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By C. Gatschlhofer, A. Krammer, H. Raupenstrauch, T. Hochsteiner, A. Holzer, L. Wiszniewski

The rising demand for lithium-ion batteries, coupled with international climate targets, emphasises the need for circular economy and zero-waste recycling approaches. However, so far, no industrial-scaled solutions are available that fulfil global recovery targets. Therefore, a novel pyrometallurgical reactor was developed at the Chair of Thermal Processing Technology at Montanuniversitaet Leoben to avoid lithium slagging and recover volatile elements via the gas phase. Nevertheless, previous results show that several impact factors, including interfering elements or pre-treatment steps, strongly limit the recycling efficiency of black mass. To simulate the black mass and provide feedback on possible influences of pre-treatment steps, cathode material from production with additives of interfering elements was analysed regarding melting behaviour. The results show that formation of a further processable alloy was increased by almost 50% when pretreatment steps were excluded, indicating pre-treatment steps as a major influence to be considered within this specific recycling route.

Jan 1, 2023

By Sugui Tian

By means of the T6 treatment, the measurement of creep curves and microstructure observation, the influence of T6 heat treatment on the microstructure and creep properties of Ti-6Al-4V alloy is investigated. Results show that the microstructure of the forged alloy consists of the banded-like a phase and networks b phase. After sub-temperture T6 treated, the microstructure of alloy consist of the block a phase and ?networks basket? structure. Under the conditions of the applied stress of 575 MPa at 4000C, the forged alloy displays a lower creep lifetimes, after T6 treated the creep lifetimes of the alloy is enhanced to 548 h from 66 h, which is attributed to the formation of the network basket structure in which the needle-like phase are dispersedly distributed. As creep goes on, the denser dislocations in the a phase are concentrated to occur the dynamic recrystallization for refining grain. which is a main reason of the alloy displaying a better creep lifetimes and plasticity. Thereinto, the creep mechanism of the forged alloy is thought to be the slip of the straight <a> and <a+c> dislocation are activated on the prismatic planes and pyramidal planes, while the creep mechanism of T6 treated alloy is that wave-like <a+c> dislocations are activated on the pyramidal planes.

Jan 1, 2009

By Z. W. Zhang, Songsong Xu, Jinhui Li, Yun Zou, Yu Zhao

High strength low alloy (HSLA) steels with high strength, high toughness, good corrosion resistance and weldability, can be widely used in shipbuilding, automobile, construction, bridging industry, etc. The microstructure evolution and mechanical properties can be influenced by thermomechanical processing. In this study, themomechanical processing is optimized to control the matrix microstructure and nano-scale precipitates in the matrix simultaneously. It is found that the low-temperature toughness and ductility of the steels are significantly the matrix microstructure during enhancing the strength by introducing the nano-scale precipitates. The effects of alloying elements on the microstructure evolution and nano-scale precipitation are also discussed.

Jan 1, 2016

By Robert W. Bartlett

"Economic and other factors, mostly outside of metallurgy, that strongly influence applied research, development and especially successful commercial adoption of new processes for producing primary metals and other commodity materials are reviewed. These factors, which can be both positive and negative in their influence, are often too lightly regarded in the research planning stage. They include continuing imperatives that have long influenced new process development as well as more recent trends. Both are discussed. Nearly all new materials eventually become commodities--products made to standard specifications with no producer control over price. Success requires being a low cost producer on a world wide basis. Composites and other complex material assemblages are unlikely to escape this fate as they mature.INTRODUCTIONThe adoption of new processes, beginning with research and development, for primary metals and other commodity materials is particularly difficult because each new process must supplant an existing process that is already being used commercially. There are many requirements besides technical innovation and cost superiority that must be met by the new process. Consequently, few innovations make it all the way from the research laboratory to commercial success.This paper discusses some of the factors that influence success in developing new processes for primary metals and commodity materials, based on the authors experience as a research metallurgist and industrial research manager. It begins with some of the factors that are always present and constrain successful process research and development, and proceeds to current trends that are expected to continue long enough to influence processes in the year 2000. Many of these trends are contradictory in their effect on new process development, and the future remains uncertain.The prevailing importance of these trends will vary with the material, process concept and other factors intrinsic to each case. Nevertheless, an awareness of these influences can help to avoid some of the R&D pitfalls and dead ends. Such awareness is deemed to be a necessary condition to avoid failure when commercial adoption of a new process is the goal."

Jan 1, 1988

By Leandro de Almeida

Tiras e chapas de cobre e suas ligas possuem excelentes propriedades térmicas, elétricas e mecânicas simultaneamente e por isso podem ser utilizadas na fabricação de inúmeros produtos através de processos de conformação. Determinadas características devem ser analisadas na chapa antes mesmo do processo de manufatura, visando eliminar possíveis falhas durante as etapas de produção. Especificamente para o processo de repuxo profundo, faz-se necessário avaliar a possível formação de orelha e o possível afinamento da espessura da chapa durante a conformação. Sendo assim, o levantamento dos coeficientes de anisotropia planar ?r e o de anisotropia normal r são essenciais para se obter bons resultados nos processos de conformação. O presente estudo tem como objetivo avaliar a influência da deformação (e) na obtenção dos coeficientes ?r e r na liga UNS C22000, utilizada especificamente para a produção de projéteis A norma ASTM E 517 que apresenta a metodologia para se determinar esses coeficientes não especifica claramente qual e a ser utilizada. Os resultados alcançados não demonstram diferenças significativas com relação a e utilizada nos ensaios, ou seja, os coeficientes obtidos utilizando 0,10, 0,15 e 0,20 de deformação são os mesmos.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Martins Barbosa

A água é utilizada em processos industriais desde o começo da era industrial. Sua utilização é variada, desde como matéria prima, até como utilidades. Muito se discute a respeito da qualidade da água para descarte e seus possíveis danos ambientais, mas é importante mostrar que, além disso, existe um impacto financeiro ao trabalharmos com a má qualidade da água industrial. Este trabalho propõe demonstrar a influência da qualidade da água nos processos industriais, através da avaliação do resultado da instalação de um filtro de água na tubulação de entrada de um trocador de calor.

Aug 17, 2017

By Daniel Asunción García Ramos

El presente texto señala la influencia del quebracho como agente tensoactivo que evita el problema causado por el azufre a través de concentrados, cuyas especies mineralógicas predominantes son: esfarelita, pirita, incrementándose la extracción de metales. En este sentido, este método hidrometalúrgico permite que los concentrados que tienen plomo y arsénico en su composición, sean neutralizados para neutralizarlos como sulfatos sólidos, mientras que los sulfuros de zinc y de cobre pasan a la solución acuosa en estado iónico para ser recuperados posteriormente por electrodeposición.

Dec 1, 2015

By César Augusto Martín Hilser Vicuña

El "Punto de fluencia” es el contenido de humedad crítico a partir del cual un mineral concentrado sufre “liquefacción”, es decir, libera la humedad como agua libre al ser sometido a las sacudidas propias de una travesía por mar. En esta perspectiva, el presente texto correlaciona la influencia que tiene el proceso de producción de los concentrados en el punto de fluencia a través de los siguientes factores: granulometría, efecto de los reactivos de flotación y la mineralogía. De forma que al conocer los factores que influyen notablemente en el valor de la humedad límite de transporte, se evita los riesgos de que la carga sufra licuefacción durante su transporte por mar.

Sep 14, 2009

By Dyego Irineu Silva de Almeida

O presente trabalho teve como objetivo analisar os efeitos dos ciclos de tratamento térmico de recozimento, normalização e esferoidização nas características microestruturais do aço SAE 8620. O aço SAE 8620 é amplamente utilizado na fabricação de engrenagens, pinos e peças onde há exigência de dureza superficial, obtida pelo processo de cementação ou carbonitretação. O aço SAE 8620 é empregado na construção de mecanismos onde a resistência ao desgaste é propriedade mais importante. Para essa aplicação, aços com baixo teor de carbono produzem um núcleo tenaz e os tratamentos termoquímicos conferem as características superficiais necessárias. O espécime original foi caracterizado através dos procedimentos necessários para visualização da microestrutura, bem como as amostras provenientes dos tratamentos térmicos. Sabe-se que o estudo metalográfico de um material é de grande importância para a identificação de suas propriedades, haja vista que essas propriedades estão diretamente relacionadas com a microestrutura que o material possui. Concluiremos que os diferentes ciclos de tratamento térmico, influenciam diretamente nas microestruturas das peças tratadas termicamente, como também na propriedades mecânicas.

Oct 30, 2017

By Simón D. Strauss

El presente texto señala los factores que han influenciado el comportamiento de los precios de los metales no ferrosos desde el fin de la Segunda Guerra Mundial. Tras la finalización de este periodo bélico, se dio una inflación que afectó los niveles de precios de todos los productos, alterándose los costos de cuatro de los ocho metales no-ferrosos en la industria minera peruana. Para ello, se realiza un estudio comparativo de los precios estipulados durante la Segunda Guerra Mundial con los precios vigentes al 31 de octubre de 1969. Asimismo se analiza los problemas básicos de oferta y de demanda, encontrándose que la demanda es mayor a la oferta, pese al descubrimiento de nuevas reservas del mineral. En consecuencia, tanto el avance científico y tecnológico como el desarrollo de la competencia son factores de importancia en la tasa de mercado actual que necesitan evaluarse constantemente.

Nov 20, 1969

By Simon Strauss

El presente trabajo señala los factores que influyen en el precio de los ocho metales no ferrosos como el aluminio, cobre, estaño, molibdeno, níquel, plata, plomo y zinc en el Perú. En el caso de metales como el zinc, el precio varía a fines de la II Guerra Mundial, mientras que en el caso del aluminio, dado que existen bastantes depósitos de este, no existe escasez en la oferta. En el caso del molibdeno, debido a que los elementos de ferro-aleación tienden hasta cierto punto a ser sustituibles el uno por el otro, los precios juegan un rol importante en la determinación de la capacidad del mercado. Entre los otros elementos de ferro-aleación con los cuales debe competir el molibdeno se encuentran el tungsteno, el níquel y el vanadio. En el caso del plomo, la expansión de su demanda no se limita a su precio, sino a su desarrollo tecnológico. El níquel es un metal en cuya oferta hubo relativa escasez y en su demanda ha ocurrido un importante aumento en el consumo. El precio del estaño es hoy más de tres veces mayor a lo que fue durante la Segunda Guerra Mundial, y finalmente en el caso de la plata, que es el metal más caro, su mercado industrial es el más pequeño en tonelaje; pero no en valor.

Sep 1, 1970

By H. Lieberwirth, M. Hesse

"Selective comminution (SC) is beneficial for the treatment of primary raw materials, especially if it is utilized in the pre-concentration process. Pre-concentration processes are applied in mineral processing to relieve subsequent processes and to achieve a higher efficiency. SC is also a promising method for the treatment of low-grade ores and waste dumps. With SC, various components can be separated such as valuable minerals from waste, ore from wall rock and different ore varieties within a deposit. SC is a property of a comminution system and leads either to a preferred crack propagation in one component (called preferential breakage) or to a preferred crack propagation along the grain boundaries (called interfacial breakage). SC results from different comminution behavior of various components in the feed material. For mechanical comminution, the preferential breakage seems to be the most important case of SC. Hereby SC generates only the difference in the particle size which can finally be used as a sorting parameter. A sorting process which uses SC depends on three parts: the feed material, the comminution machine and the separation machine. The feed material defines the potential for SC. Differences in properties like strength, toughness and density which are related to comminution are often used. The comminution machine has to exploit this potential. The extent of the exploitation can be influenced by the machine design, material and operational parameters. After SC, the various components are still combined in the product. So ultimately, a separation machine is needed. At preferential breakage, a simple screening machine can be used. The basics about SC will be presented at first. This contains relationships between material properties, the kind of loading in the comminution machine and the SC effect. These basics can be used for example to exploit a potential to SC for a pre-concentration step or to avoid the SC for a higher efficiency of subsequent processes. Based on recent investigations with impact load, the influence of the important parameters compressive strength, density, particle size and impact velocity to the SC will be shown, using examples of lead-zinc ore comminution and fluorspar processing."

Jan 1, 2018

By Luiz Gabriel da Silva Nascimento

Foi fabricada uma matriz hipoeutética de Al-2%Ni e adicionado nela concentrações de 0,5; 1,0; e 1,5 % de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM). A fabricação do material estudado aconteceu por fundição e resfriamento unidirecional brusco originado grãos predominantemente colunares. Os ensaios mecânicos mostram que concentrações maiores de nanotubo na matriz provocam acréscimo na propriedade mecânica e que em áreas mais distante da base extratora de calor a microdureza aumenta. Na amostra que contém 1,5% de nanotubos o valor da microdureza em áreas da posição P1 distante 5 mm da interface metal/molde é aproximadamente de 120 HV, já em áreas da posição P5 distante 45 mm, se aproxima de 210 HV. A resistência a tração é influenciada pela adição de NTC. A matriz possui uma resistência a tração de 64 Mpa, enquanto que a adição de 1,5% de NTC eleva esse valor para 135 MPa.

Aug 17, 2017

By Felipe Pereira Finamor

O aumento da razão da carga transportada por eixo tem sido fundamental para redução dos custos do transporte ferroviário, exigindo rodas de maior resistência mecânica, mas com tenacidade assegurada. Uma das estratégias é se adicionar aos aços microadições (< 0,5 % em massa) de nióbio e ou vanádio, os quais, em solução sólida na austenita atrasam sua decomposição em produtos difusionais, elevando a resistência mecânica dos aços. Neste trabalho foram avaliados dois aços com 0,7%C microligados ou não ao nióbio e molibdênio e produzidos pela MWL Brasil para a fabricação de rodas ferroviárias segundo a classe D da AAR (Association of American Railroads). Foram realizados ensaios dilatométricos em regime isotérmico com um dilatômetro Bähr DIL 805A do Laboratório de Transformação de Fases da Escola Politécnica da USP e análises metalográficas por microscopia eletrônica de varredura e microscopia ótica. Observaram-se atrasos na cinética de transformação austenita/perlita através da microadição de nióbio e molibdênio na ordem de 4 vezes, uma diminuição do espaçamento interlamelar da perlita transformada a 600ºC da ordem de 15% e um pequeno aumento da dureza dos produtos de reação no aço microligado.

Aug 16, 2017

By Ricardo Pondé Weber

O objetivo desse estudo é correlacionar a diminuição da resistência balística de um aço de alta dureza (HHA – High Hardness Armor), produzido no Brasil, com as mudanças microestruturais devido ao impacto balístico. Os resultados sugerem que essa diminuição está relacionada ao surgimento da banda de cisalhamento adiabático (ASB – Adiabatic Shear Bands) com uma dureza maior que a do material original, o que produz trincas e consequentemente diminui a resistência balística do aço.

Oct 30, 2017

By Thais da Silva Rocha

O objetivo deste trabalho é avaliar a reatividade de um metacaulim comercial a partir da análise de sua cristalinidade. Um tratamento térmico é proposto a fim de tornar o material mais amorfo e para isso o metacaulim comercial já calcinado foi submetido a três tempos e temperaturas de queima em forno mufla (700°C em 1h, 600°C em 2h e 500°C em 1h). Após a queima o tratamento térmico que alcançou o melhor resultado foi o de 600°C em 2 horas, apresentando quase que somente picos cristalinos de quartzo nas análises de DRX. Para avaliar a influência do amorfismo na resistência mecânica de argamassas geopoliméricas foram moldados corpos de prova cilíndricos de Ø 50x100 mm com o metacaulim comercial como referência e com os metacaulins calcinados. Todas as argamassas foram feitas com a mesma dosagem e ensaiadas com 24 horas após a moldagem. O aumento de resistência à compressão chegou a 53% com o metacaulim queimado a 600°C, mostrando que assim como acontece com argamassas de cimento Portland a calcinação completa é um fator crucial para o ganho de resistência mecânica em argamassas geopoliméricas.

Oct 30, 2017

By Carlos Berlini Filho

As inclusões exercem um papel fundamental na lingotabilidade dos aços produzidos em lingotamento contínuo. É conhecido na literatura o efeito da composição das inclusões na formação de obstruções em válvulas submersas. Contudo, um problema também recorrente no ambiente industrial é o desgaste dos tampões e válvulas submersas do distribuidor, que impede o controle de fluxo de aço para os moldes. O presente trabalho visa avaliar a influência da composição das inclusões na taxa de desgaste de tampão. Foram avaliadas inclusões de aços acalmados ao Si-Mn em corridas que apresentaram diferentes valores de desgaste de tampão. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que a taxa de desgaste de tampão é consideravelmente dependente do teor de MnO das inclusões e que um maior teor de Al2O3 pode contribuir também para reduzir o desgaste.

Aug 17, 2017

By Jorge Luiz Soares do Couto

O presente trabalho tem como objetivo realizar uma análise comparativa do comportamento de quatro metais de solda obtidos pelo processo arame tubular de forma a avaliar o efeito da relação Ni-Mn nas propriedades mecânicas. Foram soldadas juntas multipasse, com consumíveis da classe 110ksi de resistência mecânica, preaquecimento de 200°C, corrente contínua e posição plana e aporte térmico nominal de 1,2 kJ/mm. Após a soldagem, realizaram-se ensaios mecânicos e metalográficos em corpos-de-prova retirados integralmente do metal depositado, na condição de como soldado e após tratamento térmico pós-soldagem. Os resultados mostraram que as melhores propriedades mecânicas foram obtidas para uma composição contendo 1,35%Mn e 2,50%Ni. Adicionalmente, verificou-se que o tratamento térmico pós-soldagem propiciou uma redução da tenacidade ao impacto dos metais de solda de maior resistência devido à precipitação de carbetos nos contornos de grão.

Aug 7, 2018

By Livia Mara Candido

As reservas de minério de ferro, apresentam tendências de menores teores de Fe, tornando maior a necessidade da redução da fração granulométrica inferior a 150µm, o que torna o processo viável tecnicamente por meio concentração. O método mais comum utilizado é a concentração através da flotação. Flotação é uma técnica de separação baseada na afinidade das espécies minerais com as moléculas de água. Na flotação reversa de minério de ferro, utilizam-se agentes que reforçam o caráter hidrofílico das partículas de Ferro, chamados de depressores. O mais comumente utilizado é o amido de milho em forma de solução, gelatinizado com a adição de soda cáustica. Dentro desse contexto e afim de aumentar o poder de gelatinização do depressor, foram realizados através do planejamento fatorial estatístico, ensaios de flotação em bancada, com diferentes concentrações iniciais e finais de amido de milho presente na solução e ainda a relação de amido/soda para avaliar o impacto sobre a recuperação metalúrgica da flotação, concluindo-se que recuperação metálica foram fortemente influenciados pela concentração inicial da solução de amido.

Oct 30, 2017

By Laércio Rosignoli Guzela

Neste estudo uma liga AA6061 foi processada por Extrusão Angular em Canal (EAC) com até quatro passes, a partir de duas condições iniciais diferentes, solubilizada e estabilizada, sendo imposta uma deformação verdadeira de 1,05 a cada passe. As amostras processadas foram caracterizadas através de ensaios de dureza e de análises de calorimetria diferencial de varredura. Tratamentos anisotérmicos foram aplicados após a EAC em condições escolhidas através de calorimetria diferencial de varredura. Observou-se que, devido à microestrutura gerada pela deformação imposta, uma parcela significativa do endurecimento total é obtida após o primeiro passe. As análises de calorimetria diferencial de varredura mostraram que nas amostras deformadas a sequência de precipitação é modificada em relação àquela observada na ausência de deformação, sendo suprimida a formação da fase b¢¢. Ao final dos tratamentos anisotérmicos, observou-se que o valor de dureza das amostras era menor do que o valor inicial, devido à recuperação e à precipitação da fase b¢, menos endurecedora.

Aug 16, 2017