Los aviones del futuro serán mucho más resistentes. China ha logrado crear un material único
Poder soportar condiciones extremas es ya un requisito imprescindible en aviación o aeronáutica espacial
Viajamos hasta China para presentarte un estudio realizado por un equipo de investigadores internacionales, quienes han conseguido un extraordinario avance en el campo de los materiales metálicos, concretamente en la mejora de la resistencia a la fatiga. Estamos hablando de mejorar la seguridad en las estructuras que se generan en sectores como las grandes infraestructuras o la ingeniería aeroespacial y evitar una amenaza latente, que podría provocar fallos graves en los materiales clásicos.
La revolución en la resistencia a la fatiga de los materiales
Una reciente investigación publicada en la revista científica Science, nos invita a conocer un nuevo material, resistente a la conocida fatiga. Por si no tienes claro este concepto, se entiende por fatiga al fallo que ocurre en algunos materiales, cuando estos se ven sometidos a tensiones cíclicas. En ciertos casos, estas tensiones ocurren incluso por debajo del límite elástico del material y pueden presentarse de manera inesperada.
Evolución estructural de la dislocación ordenada del acero inoxidable 304 bajo tensiones cíclicas
Una de las manifestaciones más comunes de esta fatiga en los materiales es el denominado deslizamiento cíclico, que también se conoce comúnmente como efecto trinquete, y que provoca deformaciones severas en los materiales, acelerando los fallos que pueden ocurrir en las estructuras que estos conforman. Es aquí donde se presenta la solución ingeniada por los investigadores del Centro Nacional de Investigación de Ciencias de los Materiales de Shenyang y del Instituto de Tecnología de Georgia.
Estamos hablando de modificar la microestructura del acero inoxidable austenítico 304, uno de los más utilizados y versátiles, introduciendo una estructura de "celda de dislocación ordenada con un gradiente espacial", según lo publicado en el comunicado del Centro Nacional de Investigación de Ciencias de los Materiales. ¿El resultado? Un material con mayor resistencia mecánica y mayor resistencia a la fluencia cíclica del material.
Los resultados obtenidos con esta modificación estructural han permitido que el límite elástico del acero se multiplique por 2,6, mientras que la deformación por el mencionado efecto trinquete disminuya entre 100 y 10.000 veces. El gran secreto de este estudio reside en un cambio de fase en la microestructura del acero, que pasa de una martensita cúbica centrada en la cara a una hexagonal compacta.
A esto hay que unirle la formación de capas de menos de 10 nanómetros, que impide el movimiento de defectos estructurales, lo que consigue mejorar la resistencia del material. En dicho comunicado, los investigadores afirman que el material "promete tener un papel clave en asegurar una larga vida y una gran fiabilidad de componentes críticos que operan en ambientes extremos", como sería el caso de la industria aeroespacial.