La evolución del acero
Maritza Barrera S. /Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y de Materiales/SIDOR, Puerto Ordaz. Venezuela.
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La fabricación de las carrocerías de automóviles ha ido variando, a lo largo del tiempo, el tipo de acero que se utiliza. Según han ido evolucionando las técnicas de embutición y de ensamblaje, lo han hecho también los tipos de acero utilizados en las carrocerías han ido evolucionando hasta el punto que estas aleaciones han pasado de tener una resistencia mecánica que no llegaba a los 200 MPa en sus orígenes, hasta alcanzar en la actualidad una resistencia cercana a los 2.000 MPa en determinadas piezas, como se muestra en la Figura 1.
Inicialmente las carrocerías eran de aceros convencionales, aceros dulce no aleados con bajo contenido en carbono y laminados en frio, aceros con una gran capacidad de embutición, a los que era fácil de darles la forma adecuada a la pieza aunque con unos espesores considerables al tener el material una resistencia no muy elevada. Las prensas de embutición en sus orígenes no tenían la tecnología ni la potencia que tienen actualmente, por lo tanto los aceros para poderles dar la forma diseñada debían ser menos resistentes. Así mismo, era necesario unir las piezas entre ellas por soldadura, y esta técnica tampoco estaba tan modernizada en sus orígenes.
Mucho tiempo ha pasado desde que se fabricó la primera carrocería completamente en acero en 1934 y desde entonces los tipos de aceros utilizados en el automóvil han ido evolucionando hasta nuestros días y cada vez a mayor velocidad, destacando la evolución de las aleaciones de acero sobre todo en las piezas estructurales. Los fabricantes de automóviles siempre han buscado en sus diseños mejorar la seguridad de los ocupantes y además aligerar el peso de la carrocería para de ese modo disminuir su consumo y sus emisiones. Por este motivo, se han ido modificando los tipos de acero, y sus aleaciones, utilizados en las piezas de la carrocería del automóvil, de forma que se pudieran fabricar con espesores cada vez menores, lo cual derivaba en un menor peso, teniendo en cuenta que para ello el material debía ser más resistente, así como que también era importante la geometría de cada pieza y como colaboraban cada una de las piezas en resistir los esfuerzos tanto estáticos y dinámicos como los debidos a una colisión.
Más adelante, aparecieron los aceros de alta resistencia (aceros BH, aceros microaleados y aceros Refosforados). Los aceros microaleados que conseguían que aunque tuvieran una resistencia similar a aceros convencionales, su límite elástico fuera más elevado, obteniendo de esta forma un material que una vez ensamblado necesitaba un mayor esfuerzo para provocar en él una deformación permanente, es decir podía tener un espesor ligeramente menor que para un acero convencional. Los aceros endurecidos por horneado (BH - Bakenhardening), se utilizan fundamentalmente en la panelería exterior. Estos aceros tienen una gran embutibilidad y una vez se le ha dado la forma se endurecen al pasar por los hornos de pintura. Los aceros refosforados contienen fósforo hasta un 0,12%, tienen buena aptitud para la conformación por estampación con un buen nivel de resistencia. Debido a la necesidad de crear estructuras más¿resistentes, sobre todo frente a colisiones laterales, se diseñaron los aceros de muy alta resistencia (aceros DP, CP y TRIP). Los aceros TRIP (Transformation-induced plasticity) son aceros multifásicos y por ejemplo se utilizan para los refuerzos de pilar B. Los aceros DP, (Dual Phase) presentan buena capacidad para la absorción de energía de colisión. Los aceros CP, (Complex phase) tienen un bajo contenido en carbono (<0.2%) se caracterizan también por una elevada absorción de energía. Más recientemente, se crearon los aceros de ultra alta resistencia, AHSS (advanced high-strength steel),dentro de los cuales están los aceros MS y aceros BOR estampados en caliente. Estos aceros han provocado un gran avance en la búsqueda de la reducción del peso de la carrocería y se utilizan en la actualidad en un gran número de piezas estructurales. Los aceros BOR al boro (MnB+HF) estampados en caliente, tienen un contenido en boro de hasta un 0.005% y tienen una resistencia muy elevada, aunque su deformación es limitada. Los Aceros martensíticos (MS) presentan una microestructura compuesta básicamente de martensita y alcanzan unos límites elásticos muy elevados. Se utilizan en piezas estructurales. Y finalmente, siguen apareciendo generaciones actualizadas de estos aceros de ultra alta resistencia con todavía mayor resistencia y mejor alargamiento, como los Aceros TWIP (twinning-induced plasticity), que son la segunda generación de los AHSS y tienen un alto contenido en manganeso (17-24%), combinan una resistencia extremadamente alta con una capacidad de estiramiento extremadamente alta. Se utilizan por ejemplo en las barras anti intrusión de puertas.
Figura 1.- Gráfico que refleja la resistencia a la tracción y el alargamiento de los diferentes aceros utilizados en la fabricación de automóviles[1]
Referencia:
[1] Casajús, L., Tipos de acero utilizados en las carrocerías de automóviles a lo largo de la historia, N° 76 - Abril / Junio 2018, www.centro-zaragoza.com
Bibliografía:
- Revista Acero Latinoamericano, Asociación Latinoamericana del Acero (Alacero), CL ISSN 0034-9798, Número 560, Enero – Febrero de 2017
- Acero para un futuro sostenible, ArcelorMittal, España 2014
