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Optimization of novel aluminum welding fillers reinforced with NbB2 nanoparticles

dc.contributor.advisor Suárez, O. Marcelo
dc.contributor.author Calle-Hoyos, Andrés F.
dc.contributor.college College of Engineering en_US
dc.contributor.committee Torres Garcia, Wandaliz
dc.contributor.committee Medina, Lourdes A.
dc.contributor.committee Cesaní, Viviana I.
dc.contributor.department Department of Industrial Engineering en_US
dc.contributor.representative Torres, Pedro
dc.date.accessioned 2019-03-29T12:56:11Z
dc.date.available 2019-03-29T12:56:11Z
dc.date.issued 2018-05
dc.description.abstract Accordingly, the present research sought a cost-effective alternative to repair structures and rescue equipment with better quality welding, for rapid restoration of areas affected by disasters. This study focuses on the development of a new aluminum-based filler reinforced with a stable diboride nanodispersoid that provides the weld with higher service temperature and strength. A response surface methodology allowed assessing the effect of stir casting factors, namely the melt stirrer speed and the stirring time, while estimating a second-degree polynomial model, which enabled the optimization the manufacturing process of the filler with those niobium diboride (NbB2) nanoparticles. The addition of NbB2 nanoparticles upon stir casting of the filler alloy can raise its hardness 11% compared to the unreinforced filler. One important operational benefit is that no new TIG welding methods need to be developed, as the fillers are designed to be interchangeable with competing commercial ones. en_US
dc.description.abstract Por consiguiente, la presente investigación buscó una alternativa rentable para reparar estructuras y equipos de rescate con soldadura de mejor calidad, para la restauración rápida de áreas afectadas por desastres. Este estudio se centra en el desarrollo de un nuevo material de relleno a base de aluminio reforzado con un nanodispersoide de diboruro de niobio estable que ofrece la soldadura con una mayor temperatura de servicio y fuerza. La implementación de la técnica de fundición por agitación es un método relativamente simple y de bajo costo para la fabricación Una metodología de superficie de respuesta permitió evaluar el efecto de los factores de fundición por agitación, concretamente la velocidad del agitador de fusión y el tiempo de agitación, mientras se estimaba un modelo de polinomio de segundo grado, lo que permitió la optimización el proceso de manufactura del material de relleno con nanopartículas de diboruro de niobio (NbB2). La adición de nanopartículas de NbB2 en fundición de agitación de la aleación de relleno puede aumentar su dureza en un 11% en comparación con el material de aporte no reforzada. Un beneficio operacional importante es que no es necesario desarrollar nuevos métodos de soldadura TIG, ya que los rellenos están diseñados para ser intercambiables con los materiales de aporte comerciales. en_US
dc.description.graduationSemester Spring en_US
dc.description.graduationYear 2018 en_US
dc.description.sponsorship Nanotechnology Center (National Science Foundation grant HRD 0833112 and 1345156) en_US
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/20.500.11801/1880
dc.language.iso en en_US
dc.rights.holder (c) 2018 Andrés Felipe Calle Hoyos en_US
dc.rights.license All rights reserved en_US
dc.subject Niobium diboride (NbB2) nanoparticles - Aluminum - Welding - Fillers (Materials) en_US
dc.subject Metal inert gas welding - Fillers (Materials) en_US
dc.subject.lcsh Fillers (Materials) en_US
dc.subject.lcsh Aluminum--Welding en_US
dc.subject.lcsh Niobium en_US
dc.title Optimization of novel aluminum welding fillers reinforced with NbB2 nanoparticles en_US
dc.type Thesis en_US
dspace.entity.type Publication
thesis.degree.discipline Industrial Engineering en_US
thesis.degree.level M.S. en_US
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