(999) 290 93 87Una colaboración a largo plazo entre la Universidad de Cambridge y la industria ha dado como resultado una forma de acero súper fuerte, que ahora se fabrica en el Reino Unido para usar como armadura más resistente y económica para vehículos militares de primera línea.
Aunque todo el acero se compone principalmente de hierro y carbono, tiene una variedad casi infinita de propiedades, según el tipo o la cantidad de otros elementos añadidos a la mezcla, o la temperatura a la que se produce el acero. Esta complejidad hace que el acero sea extremadamente versátil, pero también muy difícil de entender y diseñar desde el nivel atómico.
El profesor Harry Bhadeshia del Departamento de Ciencia de los Materiales y Metalurgia ha pasado las últimas tres décadas investigando la naturaleza del acero para desarrollar nuevas aleaciones para una variedad de aplicaciones. Una de estas aleaciones, es la súper Bainita, ha obtenido la licencia de Tata Steel y actualmente la empresa la fábrica en el Reino Unido para su uso como blindaje súper resistente para vehículos militares, así como para otras aplicaciones.
La bainita es una microestructura que se forma cuando la austenita, una fase de acero de alta temperatura, se enfría a temperaturas entre 250 y 500 °C. La estructura de la austenita se transforma a medida que se enfría, cuando delgados cristales de hierro se incorporan a la estructura y se forman compuestos de carbono conocidos como carburos. La estructura de bainita resultante es muy dura, pero los carburos la hacen quebradiza y propensa a agrietarse.
La súper bainita es fuerte, muy fuerte. Con una resistencia a la tracción de unos 2,5 gigapascales, un solo metro cuadrado puede soportar un peso equivalente al peso de 2.500 millones de manzanas. Tiene una mayor densidad de interfaces que cualquier otro tipo de metal y es el primer metal nanoestructurado a granel del mundo.
La fuerza de la súper bainita se deriva no solo de la falta de carburos, sino también del diminuto tamaño de los cristales de hierro dentro de su estructura. La mayoría de los tipos de acero están formados por cristales muy finos: cuanto más pequeños y finos sean los cristales, más fuerte será el acero resultante. Los cristales de la super bainita tienen un grosor de entre 20 y 40 nanómetros, comparable al ancho de los nanotubos de carbono. En comparación, los cristales de la bainita convencional tienen un grosor de entre 200 y 500 nanómetros.
La capacidad del acero perforado de súper bainita para resistir proyectiles es al menos el doble que la de la armadura homogénea laminada monolítica convencional. Al introducir perforaciones en el acero, se crean una gran cantidad de bordes que interrumpen el camino de los proyectiles entrantes.
La enorme resistencia de la súper bainita la hace ideal para este tipo de aplicaciones, donde la resistencia y la tenacidad son primordiales. Además de las aplicaciones de defensa, hay aleaciones derivadas de alto contenido de carbono para las que la demanda en Europa es de hasta 400.000 toneladas cada año, para artículos como resortes, jaulas de cojinetes y herramientas manuales, donde se requieren láminas de acero duras y delgadas. Alrededor del 80% de estos aceros con alto contenido de carbono que se fabrican en Gales ahora se exportan a mercados de todo el mundo.
Los investigadores ahora están trabajando con sus socios en la industria para abordar la principal debilidad de la súper bainita que, irónicamente, es su fortaleza. Como es tan fuerte, la súper bainita no se puede soldar, por lo que no se puede convertir en estructuras muy grandes donde las piezas deben unirse Se está trabajando para refinar aún más la estructura para que pueda soldarse, sin perder las características que lo convierten en un material único y de alto rendimiento.
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Fuente: Ploughshare
Fuente: UK Government
