Centro de Investigación Metalúrgica

  • 11 de julio de 2022

Nuevos aceros de media aleación para la fabricación de componentes más ligeros y sostenibles

La nueva familia de aceros sostenibles LIGHTALLOY STEEL desarrollada por el Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN comprende la sustitución de ciertos elementos de aleación críticos por su escasez en la naturaleza, así como por su dependencia respecto a terceros países, promoviendo además una reducción significativa del peso de los componentes. Se trata de un nuevo material “muy alineado con las necesidades de sostenibilidad y aligeramiento de la industria de fabricación de vehículos”.

Por las propiedades mecánicas que ofrecen, los aceros de media aleación son materiales comúnmente utilizados en la fabricación de componentes para sectores como la máquina-herramienta o el transporte (automoción, ferrocarril, naval, aeronáutica). Sin embargo, incorporan en su composición elementos aleantes que son escasos en la naturaleza, como el cromo, el níquel, el vanadio o el molibdeno, cuya presencia contribuye también a encarecer el precio final de las piezas. Además, estos elementos de aleación dificultan el posterior reciclaje de los componentes una vez finalizado su ciclo de vida debido a que en muchas ocasiones se produce su transferencia a otras calidades de material, resultando difícil su clasificación durante el propio proceso de reciclado.

Con el fin de sustituir estos elementos de aleación, AZTERLAN ha desarrollado una nueva familia de aceros más sostenibles, comercialmente denominada Lightalloy Steel (protegida por patente), que comprende la eliminación de estos elementos y la adición conjunta de manganeso y aluminio: “materiales que se encuentran en abundancia en la naturaleza y que resultan a su vez significativamente más económicos, estando presentes en prácticamente todas las calidades de acero”.

En palabras de Fernando Santos, coordinador del área Otros Materiales y Procesos del Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN, “estos nuevos aceros sostenibles ofrecen propiedades mecánicas similares a los aceros de aleación media convencionales, con una densidad significativamente menor: hasta un 8% más baja. Por poner un ejemplo, los componentes de acero actualmente utilizados en los sistemas de dirección de los vehículos pesados suelen fabricarse en aceros de media aleación con densidades entorno a los 7,8 kgs/dm3. La familia Lightalloy Steel desarrollada ofrece valores de densidad de 7,2-7,3 kgs/dm3. Es decir, nos ofrecen una reducción significativa del peso para similares propiedades mecánicas, frente a los productos presentes en el mercado”. Estos nuevos materiales presentan asimismo otras ventajas adicionales como es el caso de “su elevada nitrurabilidad, que permite asegurar una resistencia al desgaste adicional en aplicaciones en las que, además de esfuerzos mecánicos, es necesaria esa propiedad frente al desgaste”.

El investigador de AZTERLAN destaca también “la fabricabilidad industrial” de estos aceros, afirmando que “lejos de ser un material de laboratorio, se trata de un material procesable a escala industrial, tanto mediante la utilización de tecnologías de fabricación convencionales (fundición), como mediante tecnologías de vacío (utilizadas en su concepción inicial)”, habiendo ya validado los resultados mecánicos ofrecidos en ambos casos.

“Definitivamente, es un material muy alineado con las necesidades de sostenibilidad y aligeramiento de peso requeridas por la industria de transporte y creemos que se trata de un material llamado a ocupar un lugar predominante en la fabricación de componentes para vehículos pesados como camiones o ferrocarril, entre otros”.

Estructura del nuevo acero Al28 LightAlloy Steel

Estructura del nuevo acero Al28 LightAlloy Steel y detalle del ensayo de caracterización de dureza.