El presente proyecto tiene por objeto la modelización y análisis de los fenómenos térmicos, metalúrgicos y mecánicos que ocurren durante procesos de tratamiento térmico de aceros y de aluminio. Los modelos computacionales de tales fenómenos ocurriendo en forma acoplada proporcionan una poderosa herramienta para predecir el campo de temperatura, las distribuciones de tensiones y las transformaciones de la fase sólida durante tales procesos, y las propiedades mecánicas de los materiales  resultantes de los mismos. El objetivo de estas aplicaciones es la optimización de los procesos de tratamiento térmico mediante la elección de la materia prima y/o la selección del conjunto de parámetros del proceso para aplicaciones específicas de cada material.

          Se aplicará el software HT-MOD, desarrollado por el Investigador Responsable, junto con el Sistema General de Análisis por Elementos Finitos ABAQUS para diversas investigaciones en marcha, tales como: comparación de factores Q de diversos medios temple para aceros 16MNCR5, ASTM D6482 y aleación de aluminio 7075, y propiedades mecánicas (básicamente la dureza) resultantes de los tratamientos térmicos.

Contexto teórico del problema.

El presente proyecto tiene por objeto la modelización y análisis de los fenómenos térmicos, metalúrgicos y mecánicos que ocurren durante procesos de tratamiento térmico de aceros y de aluminio, con el propósito de predecir sus propiedades mecánicas y de controlar las tensiones residuales, la figuración y la distorsión de las piezas tratadas. Los modelos computacionales de tales fenómenos ocurriendo en forma acoplada proporcionan una poderosa herramienta para predecir el campo de temperatura, las distribuciones de tensiones y las transformaciones de la fase sólida durante tales procesos, y las propiedades mecánicas de los materiales resultantes de los mismos (1). De esta manera se optimizan los procesos de tratamiento térmico mediante la elección de la materia prima y/o la selección del conjunto de parámetros del proceso para aplicaciones específicas de cada material.

Instituciones externas con las que se mantiene colaboraciones:

·    Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ingeniería, Buenos Aires, Argentina.

·     KB Argentina S.R.L., Buenos Aires, Argentina.

·     Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos, São Carlos SP, Brazil.

·      Portland State University, Department of Mechanical and Materials Engineering, Portland, OR.

·     Bay Zoltan Institute of  Material Sciences and Technology, Budapest, Hungary.

·     Universidad Autônoma de Nuevo León, Monterrey, México.

·         Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F., México.   

Resultados del Proyecto durante los años 2007 a 2013

a. Capítulos de libros publicados.

G. Sánchez Sarmiento y M.V. Bongiovanni: "Modelling of Case Hardening". Cap 12 de THE            HANDBOOK OF THERMAL PROCESS MODELLING OF STEELS, Hakan Gür, Cemil and Pan, Jiansheng, CRC Press, Boca Ratón, Florida, USA. Noviembre de 2008.

b. Artículos en publicaciones sometidas a arbitraje

• G. Sánchez Sarmiento, J. Fernández Bugna, L.C.F. Canale, R.M. Muñoz Riofano, R. Agnelli Mesquita, G.E. Totten, A.C. Canale: "Modeling Quenching Performance by the Kuyucak Method". Materials Science & Engineering A, Vol. 459, pp 383-389 (2007).
• B. Hernández Morales, J.S. Téllez Martínez y G. Sánchez Sarmiento: "Characterization of the heat transfer boundary conditions during cooling of a horizontal disk with a water column". Materials Science Forum, Vol 539-543, pp 2479-2484 (2007).
• Gastón, G. Sánchez Sarmiento y J.S. Sylvestre Begnis: "Thermal analysis of a continuous casting tundish by an integrated FEM Code". Latin American Applied Research, Vol. 38, pp 259-266 (2008).
• G. Sánchez Sarmiento, R.M. Muñoz, L.C.F: Canale, G.E. Totten y A. Gastón: "Modelling of steel transformation behavior from cooling behavior by the Kuyucak Method". Special Issue of Journal of ASTM International.
• G. Sánchez Sarmiento, C. Bronzini, A.C. Canale, L.C.F. Canale y G.E. Totten: "Water and polymer quenching of aluminum alloys: A review of the effect of surface condition, water temperature, and polymer quenchant concentration on the yield strength of 7075-T6 Aluminum plate". Special Issue of Journal of ASTM International, Vol. 6, No. 1, 2008. Paper ID JAI102098.
• T. Reti, I. Felde, J. Grum, R. Colás, G. Sánchez Sarmiento y A.M. de Deus: "Entension of isothermal time-temperature parameters to non-isothermal conditions: Application to the simulation of rapid tempering". Journal of Mechanical Engineering. En impresión. 2009.
• G. Sánchez Sarmiento, A. Gastón y G. Totten: "Computational modelling of heat treating process using HT-Mod and Abaqus". Latin American Applied Research. 2009.
• G. Sánchez Sarmiento, R.M. Muñoz, L.C.F: Canale, G.E. Totten y A. Gastón: "Modelling steel transformation behavior from cooling behavior by the Kuyucak Method". Special Issue of Journal of ASTM International. Presentado en el 18th IFHTS Congress, July 26th-30th in Rio de Janeiro, Brazil.
• E. Carvalho de Souza, L.C.F. Canale, G. Sánchez Sarmiento, E. Agaliotis, J.C. Carrara, D.Said Schicchi: "Heat Transfer Properties of a Series of Oxidized and Unoxidized Vegetable Oils in Comparison with Petroleum Oil-Based Quenchants". Journal of Materials Engineering and Performance. July 2013, En impresión.
• D. Said Schicchi, G. Belinato, G. Sánchez Sarmiento, R.L. Simencio Otero, George E. Totten, A. Gastón and L.C.F. Canale: "Comparison of Oxidation Stability and Quenchant Cooling Curve Performance of Soybean Oil and Palm Oil". Journal of Materials Engineering and P.erformance. July 2013, En impresion.

c. Trabajos presentados en congresos.

• G. Sánchez Sarmiento: "Numerical solutions of inverse problems of heat conduction coupled with phase transformations in steels". Second Int. Conf. on Approximation Methods for Design and Control, Buenos Aires, 7 al 9 de marzo de 2007.
• R. Wulfsohn y M.V. Bongiovanni: "Simulación de tratamientos de carburización de aceros con Abaqus". Quinta Reunión Latinoamericana de Usuarios de Abaqus, Córdoba, Argentina, 1º y 2 de octubre de 2007.
• C.E. Canavides, J.E. Fernández Bugna, G. Sánchez Sarmiento, G.E. Totten, I. Felde  and T. Reti: "Thermo-mechanical Analysis of Railway Wheels During Braking", 2^nd. Int. Conf. of Distortion Engineering 2008, Bremen, Alemania, 17-19 sept. 2008. Proceedings, pp 451-459.
• Gastón, G. Sánchez Sarmiento, R.M. Muñoz Riofano, L.C.F. Canale, G.E. Totten, and I. felde: "Modeling Steel Quenching by the Calorimeter Method". Jubilee Congress of the Budapest Polytechnic. Budapest, Hungría, 14 de noviembre de 2008.
• Gastón, G. Sánchez Sarmiento, R.M. Muñoz Riofano, L.C.F. Canale y C.G. Arone: "Modeling Heat Treatment of Steels by the Calorimeter Method", II Encontro Acadêmico de Modelagem Computacional do LNCC, Petrópolis, Rio de Janeiro, Brasil, 13-14 de Janeiro de 2009.
• E.M. Bortoleto, G. Sánchez Sarmiento, A. Fioranelli Jr. and A. Gastón: "Using Abaqus   Subroutines to develop a new finite element modeling tool for heat treatment simulation". 2009 SIMULIA Customer Conference, Londres, Inglaterra, 18-21 de mayo de 2009, pp. 780-789.
• G. Sánchez Sarmiento, L.C.F. Canale, R.M.M. Riofano y G.E. Totten: "Modeling of as-quenched hardness of carbon and alloy steels by the Kuyucak Method". SAE Worl Congress 2009. Detroit, EE.UU., Junio de 2009. Enviado resumen.
• J. Urdiales, M. de la Garza, M. Guerrero, V. Paramo y G. Sánchez Sarmiento: "Modelling hot deformation of Fe-Ni alloys for the aerospace industry". ECMAS 09: 23rd European Conference on Modelling and Simulation, Madrid, España, 9-12 junio de 2009.
• Hernández Morales, A. López Valdéz, H.J. Vergara Hernández, G. Sánchez Sarmiento, A. Gastón and G.E. Totten: "Experimental determination of the temperature evolution within the quenchant during immersion quenching". New Challenges in Heat Treatment and Surface Engineering, Dubrovnik - Cavtat, Croacia, 9 - 12 June 2009.
• Felde, T. Réti, G. Sánchez Sarmiento, M. Guerrero and J. Grum: "Comparison study of numerical methods applied for estimation of heat transfer coefficient during quenching". New Challenges in Heat Treatment and Surface Engineering, Dubrovnik - Cavtat, Croacia, 9 - 12 June 2009.
• T. Réti, I. Felde, M. Guerrero and G. Sánchez Sarmiento: "Using generalized time-temperature parameters for predicting the hardness change occurring during tempering". New Challenges in Heat Treatment and Surface Engineering, Dubrovnik - Cavtat, Croacia, 9 - 12 June 2009.
• E.C. de Souza, L.C.F. Canale, G. Sánchez Sarmiento, G.E. Totten and C. Bronzini : "Temperature dependence of the quenching properties of vegetable oils compared to petroleum oils". IMMC 2010: 15^th International Metallurgy & Materials Congress, Estambul, Turquía, 11 - 13 november 2010.
• D. Said Schicchi, A. Gastón, y G. Sánchez Sarmiento: "Error estimation in the inverse heat conduction roblem applied to the simulation of heat transfer". Presentado en MECOM 2012, Salta, Nov. 2012.
• D. Said Schicchi, A. Gastón, y G. Sánchez Sarmiento: "Modelización de tratamientos térmicos de aceros". Presentado en X Jornadas de Mecánica Computacional, Santiago de Chile, 13-14 oct- 2011.
• E.Carvalho de Sousa, D. Said Schicchi, A.Gastón, G. Sánchez Sarmiento, G.E. Totten, L.C.F. Canale: "Residual stresses and heat transfer properties of a series of oxidized and unoxidized vegetable oils in comparison with petroleum oil-based quenchants". ICEM 15th, Porto, Portugal, 22-27 julio 2012.
• E. Carvalho de Sousa, D. Said Schicchi, A.Gastón, G. Sánchez Sarmiento, G.E. Totten, L.C.F. Canale: "Effect of Soybean Oil and Palm Oil Oxidation Stability On the Variation of Heat Transfer Coefficients and Residual Stress". Sixth International Conference on Quenching and Control of Distortion, Chicago, USA, 9-13 sept.2012.

d. Dirección de trabajos finales de ingeniería.

• Director del Trabajo Final de Ingeniero presentado por Rocío Wulfsohn titulado: "Modelización por Elementos Finitos de Difusión en Aceros", en agosto de 2007.

• Director del Trabajo Final de Ingeniero presentado por María Nazareth Alves Rosa titulado: "Procesos de Nitruración de Aceros y su simulación Computacional a través de Elementos Finitos", en marzo de 2008.

• Participación en la 19ª Conferencia del Acero IAS 2013, 5-7 noviembre 2013, Rosario, Pcia. Santa Fe, Argentina. KEYNOTE LECTURE:SIMULACIÓN COMPUTACIONAL DE FENÓMENOS ACOPLADOS EN LA LAMINACIÓN DE CHAPAS Y TUBOS DE ACERO EN CALIENTE.

f. Cursos de Posgrado dictados

• G. Sanchez Sarmiento en el Instituto Argentino de Siderurgia, San Nicolás, Pcia Buenos Aires, 12-16 agosto 2013: TRANSFERENCIA DE CALOR, TENSIONES/DEFORMACIONES, ACUSTICA Y ACOPLAMIENTOS DIVERSOS EN LA INDUSTRIA. 
• G. Sanchez Sarmiento en el Instituto Argentino de Siderurgia, San Nicolás, Pcia Buenos Aires, 18-22 noviembre 2013: SIMULACIÓN COMPUTACIONAL DE PROCESOS DE LAMINACIÓN DE ACERO.

• Propuesta de Proyecto Conjunto de Investigación en el marco de Programas de Cooperación Bilateral Argentina - Sudáfrica: SIMULACIÓN COMPUTACIONAL DE PROCESOS BASADOS EN TECNOLOGIA LASER. SOUTH AFRICA JOINT AND TECHNOLOGY RESEARCH.

h. Organización de sesiones especiales en congresos.

•  G. Sanchez Sarmiento y Analía Gastón organizaron una Sesion Especial de 20 trabajos sobre transferencia de calor y masa en el Congreso ENIAF 2013, Mendoza, 18-22 noviembre 2013.