Presenta Worldsteel espuma metálica de alta resistencia para estructuras de acero ligero
11 de mayo de 2017.- Los desarrolladores de espuma de metal compuesto están produciendo estructuras de acero ligero tan fuerte que pueden convertir las balas en fragmentos de polvo en el impacto, de acuerdo con un reporte hoy dado a conocer por la Asociación Mundial del Acero (Worldsteel)
Pocas personas son capaces de pensar en la espuma como un material resistente de protección, pero un nuevo tipo de espuma de acero que permite la creación de cuerpo súper ligero y la armadura del vehículo podría cambiar eso.
Las espumas metálicas compuestas de acero (Composite metal foam, CMFs) son uno de los nuevos desarrollos más emocionantes en materiales compuestos. Mediante la combinación de acero en dos formas diferentes, sus propiedades de resistencia y resistencia se pueden mejorar mucho.
Los CMF tienen una estructura esponjosa única y se fabrican usando una disposición aleatoria de esferas de acero huecas suspendidas en un polvo de acero fino en partículas.
Esto es entonces tratado térmicamente en un proceso llamado sinterización. Aquí, se aplican altas temperaturas y compresión para fundir el polvo particulado con las burbujas de acero, produciendo la formación de esponja de acero. La estructura esponjosa de la espuma de acero le da sus cualidades únicas.
Las espumas metálicas de acero se valoran por sus características mecánicas, térmicas, eléctricas y acústicas. En el caso de los sistemas de armadura, su fuerza proviene de una capacidad única para disipar la energía balística a través de la relación de deformación flexible entre las esferas llenas de aire y la matriz de acero que las rodea.
Debido a su porosidad y alta relación superficie / volumen, los CMF pueden absorber una gran cantidad de energía mecánica cuando se deforman.
La CMFs han estado en desarrollo en la Universidad Estatal de Carolina del Norte por más de 12 años, y han sido ampliamente probado por el Departamento de Defensa de EUA para sus aplicaciones balísticas.
Los experimentos han demostrado que una pieza de prueba de CMF de 2,5 cm de espesor puede superar un espesor idéntico de placa de acero sólido en resistencia a balas, pero es seis veces más ligera.
De hecho, el CMF de 2,5 cm proporciona suficiente resistencia balística para astillar una bala de perforación blindada de M2 de 7.62 x 63 mm de tamaño estándar en fragmentos de polvo tras el impacto.
Si bien los CMF han mostrado un enorme potencial en el desarrollo de nuevos tipos de armadura, esta no es su única aplicación. Otras áreas están siendo exploradas activamente para aprovechar las propiedades de este nuevo tipo de formación de acero.
Cuando se abordan desechos nucleares, se están considerando CMFs para su uso en blindaje contra rayos X, rayos gamma y radiación de neutrones en contenedores de desechos. Esto se debe a su combinación de capacidad de absorción de alta energía, baja conductividad térmica, bajo coeficiente de expansión térmica y estabilidad dimensional superior. A altas temperaturas, un CMF de acero se expande significativamente menos que el acero a granel y de una manera más regular y predecible.
Los experimentos han demostrado que una pieza de prueba de CMF de 2.5 cm de espesor puede superar un espesor idéntico de placa de acero sólido en resistencia a balas, pero es seis veces más ligera.
La ligereza, la resistencia al calor y las propiedades mecánicas de los CMF también los han colocado en el marco como materiales estructurales, blindaje y aislamiento térmico para una nueva generación de vehículos espaciales y aviones, y la NASA está evaluando su potencial.
CMFs tienen el doble de resistencia al calor que el acero normal, principalmente porque el calor viaja más lentamente a través del aire que a través del metal. Estudios recientes sobre el comportamiento térmico y propiedades ignífugas de las espumas metálicas compuestas muestran que ofrecen un buen aislamiento térmico, una estabilidad térmica superior y excelentes rendimientos ignífugos comparados con el acero base.
El acero está bien establecido como un material fiable y adaptable para una amplia gama de usos comerciales. Pero ahora los materiales compuestos de acero y acero que combinan dos formas distintas en una sola, proporcionan un nuevo potencial para aplicaciones estructurales y funcionales.
Staff ReportAcero
