Qu¨¦ es el 'Super Acero' y en qu¨¦ podr¨ªa usarse: el proyecto ¡®Super Steel¡¯
Un acero de mejor calidad, resistencia, m¨¢s delgado y m¨¢s barato de producir. Ese es el objetivo de un estudio.
El acero es una aleaci¨®n de hierro y carbono com¨²n, y lleva junto al ser humano desde hace miles de a?os. Hemos dominado hace mucho los secretos del acero, pero a d¨ªa de hoy, en pleno siglo 21 y la b¨²squeda de los materiales inteligentes, encontrar una mejor aleaci¨®n es el objetivo de cient¨ªficos e ingenieros de materiales, que buscan continuamente desarrollar materiales de acero de nueva generaci¨®n que sean m¨¢s f¨¢ciles de extender y alargar (ductilidad) en diferentes formas y estructuras, m¨¢s altos en resistencia a la deformaci¨®n (fuerza) y a la fractura (dureza), ligeros en peso y bajos en coste de producci¨®n.
Super Steel Project
La tarea es siempre ardua y complicada. La opini¨®n convencional es que ¡°el aumento del rendimiento de una propiedad met¨¢lica, ya sea en cuanto a la resistencia, la ductilidad o la tenacidad, socavar¨¢ una o m¨¢s de las otras¡±. Por ejemplo, un aumento de la resistencia har¨¢ inevitablemente que el metal sea m¨¢s quebradizo (lo que se conoce como la compensaci¨®n entre resistencia y dureza); o menos flexible para ser extendido o alargado en diferentes formas. (compensaci¨®n fuerza-ductilidad). ?C¨®mo mejorar la aleaci¨®n? Ese el objetivo del ¡®Super Steel Project¡¯.
El proyecto del Super Acero, dirigido por el profesor Huang Mingxin del Departamento de Ingenier¨ªa Mec¨¢nica de la Universidad de Hong Kong (HKU), con colaboradores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL), busca obtener un nuevo acero super D&P (producido mediante un nuevo m¨¦todo de deformaci¨®n y partici¨®n) para mejorar enormemente su resistencia a la fractura y mantener al mismo tiempo una resistencia superfuerte para aplicaciones industriales avanzadas. Y justo en estos d¨ªas, el proyecto ha hecho un gran avance.
El Super Acero
El equipo de expertos ya hab¨ªa elevado significativamente el rendimiento de resistencia-ductilidad del acero D&P, por lo que el acero super D&P alcanza un rendimiento mayor en las tres propiedades met¨¢licas ¡°a un nivel sin precedentes que ning¨²n material de acero hab¨ªa alcanzado antes.¡± El acero de D&P demostr¨® la mejor combinaci¨®n de l¨ªmite el¨¢stico, resistencia y elongaci¨®n uniforme.
El equipo tambi¨¦n ha hecho un importante descubrimiento cient¨ªfico en la estructura del acero super D&P: El s¨²per acero tiene una caracter¨ªstica de fractura ¨²nica en la que se forman m¨²ltiples microfisuras debajo de la superficie de la fractura principal, a trav¨¦s de un novedoso mecanismo de endurecimiento "multi-delaminaci¨®n inducida de alta resistencia". Estas microfisuras pueden absorber eficazmente la energ¨ªa de las fuerzas aplicadas externamente, lo que da como resultado una resistencia a la dureza mucho mayor del acero en comparaci¨®n con los materiales de acero existentes.
Actualmente, el acero de alta resistencia para cables de puentes tiene un l¨ªmite de elasticidad inferior a 1,7 gigapascales, y una resistencia a la fractura inferior a 65 MPa m?; el acero blindado de alta resistencia que se utiliza en los veh¨ªculos blindados tiene una combinaci¨®n m¨¢xima similar de resistencia y dureza. El nivel de tenacidad que puede alcanzarse con el acero D&P es de 2 gigapascales y una resistencia a la fractura de 102 MPA m? , por lo tanto, mucho m¨¢s alto que el de los materiales de acero existentes, manteniendo al mismo tiempo una resistencia superfuerte.
M¨¢s barato de producir y m¨¢s eficiente
Los objetivos son siempre los mismos: m¨¢s fuerte, m¨¢s resistente, m¨¢s ligero, m¨¢s duro, m¨¢s barato. El Super Acero o acero de D&P tiene otras ventajas como un procesamiento industrial sencillo y un bajo costo de las materias primas. Puede producirse mediante procesos convencionales de laminaci¨®n y recocido, por lo que no se requieren rutas de fabricaci¨®n complejas ni equipos especiales.
De hecho, el costo de las materias primas del acero D&P es s¨®lo el 20% del acero martens¨ªtico (acero inoxidable con alta aleaci¨®n de cromo y carbono) que se utiliza actualmente en la industria aeroespacial (por ejemplo, el Grado 300, cuya resistencia a la deformaci¨®n y a la iniciaci¨®n de la fractura es de 1,8 GPa y 70 MPa m?, respectivamente).
Aplicaciones del Super Acero
Por supuesto, todo esto se est¨¢ llevando a cabo para mejorar las cosas. As¨ª, ?cu¨¢les ser¨ªan los posibles usos del Super Acero? Ya existen varias patentes presentadas en varios mercados, como los Estados Unidos, la Uni¨®n Europea y China. El equipo que est¨¢ trabajando en ello ha estado en contacto con socios industriales para fabricar:
- Cables de puentes de alta resistencia
- Chalecos antibalas m¨¢s livianos y resistentes
- Veh¨ªculos y autom¨®viles m¨¢s ligeros y seguros
- Veh¨ªculos para el Ej¨¦rcito a prueba del fuego enemigo
- Uso aeroespacial
- Tuercas, tornillos y otros materiales de construcci¨®n que resistan mucha m¨¢s presi¨®n
De acuerdo a uno de los jefes del proyecto, ¡°en este ¨²ltimo avance en el acero s¨²per D&P, hemos logrado una combinaci¨®n sin precedentes de fuerza y resistencia que puede abordar un importante desaf¨ªo en aplicaciones industriales de seguridad cr¨ªtica: lograr una resistencia a la fractura ultra alta para prevenir la catastr¨®fica fractura prematura de los materiales estructurales¡±.