El acero avanzado de alta resistencia y el acero de ultra alta resistencia se están convirtiendo en un material popular en el mundo de la fabricación de automóviles porque sus atributos y características ayudan a los fabricantes de automóviles a cumplir con los estándares de eficiencia de combustible, seguridad y diseño. Con regulaciones cada vez más estrictas que impulsan el futuro de la industria, el acero, en particular el acero de ultra alta resistencia y el acero avanzado de alta resistencia, desempeña un papel importante para satisfacer las demandas de resistencia y seguridad. ¡Siga leyendo para obtener más información sobre los beneficios y el potencial de este interesante material!
¿Por qué acero en primer lugar?
Según worldsteel.org, el acero es una aleación de hierro y carbono, y también contiene pequeñas cantidades de manganeso, silicio, fósforo, azufre y oxígeno. Hay varios beneficios al usar acero en la producción automotriz. Está:
- Respetuoso con el medio ambiente, ya que se puede reciclar fácilmente varias veces y produce menos emisiones de CO2 durante el ciclo de vida que otros materiales
- Diseño amigable, que ofrece flexibilidad y la capacidad de diseñar estructuras resistentes a choques
- Fácil y asequible de reparar y rentable en comparación con otros materiales.
- Una parte clave de la construcción de vehículos livianos que sean fuertes, seguros y de bajo consumo de combustible
El acero suele aparecer en los automóviles en los «huesos» o el chasis de la carrocería, a veces denominado «carrocería en blanco». La carrocería en blanco es la etapa en la que el marco y la base sin pintar del automóvil se juntan antes de que se agreguen varios componentes de acabado.
¿Cómo se define el acero avanzado de alta resistencia?
El acero avanzado de alta resistencia (AHSS) es el resultado de composiciones químicas cuidadosamente construidas y procesos de calentamiento y enfriamiento controlados con precisión. La familia AHSS incluye fase dual (DP), fase compleja (CP), ferrítico-bainítico (FB), martensítico (MS o MART), plasticidad inducida por transformación (TRIP), conformado en caliente (HF) e inducido por hermanamiento. Plasticidad (TWIP). Dentro de esta familia, las diferentes técnicas de fortalecimiento crean una variedad de características de resistencia, ductilidad, tenacidad y fatiga. AHSS tiene un límite elástico de 550 MPa o más y una resistencia a la tracción mínima de 500 a 800 MPa.
¿Cómo se define el acero de ultra alta resistencia?
El acero de ultra alta resistencia (UHSS) es un acero especialmente formulado con una resistencia a la tracción superior a 780 MPa. El AHSS con una resistencia a la tracción de al menos 1000 MPa a menudo se denomina «acero GigaPascal» (1000 MPa = 1GPa).
¿Cómo se comparan UHSS y AHSS?
Los aceros con límites elásticos superiores a 550 MPa se consideran AHSS, y cuando los niveles de tracción superan los 780 MPa, se denominan UHSS. La diferencia clave entre UHSS y AHSS está en sus microestructuras. Las microestructuras de AHSS se pueden diseñar para producir propiedades mecánicas únicas; algunos tienen una mayor capacidad de endurecimiento por deformación, lo que les da un equilibrio superior entre resistencia y ductilidad, mientras que otros tienen mayor rendimiento y resistencia a la tracción y demuestran un comportamiento de endurecimiento por horneado.
¿Cómo benefician UHSS y AHSS a la industria automotriz?
Según el American Iron and Steel Institute, AHSS ayuda a los fabricantes de automóviles a reducir la masa de los vehículos, lo que aumenta el ahorro de combustible y reduce las emisiones del tubo de escape. Los grados AHSS actuales pueden reducir el peso estructural de un vehículo hasta en un 25 % y reducir las emisiones de CO2 del ciclo de vida total hasta en un 15 % en comparación con otros materiales automotrices.
El uso de AHSS para el «peso ligero» de la automoción da como resultado una disminución inmediata y sostenida de las emisiones de gases de efecto invernadero. El objetivo del peso ligero es reducir el peso total del vehículo para mejorar la economía de combustible; típicamente, una reducción del 10% en el peso del vehículo puede llevar a una mejora del 8% en la economía de combustible.
Los nuevos grados de AHSS permiten a los fabricantes de automóviles reducir el peso del vehículo entre un 35 y un 40 % en comparación con el acero convencional. Para un automóvil familiar de cinco pasajeros, AHSS puede reducir el peso total del vehículo en casi 600 libras, lo que corresponde a cuatro toneladas de gases de efecto invernadero ahorradas durante el ciclo de vida del vehículo.
Por último, UHSS y AHSS son completamente reciclables. Cada año, la industria siderúrgica recicla más de 14 millones de toneladas de acero de vehículos chatarra, el equivalente a la cantidad de acero necesaria para casi 13 millones de automóviles nuevos. En otras palabras, la industria es autosuficiente. El acero también genera energía y emisiones relativamente bajas durante la fase de fabricación; de hecho, la fabricación de acero es el productor de emisiones más bajo de todos los materiales estructurales automotrices.
Seguridad de UHSS y AHSS
Según World Auto Steel, “el acero es el mejor y más fácil material para diseñar vehículos seguros”. Tiene una capacidad única para absorber un impacto y difundir la energía del impacto. De hecho, puede volverse más duro cuando se aplasta, lo que significa que se vuelve más fuerte al impactar y puede absorber más energía. Por esta razón, la mayoría de los autos hoy en día tienen una parte delantera de acero que puede colapsar como un acordeón en caso de impacto.
AHSS ofrece alta resistencia con buena ductilidad, especialmente para los elementos estructurales de un automóvil. Se ha convertido en el material de elección para los componentes de la jaula de seguridad de los pasajeros, como refuerzos de umbrales, pilares A, pilares B, vigas de impacto lateral, refuerzos de cintura, parachoques y arcos de techo, asientos. Algunos aceros AHS se utilizan para proporcionar una alta absorción de energía en las zonas de deformación frontal y trasera, mientras que otros se utilizan para resistir impactos laterales y de techo.
Se puede lograr una excelente protección contra la corrosión con recubrimientos metálicos especiales, lo que también aumenta la seguridad.
El acero se ha convertido en un ganador en la industria automotriz debido a sus características únicas. En particular, AHSS y UHSS pueden ofrecer resultados fuertes pero livianos que permiten productos que pueden cumplir con los estándares ambientales y los requisitos de seguridad.
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