El acero de alta resistencia avanzada 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 las normas de eficiencia de combustible, seguridad y diseño. Con unas normativas cada vez más estrictas que dirigen el futuro de la industria, el acero -especialmente el acero de ultra alta resistencia y el acero avanzado de alta resistencia- desempeña un papel importante a la hora de satisfacer las demandas de resistencia y seguridad. Siga leyendo para obtener más información sobre las ventajas y el potencial de este interesante material.
Según worldsteel.org, el acero es una aleación de hierro y carbono, y también contiene pequeñas cantidades de manganeso, silicio, fósforo, azufre y oxígeno. El uso del acero en la fabricación de automóviles tiene varias ventajas. Lo es:
El acero suele aparecer en los automóviles en los "huesos" o chasis de la carrocería, a veces denominado "carrocería en blanco". La carrocería en blanco es la fase en la que el bastidor y los cimientos sin pintar del coche se unen antes de que se añadan diversos componentes de acabado.
El acero avanzado de alta resistencia (AHSS) es el resultado de composiciones químicas cuidadosamente elaboradas y procesos de calentamiento y enfriamiento controlados con precisión. La familia AHSS incluye aceros bifásicos (DP), de fase compleja (CP), ferrítico-bainíticos (FB), martensíticos (MS o MART), de plasticidad inducida por transformación (TRIP), conformados en caliente (HF) y de plasticidad inducida por torsión (TWIP). Dentro de esta familia, las diferentes técnicas de refuerzo crean una gama de características de resistencia, ductilidad, tenacidad y fatiga. El AHSS tiene un límite elástico de 550 MPa o superior y una resistencia a la tracción mínima de 500 a 800 MPa.
El acero de ultra alta resistencia (AHSS) 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 1.000 MPa suele denominarse "acero GigaPascal" (1.000 MPa = 1GPa).
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 principal diferencia entre los UHSS y los AHSS radica en sus microestructuras. Las microestructuras de los AHSS pueden diseñarse para producir propiedades mecánicas únicas; algunas tienen una mayor capacidad de endurecimiento por deformación, lo que les confiere un equilibrio superior entre resistencia y ductilidad, mientras que otras tienen mayores límites elásticos y resistencias a la tracción y muestran un comportamiento de endurecimiento por cocción.
Según el Instituto Americano del Hierro y el Acero, los AHSS ayudan 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. Las calidades actuales de AHSS pueden reducir el peso estructural de un vehículo hasta en un 25% y disminuir las emisiones totales de CO2 durante su ciclo de vida hasta en un 15% en comparación con otros materiales de automoción.
El uso de AHSS para aligerar el peso de los automóviles supone una reducción inmediata y sostenida de las emisiones de gases de efecto invernadero. El objetivo del aligeramiento es reducir el peso total del vehículo para mejorar el ahorro de combustible; normalmente, una reducción del 10% en el peso del vehículo puede suponer una mejora del 8% en el ahorro de combustible.
Las nuevas calidades de AHSS permiten a los fabricantes de automóviles reducir el peso de los vehículos entre un 35 y un 40% en comparación con el acero convencional. Para un coche familiar de cinco plazas, el AHSS puede reducir el peso total del vehículo en casi 600 libras, lo que equivale a cuatro toneladas de gases de efecto invernadero ahorradas a lo largo del ciclo de vida del vehículo.
Por último, el UHSS y el AHSS son completamente reciclables. Cada año, la industria siderúrgica recicla más de 14 millones de toneladas de acero de vehículos desguazados, el equivalente a la cantidad de acero necesaria para casi 13 millones de automóviles nuevos. En otras palabras, la industria se autoabastece. El acero también genera relativamente poca energía y emisiones durante la fase de fabricación; de hecho, la fabricación de acero es la que produce menos emisiones de todos los materiales estructurales de automoción.
Según World Auto Steel, "el acero es el material más fácil y mejor para diseñar vehículos seguros". Tiene una capacidad única para absorber un impacto y difundir la energía del choque. De hecho, puede endurecerse cuando se aplasta, lo que significa que se hace más fuerte en el impacto y puede absorber más energía. Por esta razón, la mayoría de los coches actuales tienen un frontal de acero que puede plegarse como un acordeón en caso de impacto.
El AHSS ofrece una gran resistencia con una buena ductilidad, especialmente para los elementos estructurales de un automóvil. Se ha convertido en el material preferido para 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 gran absorción de energía en las zonas de deformación frontal y trasera, mientras que otros se emplean para resistir impactos laterales y en el techo.
Se puede conseguir una excelente protección contra la corrosión con revestimientos metálicos especiales, lo que también aumenta la seguridad.
El acero se ha impuesto en la industria del automóvil por sus características únicas. En concreto, el AHSS y el UHSS son capaces de ofrecer resultados resistentes pero ligeros que permiten que los productos puedan cumplir tanto las normas medioambientales como los requisitos de seguridad.
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