Software innovador para la dureza del acero: ¡un estudiante de Bochum inspira a los expertos!

Software innovador para la dureza del acero: ¡un estudiante de Bochum inspira a los expertos!

Jakob Lensing, estudiante de la cátedra de ingeniería de materiales de la Universidad del Ruhr en Bochum, presentó recientemente una importante ampliación de un programa informático para calcular la dureza del acero. El 13 de febrero de 2025 recibió el segundo premio del Premio de Estudios Dörrenberg por su trabajo de estudio. La investigación de Lensing tiene como objetivo predecir la composición química ideal a partir de las propiedades deseadas de un material. El software existente en el departamento puede predecir propiedades macroscópicas como la dureza en función de la composición química y el tratamiento térmico.

Los avances recientes de Lensing incluyen la integración del factor de temperatura inicial (MS) de martensita, una métrica crucial en la ciencia de materiales. La temperatura inicial de la martensita define el punto en el que cambia la estructura del material después del recocido durante el enfriamiento. Esta reestructuración de la estructura conduce a una dureza significativa del material, lo que es crucial para numerosas aplicaciones industriales. La transformación completa de la estructura depende en gran medida de esta temperatura.

Acero inoxidable martensítico y sus propiedades.

El acero inoxidable martensítico, que pertenece a la serie 400, tiene una estructura cristalina tetragonal centrada en el cuerpo (BCT). Este tipo de acero inoxidable suele contener entre un 12 y un 18 % de cromo y entre un 0,1 y un 1,2 % de carbono. A pesar de su alta resistencia y dureza después del tratamiento térmico, el acero inoxidable martensítico muestra una menor resistencia a la corrosión en comparación con el acero inoxidable austenítico. Las aplicaciones incluyen cubiertos, instrumentos quirúrgicos, válvulas, cojinetes y álabes de turbinas.

El tratamiento térmico del acero inoxidable martensítico se logra calentándolo a temperaturas entre 925 y 1070°C, seguido de un enfriamiento rápido (templado) para lograr la estructura martensítica deseada. Este material también tiene propiedades magnéticas, lo que lo hace aplicable en diversas industrias. Los grados más comunes son 403, 410, 416, 420, 431, 440A, 440B, 440C y 17-4 PH. El grado 410 en particular es conocido por su combinación equilibrada de resistencia a la corrosión y alta resistencia.

El proceso de formación de martensita.

La martensita es una estructura metaestable que se crea mediante una transformación atérmica y sin difusión de la estructura original. La transformación se produce cuando el material se enfría rápidamente desde una fase de alta temperatura (austenita, por ejemplo) a una fase de baja temperatura. Es importante asegurarse de que el enfriamiento se produzca con la suficiente rapidez para evitar procesos de difusión.

La formación de martensita se produce a través de núcleos ya presentes en la austenita y no se limita a los metales; también puede ocurrir en cerámicas y polímeros. La transformación de la red cúbica de austenita centrada en las caras en una red tetragonal centrada en el cuerpo es un proceso central que depende, entre otras cosas, de la composición química. Los cambios en la estructura conducen a un aumento significativo de la dureza, que también está fuertemente influenciado por el contenido de carbono.

En resumen, la investigación de Jakob Lensing representa un paso importante en la ingeniería de materiales, especialmente en el campo de los aceros martensíticos. El cálculo preciso de la dureza del acero no sólo podría revolucionar el desarrollo de materiales, sino también acelerar la aplicación de estos hallazgos de la ingeniería de materiales en otros contextos industriales.

Universidad del Ruhr en Bochum informa que Lensing ha mejorado significativamente su método de cálculo del acero. Puede obtener más información sobre el acero inoxidable martensítico en Grupo profesional de acero y el proceso general de formación de martensita Wikipedia.