Acero desarrollado con deformado y división

Científicos asiáticos desarrollaron un acero con alto nivel de resistencia y ductilidad que amplía la gama de aplicaciones industriales.

Un equipo de ingenieros mecánicos de Hong Kong, Beijing y Taiwan dirigidos por Huang Mingxin de la Universidad de Hong Kong, adoptaron una nueva técnica de manufactura llamada deformado y división (D&P) para abordar el problema de la resistencia y ductilidad.

Estas propiedades son deseadas en los materiales metálicos para una amplia gama de aplicaciones, sin embargo aumentar la resistencia conduce a una disminución de la ductilidad, esto conocido como un fenómeno de compensación.

Los materiales como el acero, aleación de hierro y otros compuestos como el carbón, tienen en su combinación particular de resistencia y flexibilidad a su principal atractivo por encima de otros metales. No obstante, las técnicas tradicionales de fabricación generalmente tienden a sacrificar la flexibilidad en beneficio de la fuerza del acero o viceversa, para producir materiales más dúctiles pero menos resistentes.

Con esta nueva técnica se espera superar este problema, y aunque el método no ha sido del todo revelado por el equipo, sabemos que el producto creado pertenece a una clase de metal que la industria ha definido como “aceros revolucionarios”. Los cuales son aceros de manganeso, hechos con 0,47% carbono, 10% manganeso, 0,7% vanadio y 2,0% aluminio.

En un artículo publicado en la revista Science, el equipo describe parte del proceso y los componentes, así como las posibles aplicaciones del nuevo material mejorado. Este súper acero es laminado en frío y luego templado en un ambiente de baja temperatura, proceso durante el cual se le añaden granos de austenita metaestable, material que le ayuda a retener la ductilidad a este metal sin restarle su característica resistencia.

El resultado es un acero con una elasticidad de 2,2 GPa (Gigapascales o kilonewtons por milímetro cuadrado) y un alargamiento uniforme del 16%, lo que lo convertiría en el mejor de su clase. Sugieren que las propiedades deseadas se deben al tipo de matriz formada durante el proceso de laminación y templado.

En comparación con otros aceros de alta resistencia, incluyendo aceros maraging, acero nanotwinned (NT), temple y temple (Q & P980) y acero bifásico (DP780), además de ofrecer mayor resistencia y ductilidad, el nuevo compuesto es también más barato de fabricar. El equipo desarrollador asegura que producirlo requiere apenas un quinto del costo de otros aceros tradicionales, utilizados actualmente en aplicaciones aeroespaciales y de defensa. “Los aceros han sido los materiales metálicos mayormente utilizados en la historia de la humanidad y pueden elaborarse con mayor eficiencia que cualquier otro material metálico”, indicó el equipo en la revista estadounidense Science.

Además el equipo explicó, que es muy difícil de mejorar la ductilidad de los materiales metálicos cuando su resistencia va más allá de los gigapascales.

“El acero desarrollado con deformado y división (D&P) mostró la mejor combinación de rendimiento de resistencia y uniformidad de alargamiento entre todos los materiales metálicos con alta fuerza existentes”, señalaron los investigadores.

Asimismo revelaron que “no se utilizaron de forma exhaustiva elementos de aleación costosos, sino algunos compuestos de aleación comunes que pueden verse en general en los aceros comercializados”.

Otra ventaja es que este acero puede desarrollarse utilizando las rutas de procesamiento industrial convencionales, incluyendo laminado en caliente o frío y recocido.

Artículo originalmente publicado en InfoAcero