Optimizar materiales como el acero suele ser una tarea frustrante porque es todo un desafío mantener un equilibrio entre sus distintas propiedades, y cada vez que se introduce una mejora, al mismo tiempo se terminan introduciendo debilidades en otros aspectos, pero ahora un equipo de ingenieros de Asia y América, han conseguido una aleación con una resistencia sin precedentes.

Esta nueva aleación es el último gran avance del proyecto ‘Super Steel’ (superacero) dirigido por el profesor Huang Mingxin, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Hong Kong (HKU), en Pok Fu Lam, Hong Kong  (China), en un trabajo con colaboradores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL), en California (EU).   

El nuevo acero D&P ha mejorado en gran medida su resistencia a la fractura, al mismo tiempo que mantiene una resistencia superfuerte para aplicaciones industriales avanzadas, según los ingeniero de la HKU. 

El acero es una aleación común y los científicos e ingenieros de materiales buscan continuamente desarrollar versiones de nueva generación que sean más fáciles de extender y alargar (ductilidad), en diferentes formas y estructuras, con una mayor resistencia a la deformación (resistencia) y a la fractura (tenacidad),  un peso ligero y un bajo costo de producción. 

Se trata de una tarea difícil para cualquier investigador y también lo ha sido para el equipo de la HKU y el LBNL.

PROPIEDADES METÁLICAS: UN DIFICIL EQUILIBRIO

Quienes trabajan en este campo saben que “aumentar el rendimiento de una propiedad metálica, ya sea resistencia, ductilidad o tenacidad, suele socavar una o varias de las otras propiedades de la aleación”, según el profesor Huang. 

“Por ejemplo, un aumento en la resistencia hará que el metal sea más frágil (equilibrio entre resistencia y tenacidad) o menos flexible, para extenderse o alargarse en diferentes formas (equilibrio entre ductilidad y resistencia)”, señala.

Además indica que en este último superacero D&P se logró una combinación de resistencia y tenacidad sin precedentes que permite abordar un desafío importante en aplicaciones industriales críticas para la seguridad, como es “evitar una fractura prematura catastrófica de materiales estructurales”.

Anteriormente Huang y su equipo había aumentado significativamente la ductilidad del acero D&P, por lo que este nuevo tipo de acero  alcanza un excelente rendimiento en las tres propiedades metálicas a un nivel que jamás se había alcanzado, según la HKU.

MICROGRIETAS QUE LE DAN MÁS RESISTENCIA

Añade que esta novedosa aleación tiene una característica única, obtenida por medio de un proceso especial de endurecimiento y que consiste en que, cuando se va fracturar, se forman múltiples microgrietas debajo de la superficie principal de dicha fractura. 

Estas microgrietas pueden absorber la energía de las fuerzas aplicadas externamente, lo que confiere a este acero una tenacidad mucho mayor que la que existía en este producto hasta ahora, de acuerdo a Huang.

Además de ofrecer una combinación de alta resistencia, alta tenacidad y alta ductilidad superior a la de los actuales aceros utilizados a nivel industrial, el coste de las materias primas de esta aleación es solo el 20% del coste del acero que se usa actualmente en el sector aeroespacial, según sus creadores.

“Este superacero D&P tiene otras ventajas, como su procesamiento industrial simple, la posibilidad de producirlo mediante los procesos convencionales de laminado y recocido, y que no se requieren rutas de fabricación complejas ni equipos especiales”, señala Li LIU, primera autora del trabajo  y estudiante de doctorado supervisada por el profesor Huang.

“Hemos dado un gran paso hacia la industrialización de este novedoso acero, que muestra un gran potencial para ser utilizado en chalecos antibalas, cables de puentes, resorte para automóviles, vehículos  militares y aeroespaciales y pernos y tuercas para la construcción", concluye este profesor.

DESTACADOS:

+ El nuevo superacero D&P, desarrollado por la Universidad de Hong Kong (China)  con el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EU), tiene una extraordinaria ductilidad, tenacidad y resistencia, sin que ninguna de estas propiedades reduzca las demás, lo cual no se había logrado hasta ahora.  

+ Cuando este material se va a fracturar, se forman, bajo la superficie principal de esa fractura, una serie de  microgrietas capaces de absorber la energía de las fuerzas aplicadas externamente, lo que confiere a este acero una tenacidad mucho mayor que la de los existentes.  

+ “Este novedoso superacero demuestra un gran potencial para ser utilizado en chalecos antibalas, cables de puentes, resortes para automóviles, vehículos  militares y aeroespaciales y pernos y tuercas para la construcción", según el profesor Huang Mingxin, que dirigió este desarrollo de ingeniería de materiales.

Por Daniel Galilea EFE/Reportajes

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