO- 21G* basis set. Different hamiltonians were tested, choosing a restricted Hartree-Fock one, because it generated the best qualitative results. All graphites studied present a valence bandwidth near 0.60 a.u., in agreement with the literature. In hexagonal Bernal graphite the splitting of the valence P band was accentuated, and E F = -0.00140 a.u. The surface Fermi is located around the HKH edge of the first Brillouin zone. In general such surfaces present a central electron orbit of maximal size in the plane, which diminish in size when the z component of the <IMG SRC="http:/img/fbpe/mr/v5n2/11049s6.gif">vector moves in KH direction. Integrating on the surface Fermi calculates the time relaxation parallel and the time relaxation perpendicular and finally we evaluate the parallel and perpendicular resistivity.