Investigadores de la Universidad Estatal de los Urales del Sur están trabajando para producir un Súper ligero, y un tipo de acero superfuerte llamado bainita. Este nuevo material tiene aplicaciones potenciales en la industria de la aviación, ingeniería mecánica y la industria de defensa.

Los desarrollos se han publicado en Física de los metales y metalografía . Los autores del artículo son Doctor en Ciencias (Física y Matemáticas), Profesor Djalal Mirzayev y Profesor Asociado del Departamento de Optoinformática del Instituto SUSU de Ciencias Naturales y Matemáticas Ivan Buldashev.

Acero altamente resistente y maleable

El acero es una aleación de hierro y carbono, pero dependiendo de la temperatura a la que se calienta la plancha, es posible obtener diferentes estructuras de acero. Esto se debe a que dentro del intervalo de cero a 911 grados Celsius, las propiedades del hierro cambian por completo. A una temperatura inferior a 911 grados Celsius, la austenita entra en una fase más maleable y blanda llamada ferrita, que se forma con enfriamiento lento. En la fabricación, la ferrita se utiliza para el mecanizado. Sin embargo, con refrigeración por choque, la austenita forma una fase superdura llamada martensita.

"La martensita es una fase sólida de acero, ya que durante el enfriamiento rápido, el carbono no puede separarse completamente como carburo y se 'atasca' en la estructura. Además, durante este tipo de enfriamiento, aparecen muchos defectos microscópicos:dislocaciones, que no son peligrosos, pero debilita el acero. La martensita es a la vez una estructura dura y quebradiza. Nuestro objetivo es crear acero que mantenga la alta dureza de la martensita y suficiente maleabilidad, y por tanto es más fuerte, "dice Djalal Mirzayev.

Nuevo acero para la industria petrolera

La base de la investigación actual es la bainita, que es similar a la martensita. Se produce agregando elementos tales como níquel, cromo, manganeso y silicio. Manteniendo el más alto nivel de fuerza, la bainita tiene una mayor maleabilidad que la martensita. Sin embargo, la maleabilidad de la bainita no es definitiva. Los investigadores de SUSU están trabajando en la obtención de bainita sin carburo, lo que permitirá aumentar su resistencia al impacto, ya que las partículas de carburo son concentradores de tensiones que estimulan la fractura. Un aspecto más importante es reducir el tiempo de producción requerido para este tipo de acero.

Es importante tener en cuenta que este nuevo acero se volverá entre un 15 y un 30 por ciento más resistente. Podría encontrar aplicación en la industria de defensa y la industria petrolera. Las tuberías fabricadas con bainita sin carburo no solo tendrán una alta resistencia al impacto, también tendrán una resistencia duradera en climas árticos. En el futuro, los científicos trabajarán en la búsqueda de la composición óptima del nuevo acero, cuyas propiedades dependerán de la industria a la que se destinará el material.