Laminas y Aceros

En este blog les platicaré sobre la investigación publicada en la revista Nature. Aleación metálica de alta resistencia y baja densidad que ha superado al titanio en términos de resistencia y ductilidad.

Los profesores Nack J. Kim y Hansoo Kim y el estudiante de doctorado Sang-Heon Kim en el Graduate Institute of Ferrous Technology (GIFT) de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) desarrollaron un nuevo tipo de acero con mejor resistencia a la tracción y ligereza.

El acero es útil porque es fuerte y barato. Pero también es pesado. Por tanto, siempre ha sido inútil para aplicaciones como aviones. En un mundo que exige un uso cada vez más eficiente del combustible en automóviles y camiones, ahora también está cayendo en desgracia allí. Según el Dr. Kim, la proporción en peso de acero en un vehículo ligero promedio cayó del 68,1% en 1995 al 60,1% en 2011.

Existe una demanda creciente de materiales estructurales ligeros como alternativa a los aceros convencionales, que son pesados ​​y poco prácticos para el desarrollo de futuros vehículos energéticamente eficientes. Los estudios sobre aceros ligeros han arrojado luz sobre la eficacia de la aleación de aluminio para aumentar la relación resistencia-peso y reducir la densidad. Sin embargo, el aumento del contenido de aluminio en los aceros ligeros da como resultado una ductilidad deficiente. El equipo de investigación de GIFT ha encontrado una solución a este problema adoptando un enfoque de diseño de aleación no convencional.

En la ciencia de materiales, la ductilidad es una medida de la habilidad de una sustancia para ser estirada y doblada sin romperse. Esta noticia fue importante en cuanto manufactura se refiere, particularmente para la industria automotriz, porque las aleaciones de acero diseñadas para hacer el metal más ligero generalmente resultaban en un metal más quebradizo.

Kim explica que, aunque la mezcla de acero y hierro ha sido el caballo de batalla de la industria automotriz desde 1920, ésta ha disminuido haciéndose más "ligera" con el tiempo. Es decir, cada vez las hojas empleadas en la fabricación de autos son más delgadas como parte de una tendencia impulsada por el deseo de tener equipos más livianos y se ha impulsado la adición de nuevos materiales.

“De ahí la necesidad de desarrollar nuevas aleaciones de aluminio enriquecido con hierro menos denso que ha implicado la búsqueda de nuevos materiales que reduzcan la densidad de los automotores”, precisa el especialista en Ciencias de Materiales.

Sin embargo, al incrementar el contenido de aluminio surgió un problema: se forman compuestos intermetálicos que son quebradizos y pueden alterar las aleaciones resultantes, generando una mala ductilidad. Ahora, los investigadores coreanos crearon una nueva aleación que ofrece resistencia a la tracción y la ductilidad del acero, con un material más ligero y fuerte, incluso que el titanio.

Para el desarrollo de este nuevo material, los investigadores coreanos aprovecharon nanopartículas de níquel que actúan como catalizadores, haciendo más resistente al aluminio durante el tratamiento térmico que lo transforma en una lámina fría.

"Nuestros resultados demuestran cómo los compuestos intermetálicos pueden ser aprovechados en el diseño de aleación de aceros ligeros para aplicaciones estructurales y otros", comenta Kim.

Como tal, la implementación de la nueva técnica podría ser veloz y el avance podría tener una amplia gama de implicaciones en cuánto a fabricación, construcción e ingeniería se refiere.

Los investigadores aseguran que el balance de ligereza, resistencia y ductilidad en las aleaciones metálicas han sido exploradas desde la Edad de Bronce. Existe cada vez más demanda por una amplia gama de materiales estructurales para sistemas de ingeniería ambientalmente benignos, eficientes en términos de energía y ligeros.

Otros link: LAMINAS Y ACEROS

Fuente: Revista Muy Interesante