La descarbonización de los automóviles no sólo requiere un cambio de motores de gasolina a motores eléctricos, sino también piezas de acero de calidad que ayuden a los motores a funcionar y al mismo tiempo reduzcan el peso de los vehículos. Los materiales de acero de alto rendimiento pueden ofrecer marchas más silenciosas y resistir el desgaste causado por la rotación a alta velocidad de los motores. Para crearlos, es necesario optimizar el proceso de modificación de la superficie del acero con carbono, nitrógeno y elementos de aleación.
Para comprender las interacciones entre los elementos del acero, un grupo de investigación de la Universidad Metropolitana de Osaka llevó a cabo una investigación sistemática dirigida por el profesor asociado Tokuteru Uesugi de la Escuela de Graduados en Informática. El grupo calculó teóricamente 120 combinaciones de cómo 12 elementos de aleación, incluidos el aluminio y el titanio, interactúan con el carbono durante la carburación y el nitrógeno en el proceso de nitruración.
Los hallazgos fueron publicados en ISIJ International .
Los resultados mostraron que cuando el titanio se coloca en una disposición específica, se une con nitrógeno o carbono, endureciendo el hierro. Los datos analíticos del grupo también mostraron que el elemento de aleación debe tener un radio metálico mayor que el átomo de hierro para unirse bien.
"Aunque no fue fácil dilucidar el mecanismo a partir de los resultados de numerosos cálculos, utilizamos regresión lineal múltiple y análisis estratificado mediante prueba y error", afirmó el profesor Uesugi. "Se espera que estos resultados contribuyan a una mejor comprensión de los mecanismos de fortalecimiento del acero y a una mayor durabilidad, así como al desarrollo de materiales superiores".
Más información: Tokuteru Uesugi et al, Interacciones entre elementos intersticiales y sustitucionales de grupos diatómicos y triatómicos de solutos en α -Fe de cálculos de primeros principios, ISIJ International (2024). DOI:10.2355/isijinternational.ISIJINT-2024-062
Proporcionado por la Universidad Metropolitana de Osaka
