Caracterização estrutural da Liga Al-1% Si

The aim of this study is to characterize the macrostructure and microstructure of Al - 1%Si alloy obtained in sand and metallic molds. Aluminium has good mechanical properties, but adding silicon, even in small quantities, can change the microstructure and improves mechanical behavior. Workpieces were castings in metallic and sand molds and one can see a difference in their cooling curve, macroscopic and microscopic structures. The sand mold casting has lower cooling rate and so its grains are larger. Due to the lower concentration of grain boundary, the hardness is lower compared to that found in metallic molds, which has smaller grains and a higher hardness. Therefore, it can be concluded that the cooling rate and alloying elements affect the final microstructure of the workpiece

Improved electrical transport in lightly Er-doped sol-gel spin-coating SnO2 thin films, processed by photolithography

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Microstructural and Nonohmic Properties of ZnO center dot Pr6O11 CoO Polycrystalline System

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of the Substrate and Precursor on the Magnetic and Magneto-transport Properties in Magnetite Films

We have investigated the magnetic and transport properties of nanoscaled Fe3O4 films obtained from Chemical Vapor Deposition (CVD) technique using [(FeFe2III)-Fe-II(OBut)(8)] and [Fe-2(III)(OBut)(6)] precursors. Samples were deposited on different substrates (i.e., MgO (001), MgAl2O4 (001) and Al2O3 (0001)) with thicknesses varying from 50 to 350 nm. Atomic Force Microscopy analysis indicated a granular nature of the samples, irrespective of the synthesis conditions (precursor and deposition temperature, T-pre) and substrate. Despite the similar morphology of the films, magnetic and transport properties were found to depend on the precursor used for deposition. Using [(FeFe2III)-Fe-II(OBut)(8)] as precursor resulted in lower resistivity, higher M-S and a sharper magnetization decrease at the Verwey transition (T-V). The temperature dependence of resistivity was found to depend on the precursor and T-pre. We found that the transport is dominated by the density of antiferromagnetic antiphase boundaries (AF-APB's) when [(FeFe2III)-Fe-II(OBut)(8)] precursor and T-pre = 363 K are used. On the other hand, grain boundary-scattering seems to be the main mechanism when [Fe-2(III)(OBut)(6)] is used. The Magnetoresistance (MR(H)) displayed an approximate linear behavior in the high field regime (H > 796 kA/m), with a maximum value at room-temperature of similar to 2-3 % for H = 1592 kA/m, irrespective from the transport mechanism.

Spark Plasma Sintering of Si3N4-based Ceramics : Sintering mechanism-Tailoring microstructure-Evaluationg properties

Spark Plasma Sintering (SPS) is a promising rapid consolidation technique that allows a better understanding and manipulating of sintering kinetics and therefore makes it possible to obtain Si3N4-based ceramics with tailored microstructures, consisting of grains with either equiaxed or elongated morphology. The presence of an extra liquid phase is necessary for forming tough interlocking microstructures in Yb/Y-stabilised α-sialon by HP. The liquid is introduced by a new method, namely by increasing the O/N ratio in the general formula RExSi12-(3x+n)Al3x+nOnN16-n while keeping the cation ratios of RE, Si and Al constant. Monophasic α-sialon ceramics with tailored microstructures, consisting of either fine equiaxed or elongated grains, have been obtained by using SPS, whether or not such an extra liquid phase is involved. The three processes, namely densification, phase transformation and grain growth, which usually occur simultaneously during conventional HP consolidation of Si3N4-based ceramics, have been precisely followed and separately investigated in the SPS process. The enhanced densification is attributed to the non-equilibrium nature of the liquid phase formed during heating. The dominating mechanism during densification is the enhanced grain boundary sliding accompanied by diffusion- and/or reaction-controlled processes. The rapid grain growth is ascribed to a dynamic ripening mechanism based on the formation of a liquid phase that is grossly out of equilibrium, which in turn generates an extra chemical driving force for mass transfer. Monophasic α-sialon ceramics with interlocking microstructures exhibit improved damage tolerance. Y/Yb- stabilised monophasic α-sialon ceramics containing approximately 3 vol% liquid with refined interlocking microstructures have excellent thermal-shock resistance, comparable to the best β-sialon ceramics with 20 vol% additional liquid phase prepared by HP. The obtained sialon ceramics with fine-grained microstructure show formidably improved superplasticity in the presence of an electric field. The compressive strain rate reaches the order of 10-2 s-1 at temperatures above 1500oC, that is, two orders of magnitude higher than that has been realised so far by any other conventional approaches. The high deformation rate recorded in this work opens up possibilities for making ceramic components with complex shapes through super-plastic forming.

Experimental investigation into the effect of stress on dissolution and growth of very soluble brittle salts in aqueous solution

Das Studium der Auflösungs- und Wachstumsprozesse an Feststoff-Flüssigkeits-Grenzflächen unter nicht-hydrostatischen Beanspruchungen ist wesentlich für das Verständnis von Defor-mationsprozessen, die in der Erde ablaufen. Unter diesen genannten Prozessen gehört die Drucklösung zu den wichtigsten duktilen Deformationsprozessen, von der Diagenese bishin zur niedrig- bis mittelgradigen metamorphen Bedingungen. Bisher ist allerdings wenig darüber bekannt, welche mechanischen, physikalischen oder chemischen Potentialenergie-Gradienten die Drucklösung steuern. I.a. wird angenommen, daß die Drucklösung durch Un-terschiede kristallplastischer Verformungsenergien oder aber durch Unterschiede der Normal-beanspruchung an Korngrenzen gesteuert wird. Unterschiede der elastischen Verformungs-energien werden dabei allerdings als zu gering erachtet, um einen signifikanten Beitrag zu leisten. Aus diesem Grund werden sie als mögliche treibende Kräfte für die Drucklösung vernachlässigt. Andererseits haben neue experimentelle und theoretische Untersuchungen gezeigt, daß die elastische Verformung in der Tat einen starken Einfluß auf Lösungs- und Wachstumsmechanismen von Kristallen in einer Lösung haben kann. Da die in der Erdkruste vorherrschenden Deformationsmechanismen überwiegend im elastischen Verformungsbereich der Gesteine ablaufen, ist es sehr wichtig, das Verständnis für die Effekte, die die elastische Verformung verursacht, zu erweitern, und ihre Rolle während der Deformation durch Drucklösung zu definieren. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Experimenten, bei denen der Effekt der mechanisch kompressiven Beanspruchung auf Lösungs- und Wachstumsprozesse von Einzelkristallen unterschiedlicher, sehr gut löslicher, elastisch/spröder Salze untersucht wurde. Diese Salze wurden als Analoga gesteinsbildender Minerale wie Quarz und Calcit ausgewählt. Der Einfluß von Stress auf die Ausbildung der Oberflächenmikrostrukturen in einer untersättigten Lösung wurde an Kaliumalaun untersucht.Lösungsrillen (20 – 40 µm breit, 10 – 40 µm tief und 20 – 80 µm Abstand) entwickelten sich in den Bereichen, in denen die Beanspruchung im Kristall am größten war. Sie verschwanden wieder, sobald der Kristall entlastet wurde. Diese Rillen entwickelten sich parallel zu niedrig indizierten kristallographischen Richtungen und sub-perpendikular zu den Trajektorien, die der maximalen, lokalen kompressiven Beanspruchung entsprachen. Die Größe der Lösungsrillen hing von der lokalen Oberflächenbeanspruchung, der Oberflächenenergie und dem Untersättigungsgrad der wässrigen Lösung ab. Die mikrostrukturelle Entwicklung der Kristalloberflächen stimmte gut mit den theoretischen Vorhersagen überein, die auf den Modellen von Heidug & Leroy (1994) und Leroy & Heidug (1994) basieren. Der Einfluß der Beanspruchung auf die Auflösungsrate wurde an Natriumchlorat-Einzelkristallen untersucht. Dabei wurde herausgefunden, daß sich gestresste Kristalle schneller lösen als Kristalle, auf die keine Beanspruchung einwirkt. Der experimentell beobachtete Anstieg der Auflösungsrate der gestressten Kristalle war ein bis zwei Größenordnungen höher als theoretisch erwartet. Die Auflösungsrate stieg linear mit dem Stress an, und der Anstieg war um so größer, je stärker die Lösung untersättigt war. Außerdem wurde der Effekt der Bean-spruchung auf das Kristallwachstum an Kaliumalaun- und Kaliumdihydrogenphosphat-Ein-zelkristallen untersucht. Die Wachstumsrate der Flächen {100} und {110} von Kalium-alaun war bei Beanspruchung stark reduziert. Für all diese Ergebnisse spielte die Oberflächenrauhigkeit der Kristalle eine Schlüsselrolle, indem sie eine nicht-homogene Stressverteilung auf der Kristalloberfläche verursachte. Die Resultate zeigen, daß die elastische Verformung eine signifikante Rolle während der Drucklösung spielen kann, und eine signifikante Deformation in der oberen Kruste verursachen kann, bei Beanspruchungen, die geringer sind, als gemeinhin angenommen wird. Somit folgt, daß die elastische Bean-spruchung berücksichtigt werden muß, wenn mikrophysikalische Deformationsmodelle entwickelt werden sollen.

Spin polarized transport in manganese oxide double-perovskite thin films

Gegenstand dieser Arbeit war die Untersuchung von metallischen gemischtvalenten Manganaten und magnetischen Doppelperowskiten. Aufgrund ihres großen negativen Magnetowiderstandes (MW) sind diese halbmetallischen Oxide interessant für mögliche technische Anwendungen, z.B. als Leseköpfe in Festplatten. Es wurden die kristallographischen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften von epitaktischen Dünnschichten und polykristallinen Pulverproben bestimmt.Epitaktische Dünnschichten der Verbindungen La_0.67Ca_0.33MnO₃ und La_0.67Sr_0.33MnO₃ wurdenmit Kaltkathodenzerstäubung und Laserablation auf einkristallinen Substraten wie SrTiO₃abgeschieden. Mit Hall-Effekt Messungen wurde ein Zusammenbruch der Ladungsträgerdichte bei der Curie-Temperatur T_C beobachtet.Mit dem Wechsel des Dotierungsatoms A von Ca (T_C=232 K) zu Sr (T_C=345 K)in La_0.67A_0.33MnO₃ konnte die Feldsensitivität des Widerstandes bei Raumtemperatur gesteigert werden. Um die Sensitivität weiter zu erhöhen wurde die hohe Spinpolarisation von nahezu 100% in Tunnelexperimenten ausgenutzt. Dazu wurden biepitaktische La_0.67Ca_0.33MnO₃ Schichten auf SrTiO₃ Bikristallsubstraten hergestellt. Die Abhängigkeit des Tunnelmagnetowiderstandes (TMW) vom magnetischen Feld, Temperatur und Strum war ein Schwerpunkt der Untersuchung. Mittels spinpolarisierten Tunnelns durch die künstliche Korngrenze konnte ein hysteretischer TMW von 70% bei 4 K in kleinen Magnetfeldern von 120 Oe gemessen werden. Eine weitere magnetische Oxidverbindung, der Doppelperowskit Sr₂FeMoO₆ miteine Curie-Temperatur oberhalb 400 K und einem großen MW wurde mittels Laserablation hergestellt. Die Proben zeigten erstmals das Sättigunsmoment, welches von einer idealen ferrimagnetischen Anordnung der Fe und Mo Ionen erwartet wird. Mit Hilfe von Magnetotransportmessungen und Röntgendiffraktometrie konnte eine Abhängigkeit zwischen Kristallstruktur (Ordnung oder Unordnung im Fe, Mo Untergitter) und elektronischem Transport (metallisch oder halbleitend) aufgedeckt werden.Eine zweiter Doppelperowskit Ca₂FeReO₆ wurde im Detail als Pulverprobe untersucht. Diese Verbindung besitzt die höchste Curie-Temperatur von 540 K, die bis jetzt in magnetischen Perowskiten gefunden wurde. Mit Neutronenstreuung wurde eine verzerrte monoklinische Struktur und eine Phasenseparation aufgedeckt.

Optische Mikroskopie an kolloidalen Suspensionen unter Nichtgleichgewichtsbedingungen

Kolloidale Suspensionen eignen sich aufgrund der für sierelevanten Längeskalen hervorragend zur Beobachtung mittelsoptischer Mikroskopie. Die Verwendung speziellerKontrastierverfahren kann bestimmte Aspekte kolloidalerStrukturen besonders hervorheben und eine verbesserteAnalyse von Nichtgleichgewichtszuständen in kolloidalenSystemen ermöglichen. Mittels Phasen- und Interferenzkontrast konnte die Ursachedes Kleinwinkelstreumaximums in der Lichtstreuung an einerSuspension aus Mikronetzteilchen auf die unterschiedlichenStrukturfaktoren von Kristall und Korngrenze zurückgeführtwerden.Der Zusammenhang von Struktur und Farbe eingetrockneterMultilagen wurde in hochauflösender Durchlichtmikroskopiedemonstriert und zur Analyse der inneren Struktur derKristalldomänen inklusive von Versetzungen und Stapelfehlernbenutzt.Mit der Polarisationsmikroskopie konnte die Veränderung derPartikelzahldichte um ein Ionentauscherbruchstück auf einenSalzkonzentrationsgradienten zurückgeführt werden. Die Untersuchung kolloidaler Suspensionen in einem Scherfeldmittels Fourier-Mikroskopie lieferte im Bereich fluiderGleichgewichtsstrukturen den Nachweis scherinduzierterhexagonaler Strukturen. Die Ultramikroskopie mit erweiterterSchärfentiefe ermöglichte die direkte Beobachtung desGleitmechanismus von verscherten hexagonalen Lagen und dieKlassifizierung durch die entwickelte2D-Partikelkorrelation. Die Scherung induziert in fluidenStrukturen hexagonale Ordnung und zerstört bei großenScherraten existierende Ordnung. Es wird eineWandstabilisierung der hexagonalen Strukturen beobachtet. Mittels Bragg-Mikroskopie konnte unter Scherung dieHomogenität der Struktur innerhalb der Scherzelledokumentiert werden sowie nach Scherung die Entstehung derGleichgewichts bcc Phase.

I materiali ceramici trasparenti: preparazione, caratterizzazione e correlazione microstruttura-proprietà

This thesis focuses on the ceramic process for the production of optical grade transparent materials to be used as laser hosts. In order to be transparent a ceramic material must exhibit a very low concentration of defects. Defects are mainly represented by secondary or grain boundary phases and by residual pores. The strict control of the stoichiometry is mandatory to avoid the formation of secondary phases, whereas residual pores need to be below 150 ppm. In order to fulfill these requirements specific experimental conditions must be combined together. In addition powders need to be nanometric or at least sub-micrometric and extremely pure. On the other hand, nanometric powders aggregate easily and this leads to a poor, not homogeneous packing during shaping by pressing and to the formation of residual pores during sintering. Very fine powders are also difficult to handle and tend to absorb water on the surface. Finally, the powder manipulation (weighting operations, solvent removal, spray drying, shaping, etc), easily introduces impurities. All these features must be fully controlled in order to avoid the formation of defects that work as scattering sources thus decreasing the transparency of the material. The important role played by the processing on the transparency of ceramic materials is often underestimated. In the literature a high level of transparency has been reported by many authors but the description of the experimental process, in particular of the powder treatment and shaping, is seldom extensively described and important information that are necessary to reproduce the described results are often missing. The main goal of the present study therefore is to give additional information on the way the experimental features affect the microstructural evolution of YAG-based ceramics and thus the final properties, in particular transparency. Commercial powders are used to prepare YAG materials doped with Nd or Yb by reactive sintering under high vacuum. These dopants have been selected as the more appropriate for high energy and high peak power lasers. As far as it concerns the powder treatment, the thesis focuses on the influence of the solvent removal technique (rotavapor versus spray drying of suspensions in ethanol), the ball milling duration and speed, suspension concentration, solvent ratio, type and amount of dispersant. The influence of the powder type and process on the powder packing as well as the pressure conditions during shaping by pressing are also described. Finally calcination, sintering under high vacuum and in clean atmosphere, and post sintering cycles are studied and related to the final microstructure analyzed by SEM-EDS and HR-TEM, and to the optical and laser properties.

Thermoelektrische und strukturelle Eigenschaften gefüllter Skutterudite, sowie Verbesserung ihres Gütefaktors durch Nanostrukturierung

Gefüllte Skutterudite mit der Summenformel MxCo4Sb12 sind vielversprechende thermoelektrische Materialien. Die Standardsynthese führt jedoch oft zur Bildung von MSbx, Sb, CoSb oder CoSb2 als Nebenphasen. In dieser Arbeit wird eine neue zweistufige Synthese vorgestellt, bei der die Bildung des Kieftits (CoSb3) getrennt von dem topotaktischen Füllen mit dem Metallatom M erfolgt. Dieser Ansatz erlaubt eine Durchführung der Reaktion bei niedrigeren Temperaturen mit kürzeren Reaktionszeiten. Ein geringer Antimon-Unterschuss im so erhaltenen Kieftit erhöht die Anzahl der Ladungsträger und unterdrückt die Bildung von Verunreinigungsphasen. Zunächst wurden Skutteruditproben mit der nominellen Zusammensetzung InxCo4Sb12 mit x = 0,12; 0,15; 0,18 und 0,20 in hoher Reinheit hergestellt und mit Spark Plasma Sintering (SPS) kompaktiert. Messaufnahmen mit Potential- und Seebeck-Mikrosonde und Rasterelektronenmikroskop zeigten eine hohe Probenhomogenität. Produkte waren nahezu phasenrein, was eine Untersuchung der Transporteigenschaften ohne Verfälschung durch Nebenphasen ermöglichte. Die quantitative Phasenanalyse mittels Synchrotron-Beugungsdaten zeigte < 0,1 % InSb bei In0,18Co4Sb12 und In0,20Co4Sb12, sowie eine lineare Korrelation zwischen dem wahren Füllgrad und der Gitterkonstante. Die Bindung von < 0,1 % InSb verringerte den Füllgrad der nominellen In0,20Co4Sb12-Probe auf x = 0,144. Die nominelle In0,18Co4Sb12-Probe mit dem wahren Gehalt x = 0,160 hatte den höchsten zT-Wert nahe eins bei 420 °C. Es konnte anschließend die Anwendbarkeit der Synthesemethode für Barium- und mehrfach gefüllte (Na+In) Skutterudite gezeigt werden. Die Na-gefüllte Probe war gegenüber der thermischen Behandlung in der SPS oder der Charakterisierung instabil. Alle Verbindungen wurden gesintert und ihre Transporteigenschaften wurden charakterisiert. Des weiterem wurde der Einfluss der Konzentration der Korngrenzen bei den Mischungen von zu Nanomaßstab vermahlenem In0,18Co4Sb12 (Partikelgrößen zwischen 20 und 100 nm) mit dem ursprünglichen Bulk untersucht. Proben mit verschiedenen Anteilen von Nanopulver wurden gesintert, ihre thermoelektrischen und strukturellen Eigenschaften wurden untersucht. Die Gütezahl zT von 1,39 bei 375 °C wurde bei der Probe mit gleichen Anteilen des Nano- und des unbehandelten Pulvers erreicht. Die Komposite mit Anteilen <10 % oder >75 % des Nanopulvers zeigten keine Verbesserung gegenüber der unbehandelten Verbindung.rn

A microstructure based model of the deformation mechanisms and flow stress during elevated temperature straining of a magnesium alloy

We show that the variation of flow stress with strain rate and grain size in a magnesium alloy deformed at a constant strain rate and 450 °C can be predicted by a crystal plasticity model that includes grain boundary sliding and diffusion. The model predicts the grain size dependence of the critical strain rate that will cause a transition in deformation mechanism from dislocation creep to grain boundary sliding, and yields estimates for grain boundary fluidity and diffusivity.

Anisotropy in plastic deformation of extruded magnesium alloy sheet during tensile straining at high temperature

Experimental measurements are used to characterize the anisotropy of flow stress in extruded magnesium alloy AZ31 sheet during uniaxial tension tests at temperatures between 350°C and 450°C, and strain rates ranging from 10-5 to 10-2 s-1. The sheet exhibits lower flow stress and higher tensile ductility when loaded with the tensile axis perpendicular to the extrusion direction compared to when it is loaded parallel to the extrusion direction. This anisotropy is found to be grain size, strain rate, and temperature dependent, but is only weakly dependent on texture. A microstructure based model (D. E. Cipoletti, A. F. Bower, P. E. Krajewski, Scr. Mater., 64 (2011) 931–934) is used to explain the origin of the anisotropic behavior. In contrast to room temperature behavior, where anisotropy is principally a consequence of the low resistance to slip on the basal slip system, elevated temperature anisotropy is found to be caused by the grain structure of extruded sheet. The grains are elongated parallel to the extrusion direction, leading to a lower effective grain size perpendicular to the extrusion direction. As a result, grain boundary sliding occurs more readily if the material is loaded perpendicular to the extrusion direction.

Processing and Composition Effects on the Fracture Behavior of Spray-Formed 7XXX Series Al Alloys

The fracture properties of high-strength spray-formed Al alloys were investigated, with consideration of the effects of elemental additions such as zinc,manganese, and chromium and the influence of the addition of SiC particulate. Fracture resistance values between 13.6 and 25.6 MPa (m)1/2 were obtained for the monolithic alloys in the T6 and T7 conditions, respectively. The alloys with SiC particulate compared well and achieved fracture resistance values between 18.7 and 25.6 MPa (m)1/2. The spray-formed materials exhibited a loss in fracture resistance (KI) compared to ingot metallurgy 7075 alloys but had an improvedperformance compared to high-solute powder metallurgy alloys of similar composition. Characterization of the fracture surfaces indicated a predominantly intergranular decohesion, possibly facilitated by the presence of incoherent particles at the grain boundary regions and by the large strength differentialbetween the matrix and precipitate zone. It is believed that at the slip band-grain boundary intersection, particularly in the presence of large dispersoids and/or inclusions, microvoid nucleation would be significantly enhanced. Differences in fracture surfaces between the alloys in the T6 and T7 condition were observed and are attributed to inhomogeneous slip distribution, which results in strain localization at grain boundaries. The best overall combination of fracture resistance properties were obtained for alloys with minimum amounts of chromium and manganese additions.

Annual layering in the NGRIP ice core during the Eemian

The Greenland NGRIP ice core continuously covers the period from present day back to 123 ka before present, which includes several thousand years of ice from the previous interglacial period, MIS 5e or the Eemian. In the glacial part of the core, annual layers can be identified from impurity records and visual stratigraphy, and stratigraphic layer counting has been performed back to 60 ka. In the deepest part of the core, however, the ice is close to the pressure melting point, the visual stratigraphy is dominated by crystal boundaries, and annual layering is not visible to the naked eye. In this study, we apply a newly developed setup for high-resolution ice core impurity analysis to produce continuous records of dust, sodium and ammonium concentrations as well as conductivity of melt water. We analyzed three 2.2 m sections of ice from the Eemian and the glacial inception. In all of the analyzed ice, annual layers can clearly be recognized, most prominently in the dust and conductivity profiles. Part of the samples is, however, contaminated in dust, most likely from drill liquid. It is interesting that the annual layering is preserved despite a very active crystal growth and grain boundary migration in the deep and warm NGRIP ice. Based on annual layer counting of the new records, we determine a mean annual layer thickness close to 11 mm for all three sections, which, to first order, confirms the modeled NGRIP time scale (ss09sea). The counting does, however, suggest a longer duration of the climatically warmest part of the NGRIP record (MIS5e) of up to 1 ka as compared to the model estimate. Our results suggest that stratigraphic layer counting is possible basically throughout the entire NGRIP ice core, provided sufficiently highly-resolved profiles become available.

Effects Of The Flash Welding Process On Mechanical And Microstructural Properties Of Structural Steel Joints Assessed Using Dest

ASTM A529 carbon¿manganese steel angle specimens were joined by flash butt welding and the effects of varying process parameter settings on the resulting welds were investigated. The weld metal and heat affected zones were examined and tested using tensile testing, ultrasonic scanning, Rockwell hardness testing, optical microscopy, and scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy in order to quantify the effect of process variables on weld quality. Statistical analysis of experimental tensile and ultrasonic scanning data highlighted the sensitivity of weld strength and the presence of weld zone inclusions and interfacial defects to the process factors of upset current, flashing time duration, and upset dimension. Subsequent microstructural analysis revealed various phases within the weld and heat affected zone, including acicular ferrite, Widmanstätten or side-plate ferrite, and grain boundary ferrite. Inspection of the fracture surfaces of multiple tensile specimens, with scanning electron microscopy, displayed evidence of brittle cleavage fracture within the weld zone for certain factor combinations. Test results also indicated that hardness was increased in the weld zone for all specimens, which can be attributed to the extensive deformation of the upset operation. The significance of weld process factor levels on microstructure, fracture characteristics, and weld zone strength was analyzed. The relationships between significant flash welding process variables and weld quality metrics as applied to ASTM A529-Grade 50 steel angle were formalized in empirical process models.