Carlos J. R. González Oliver es Técnico Mecánico Nacional (1968). Es Licenciado en Fìsica, (Univ.Nac. de Córdoba; 1968-1973), y posee el grado de Doctor of Philosophy (PhD) in Glass Technology, (Univ.of Sheffield, Inglaterra; 1975-1978). Realizó trabajo post doctoral sobre Sol-Gel Route for Making Glasses, (Univ.of Sheffield: 1979-1981).
Y trabajó como investigador en: Battelle Memorial Institute (Geneva, Switzerland): Reached Level 3, as Researcher y trabajó en R & D Projects about Structural Ceramics, Glasses, Optical Fibers, Bioceramics and Electronic Ceramics (1981-1988), y, en Vitramon GmbH (Backnang, Germany, 1988-1990). A cargo de la sección de I & D y se organizó un laboratorio de caracterización de MLC, multilayer ceramic capacitors. En la actualidad se desempeña como Investigador Principal del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), con lugar de trabajo en el Centro Atómico Bariloche (desde 1990). Se especializa en cerámicos superconductors, materiales compuestos de matriz metálica, vidrios y en densificación de cerámicos, rocas volcánicas y vidrios. Participó en numerosos proyectos internacionales, y nacionales, de cooperación científica y educativa con investigadores argentinos fuera del país co-financiados por la Unión Europea, el Mincyt, la ANPCyT y el programa RAICES. Se lograron tesis doctorales en cerámicos superconductores de alta temperatura y en materiales compuestos de matriz metálica y se cooperó con trabajos de tesis doctorales de alumnos en el exterior en temas afines. Adicionalmente se trabajó en proyectos básicos de I & D en vidrios, cerámicos y aceros cubriendo temáticas relevantes a planificaciones universitarias e institucionales en Argentina. Se lograron dos patentes argentinas. En la actualidad se desarrollan trabajos de tesis doctorales en el Instituto Balseiro en temas de materiales WC – Co y vidrios de fosfato de hierro.
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Análisis difusional de cinéticas de densificación en cerámicos, vidrios y metales o compuestos de matriz metálica. Sistemas considerados: YBa2Cu3O7-x, 2MgO.2Al2O3.5SiO2, Ag, (Al-Cu)/ Al2O3 (fibras cortas) y / Co-WC (partículas nanométricas)
Las composiciones fueron estudiadas usando un dilatómetro vertical Theta Inc, bajo flujo de variadas atmósferas, y a velocidades de calentamiento constantes (CHR). Las curvas obtenidas en términos de Δl/lo(T) = (lo − l(T)) / lo, con [lo, l(t,T)] respectivamente alturas inicial e instantánea del disco, exhiben claramente comienzos de densificación y varias aceleraciones / mesetas en la curvas de densificación absoluta. Dichas curvas se ajustan a modelos físicos difusionales clásicos y se proponen modelos específicos basados en la extensión del rango de T(ºC) de validez (y calidad estadística) del ajuste y de las entalpías de activación obtenidas.
A modo de ejemplo adelantamos que dichos análisis indican que para el cerámico (1:2:3)
YBa2Cu3O7-x (tamaño de partícula entre 1-5µm, y, que densifica un 15% lineal en el rango 930 –1040°C) resulta que la mayor parte de la densificación se puede atribuir a sinterización en presencia de fase lìquida (LPS `liquid phase sintering´) involucrando cierta solubilidad del sólido (1:2:3) a sinterizar en el líquido generado, muy rico en Ba y Cu y que contiene 4% molar de (½)Y2 O3. Tantos datos isotérmicos como aquellos obtenidos bajo CHR (rango 938-990 ° C, bajo flujo de O2) entregaron entalpías de activación del orden de 220-230 kJ/mol para el modelo de solución-precipitación (S-P). Como otro ejemplo se tratan los casos de la plata pura (tamaño de partículas desaglomeradas de 300 nm; densificación notoria entre 320 y 440°C a 2°C/min bajo flujo de O2) y del sistema Co-WC (WC de 80 nm de tamaño de partícula; sistema en estado sólido a temperaturas entre 800 y 1200°C, y densificación bajo vacío) se obtiene un muy buen acuerdo de los datos Δl/lo (t,T) con un modelo particular de densificación conjunta con el crecimiento de granos. Se obtienen energías de activación coincidentes con la de auto difusión volumétrica de Ag y para WC-Co se encuentra una energía del orden de 100 kcal/mole que puede asignarse a la auto difusión de WC en presencia de Co.
Abstract of semiplenary conference
Diffusional-analysis of the kinetics of densification in ceramics, glasses and metals or metal matrix composites. YBa2Cu3O7-x, 2MgO.2Al2O3.5SiO2, Ag, (Al-Cu)/Al2O3 (short fibres) and/Co-WC (nanoparticles)
The compositions were studied using a vertical dilatometer Theta Inc. under various atmospheres, and constant heating rate (CHR) conditions. The curves obtained in terms of Δl/lo(T) = (lo − l(T)) / lo, with [lo, l (t, T)] respectively the initial and instantaneous disc heights, exhibit clearly early / on-set densification and several acceleration / plateaus in absolute densification. These curves are fitted to classic diffusional physical models and are proposed specific models based on the extension of T(ºC)-range of validity (and statistic quality) and the obtained activation enthalpies.
As examples it can be advanced that these analysis indicate that for the ceramic (1:2:3) YBa2Cu3O7-x, (particle size between 1-5μm, and densifying 15% linear in the range 930 -1040 ° C) most of the densification can be attributed to liquid phase sintering (LPS) involving some solid solubility of the solid (1: 2: 3) in the generated liquid, rich in Ba and Cu and containing 4 mol% (½) Y2O3. Isothermal data as well as those obtained under CHR (range 938-990 ° C, low flow of O2) gave enthalpies of activation of the order of 220-230 kJ/mol for the solution-precipitation model (S-P) in LPS.
As another example are treated next the cases of pure silver (300 nm particle size of deagglomerated particles, densifying quite well between 320 and 440 ° C at 2 ° C/min under flowing O2) and system Co-WC (WC 80 nm particle size; solid state system at temperatures between 800 and 1200 °C, and under vacuum densification) a very good agreement of the l/ lo (t, T) data with a particular model of densification simultaneous with grain growth is obtained. Activation energies matching volume self diffusion of Ag is obtained and for WC-Co is obtained an energy of about 100 kcal / mole which can be assigned to the self diffusion of WC in the presence of Co.
Hernán Gabriel Svoboda es ingeniero mecánico de la Universidad de Buenos Aires, doctor de la UBA en Ingeniería, e Investigador Ajunto de CONICET. En los últimos 15 años ha venido desarrollado su actividad como investigador en el área de Procesamiento de Materiales Metálicos, especialmente en relación a la Tecnología de la Soldadura, abordando temáticas relacionadas al estudio de las relaciones entre procesos-estructura y propiedades. Ha presentado y publicado más de 180 trabajos en congresos nacionales e internacionales y publicado más de 40 artículos en revistas especializadas. Asimismo, ha desarrollado una fuerte interacción con la industria, generando diversas actividades de transferencia. Ha formado numerosos recursos humanos (becarios, tesis de grado y posgrado) y llevado adelante diversos proyectos de investigación. Actualmente es el director del Grupo de Tecnología de la Soldadura y Comportamiento Mecánico de Materiales Metálicos del INTECIN (Instituto UBA-CONICET) y dirige el Grupo de Investigación en Soldadura de INTI-Mecánica y de FRSN-UTN. A su vez, ha llevado a cabo su actividad docente en diversas universidades e institutos de capacitación a través del dictado de cursos relativos a su área de actuación.
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Avances recientes en Soldadura y Procesamiento por Fricción-Agitación (FSW/P)
La soldadura por Fricción Agitación (FSW) fue desarrollada en The Welding Institute (TWI) en 1991, como técnica de unión en estado sólido, habiendo revolucionado la tecnología de la soldadura en los últimos veinticinco años. En comparación con los procesos convencionales de fusión presenta numerosas ventajas. Asimismo, se ha extendido a prácticamente todas las aleaciones de uso ingenieril y en aplicaciones de uniones disímiles. En los últimos años este proceso ha ido evolucionando hacia variantes que amplían su potencial (soldadura de punto, herramientas autorreactivas, procesamiento de materiales, obtención de materiales compuestos, entro otros). A su vez, el desarrollo de modelos numéricos que permiten una mejor comprensión de los fenómenos actuantes es una herramienta fundamental en la actualidad. Todavía se dista de una cabal comprensión de las relaciones existentes entre variables de proceso, ciclo térmico, defectos/microestructura y propiedades. Sin embargo, estos procesos se han ido incorporando en diversas industrias, por lo que su estudio es un tópico actual de gran relevancia.
Abstract of semiplenary conference:
Recent advances in Friction Stir Welding and Processing (FSW/P)
Friction Stir Welding was developed by The Welding Institute in 1991 as a solid state joining technique. It has revolutionized the welding technology in the last twenty five years. Comparing with other conventional fusion welding processes it has numerous advantages. Likewise, it has extended to practically all metallic alloys of technological interest and in dissimilar joints. In the last years this process has evolved into several variants that extend its capabilities (spot welding, self-reacting pins, processing of materials, composite materials, among others). At the same time, the development of numerical models that enable a better comprehension of the actual phenomena has been a relevant tool. Nevertheless, the full understanding of relations between process parameters, microstructure/defects and properties is still remaining. However, these processes have being introduced into several industrial applications, being its study a relevant issue.
Carlos Rodolfo Oldani, es Ingeniero Metalúrgico de la Universidad Católica de Córdoba, Doctor en Ciencias de la Ingeniería en la Universidad Nacional de Córdoba, Profesor Titular Plenario en la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba, Director del Laboratorio de Materiales (LabMat) del Departamento de Materiales y Tecnología de la F.C.E.F. y N. – U.N.C.
Trabajó en INTI-Córdoba entre 1979 y 2006, es docente en la Universidad Católica de Córdoba y en la Universidad Nacional de Córdoba desde 1979 y actualmente es Profesor Titular de las Cátedras de Biomateriales (Ing. Biomédica) y de Materiales (Ing. Mecánica y Aeronáutica). Investigador Adjunto en INTI. Investigador en la F.C.E.F. y N. de la Universidad Nacional de Córdoba. Ha trabajado en los siguientes temas: Aceros de uso eléctrico y Actuadores de Nitinol. Actualmente trabaja en: Pulvimetalurgia de titanio y compuestos de titanio con aplicación biomédica y Reciclado de viruta de aleación de magnesio por pulvimetalurgia
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Titanio biofuncional y bioactivo para implantes
Por años el titanio fue reconocido como un excelente biomaterial debido a su inercia química (pasividad y baja reacción con los fluidos corporales y los tejidos), alta resistencia mecánica y baja rigidez comparada con otros metales. Sin embargo, la tendencia en el desarrollo de biomateriales hace pensar en la necesidad de conseguir que estos sean bioactivos para que reaccionen positivamente con los tejidos óseos y que además, sean funcionales, es decir, que tengan una porosidad adecuada para la adhesión celular. La presencia de porosidad también beneficia en la reducción de la rigidez, acercándola a la del hueso.
Este trabajo presenta un nuevo material metálico, bioactivo y biofuncional, obtenido mediante técnicas de pulvimetalurgia. Los resultados de la caracterización mecánica, así como la caracterización biológica muestran un gran potencial para este material, para ser aplicado en implantes óseos.
Abstract of semiplenary conference:
Biofunctional and bioactive titanium for implants
For years titanium was recognized as an excellent biomaterial due to its chemical inertness (passivity and low reaction with body fluids and tissues), high mechanical strength and low stiffness compared to other biometales. However, the trend in developing biomaterials suggests the need to achieve bioactive biomaterials that react positively with the bone tissue and also, to be functional, ie, having a porosity suitable for cell adhesion. The presence of porosity also benefits in reducing stiffness, nearing that of bone.
This paper presents a new biomaterial metal that is bioactive and biofunctional, obtained by powder metallurgy techniques. The results of the mechanical characterization and biological characterization show a great potential for this material to be applied in bone implants.
Juan Perez Ipiña, es Ingeniero Mecánico UNLP, Doctor Notório Saber em Engenharia Mecânica UNPR, Brasil. Especializado en Comportamiento Mecánico y Mecánica de Fractura. Investigador Principal del CONICET y Profesor Titula UNComa.
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Transición Dúctil Frágil de Aceros: La “Master Curve”
A pesar de ser un tema que viene siendo estudiado desde hace más de 100 años, el problema de la transición dúctil frágil de aceros ferríticos tiene muchos aspectos aún no resueltos, y es por eso que se recurre a aproximaciones tecnológicas que permitan abordar la problemática en aplicaciones prácticas. La metodología más avanzada que tiene en cuenta efectos de temperatura, de tamaño y de dispersión de resultados es la llamada “Master Curve” que ha sido adoptada por organizaciones muy importantes como ASTM, IAEA, API y ASME.
Se describe la metodología, sus ámbitos de aplicación y se discuten bondades y limitaciones.
Abstract of semiplenary conference
Ductile-to-Brittle Transition in Steels: The Master Curve
Despite being a topic that is being studied for more than 100 years, ferritic steels brittle-to-ductile transition problem presents many aspects still not solved, and that is why technological approaches are used in practical applications. The most advanced methodology that takes into account the effects of temperature, size and scatter of results is the so-called "Master Curve" which has been adopted by several organizations, including IAEA, API, ASTM and ASME.
The methodology and its fields of application are described, and goodness and limitations are discussed.
Lucio Iurman, es Ingeniero Industrial recibido en la Universidad Nacional del Sur, R.Argentina, en 1962. Profesor Consulto de la Universidad Nacional del Sur y de la Facultad Regional Bahía Blanca de la Universidad Tecnológica Nacional. Profesor de Trabajado Mecánico en los Cursos Panamericanos de la OEA en la Comisión Nacional de Energía Atómica Argentina y en la Universidad Nacional Autónoma de México. Profesor de cursos de laminación y de conformado de chapas de acero en Universidades y Plantas Siderúrgicas en la Argentina, países de América del Sur y España. Ex Director de Investigaciones Industriales del IAS, de la Fábrica de Aleaciones Especiales de la CNEA y Consultor de ONUDI en Nigeria.
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Evolución de las chapas de acero para conformado. La experiencia de su seguimiento en una Universidad Argentina.
Desde la segunda mitad del siglo pasado, las chapas de acero para conformado han experimentado avances notables, gracias a la metalurgia física.
Los criterios de evaluación de calidad de estas chapas han acompañado los cambios producidos. Fue fruto de la mecánica del continuo, que permitió discernir los modos en que es solicitada una chapa en un conformado industrial. La comprensión de estos modos de solicitación y de los caminos de deformación del material condujo a las propiedades mecánicas necesarias para evitar roturas en situaciones extremas. Se realimentó así el proceso de fabricación de chapas para lograr las propiedades requeridas mediante microestructuras adecuadas. De este modo se llegó a los aceros para conformado que combinan mejores características mecánicas de resistencia y deformabilidad.
Se expondrá el acompañamiento de los desarrollos señalados llevado a cabo en la Universidad Nacional del Sur, con transferencia a la industria, desde los años ’70 hasta la fecha.
Abstract of semiplenary conference
Since the second half of the past century, the steel sheets for metal-forming have experienced remarkable progresses thanks to physical metallurgy.
The quality evaluation criteria of these sheets have accompanied those changes. This has been due to the continuum mechanics, that allowed the knowledge of the modes in which a sheet is stressed in an industrial forming. The understanding of these modes of stressing and of the strain paths of the material led to the mechanical properties needed to avoid fractures in extreme situations. The sheets fabrication process was back-feeded to obtain the required properties through adequate microstructures. In this way steels for metal-forming were produced with the best strengths and deformation capabilities.
The follow-up of these developments carried out at the Universidad Nacional del Sur, with transference to the industry, since the ‘70s up to date, is described.
Gustavo Sánchez Sarmiento, es graduado como Licenciado en Física en 1973 y posteriormente como Doctor en Ingeniería Nuclear en el Instituto Balseiro, Bariloche, Argentina. Desde 1974 hasta 1981 sido investigador en el Centro Atómico Bariloche, CNEA, Argentina, y docente del Instituto Balseiro. Desde 1981 hasta 1987 ha sido Jefe del Departamento de Mecánica Computacional en ENACE, Argentina. Desde 1993 hasta 1996 ha sido Director del Departamento de Física de la Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, llegando a la categoría de Profesor Titular Plenario. También es actualmente Coordinador de Investigaciones en la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Salvador (Buenos Aires).
Al mismo tiempo se ha desempeñado como consultor privado, como CEO de su empresa KB Argentina S.R.L., habiendo desarrollado importantes proyectos para una gran cantidad de empresas e instituciones in Argentina, Brasil, Chile, Venezuela, México y en los EE.UU. (alrededor de 130 clientes, entre ellos Ternium SIDERAR, Tenaris Siderca, IAS, YPF). Ha dictado 56 cursos de postgrado y 62 conferencias invitadas in Argentina, E.E.U.U, Brasil, Chile, España, México, Polonia, Hungría y China. Sus principales áreas de trabajo han versado sobre temas de Mecánica Computacional, habiéndose especializado en el Método de Elementos Finitos y otras técnicas numéricas de simulación computacional aplicada a varias áreas industriales. Ha publicado más de 100 artículos en revistas científicas internacionales, siendo además autor de alrededor de 370 informes técnicos y publicaciones locales. También ha presentado unos 250 trabajos en congresos y reuniones científicas, actuando en muchos de ellos como organizador y miembro de sus comisiones científicas.
En 1986 ha sido galardonado con el "Primer Premio Nacional de Ingeniería", Producción 1980-1983, por el Gobierno de Argentina, otorgándosele una pensión graciable. También ha merecido en 2002 el Premio AMCA, otorgado por la Asociación Argentina de Mecánica Computacional, en reconocimiento a su trayectoria académica, científica y professional en Argentina. En 1996 y en 2003 ha obtenido dos Becas Senior de la Comisión Fulbright para desarrollo de investigaciones en los EE.UU.
El 28 de octubre de 2014 se le ha otorgado el Premio de la Academia Nacional de Ciencias de Buenos Aires, en la Categoría Consagración, por iniciativa de la Sección Ingeniería, Arquitectura y Arte de esa Academia, en forma unánime por el Jurado, como “justiciero homenaje a la significación e importancia de su vasta labor, por sí misma consagratoria”. El premio es otorgado cada tres años por la Academia, y éste ha sido el primero para dicha Sección.
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Simulación computacional de tratamientos térmicos. Investigaciones recientes empleando NX-CAE y HT-Mod
En esta conferencia semiplenaria se presenta una revisión sobre las aproximaciones matemáticas empleadas en la simulación computacional de tratamientos térmicos por elementos finitos, donde deben resolverse problemas acoplados de conducción de calor con transformación de fase, calcularse los correspondientes campos de tensiones y deformaciones en las probetas y piezas templadas, y evaluar la distribución de dureza obtenida del tratamiento. Para la determinación de los coeficientes de transferencia térmica dependientes del tiempo en cada punto de las superficies de las piezas tratadas, deben resolverse problemas inversos mediante técnicas de optimización. La metodología está implementada en el Software HT-Mod desarrollado por el conferencista y colaboradores, en el cual se obtiene también la distribución de dureza resultante en las piezas templadas según la Norma SAE J 406. La distribución espacial y temporal de la temperatura es posteriormente impuesta en el Sistema Unificado de Elementos Finitos NX-CAE (de Siemens PLM), obteniéndose las distribuciones de tensiones y deformaciones dependientes del tiempo, especialmente las tensiones residuales y deformaciones permanentes.
Se muestran finalmente resultados recientes de implementación del denominado Método Calorimétrico (o Método de Kuyucak), en el cual se emplea la variación de temperatura del medio de temple en lugar de la temperatura medida en algunos puntos de la pieza tratada o de la probeta.
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Computational Simulation of Heat Treating Processes. Recent researchers using NX-CAE and HT-Mod
An overview of the mathematical approximations used in the computer simulation of heat treatments by the finite element method, where coupled problems of heat conduction with phase transformation, and subsequent calculation of stresses and strains solved in the specimens and temperate parts, are presented in this lecture. For the determination of the time dependent heat transfer coefficients, inverse problems should be solved through optimization techniques. The methodology is implemented in the HT-Mod Software developed by the lecturer and collaborators, in which the distribution of resulting hardness is also obtained in the temperate parts, according to Standard SAE J 406. The spatial distribution of temperature dependent time is laterly applied to the Unified Finite Element System NX-CAE (Siemens PLM) to obtain the stress distributions and time-dependent deformations, and especially residual stresses and permanent deformations.
Recent results implementation of the so called Calorimetric Method (or Kuyucak Method), in which the temperature variation of the quenching medium is used instead of the measured temperature, in some parts of the treated piece or specimen, are finally shown.
