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Si navega a través de sciencedirect o springer (dos de los editores más populares de publicaciones científicas), encontrará incluso demasiados artículos sobre el tema. Si intenta buscar en Google el problema, verá una larga lista de sitios web y conferencias y documentos y libros sobre el tema.
¿Qué nos dice esto? No hay consenso porque no hay solución. Las alternativas al acero son difíciles de adoptar por varias razones:
- ¿Cuál de los siguientes consideraría quebradizo / dúctil?
- ¿Por qué los metales preciosos son una inversión riesgosa?
- ¿Cómo se recuperan los metales de tierras raras durante el reciclaje de convertidores catalíticos?
- ¿Es el carbón un no metal?
- ¿Qué es la falla por fluencia en el metal?
- costos de materia prima : el acero es barato, inferior a 3 € / kg
- costos de procesamiento : se conoce la formación, se conoce la soldadura y ambos son baratos
- reciclaje : material 100% reciclable (más del 90% del acero de Europa ya se recicla)
- mejora : las aleaciones de acero adoptadas en la mayoría de las aplicaciones automotrices aún están lejos de las mejores aleaciones (en cuanto a resistencia y ductilidad), podría mejorar el rendimiento y las relaciones de rendimiento a peso simplemente cambiando las aleaciones (y aumentando ligeramente los costos)
Pero déjame fantasear un poco y explorar algunos escenarios.
Disponibilidad de energía infinita de bajo costo.
Este caso hipotético permitiría que otro metal nos conquiste a todos: el titanio y sus aleaciones. Luz (densidad de 4.4 a 4.6 [matemática] Mg / m ^ {3} [/ matemática]), alta resistencia (hasta 1200 MPa), con valores muy altos de tenacidad a la fractura (100-140 [matemática] MPa \ sqrt { m} [/ math]), aleaciones de titanio soldables, plásticamente conformables y reciclables reemplazarían muchas aleaciones de acero en el transporte. Los únicos inconvenientes son una menor maquinabilidad y la necesidad de usar gases protectores al soldar. Cuando la energía (si alguna vez lo hace) se vuelve barata a medida que el aire vigila el titanio, reemplazará muchas aplicaciones ferrosas.
Los sensores y sistemas de control se vuelven “impecables”, confiables y “comúnmente aceptados”
Si, y es un gran IF, logramos crear automóviles que nunca chocarán, podríamos recurrir a materiales livianos con propiedades mecánicas más bajas y sin la necesidad de absorber energía en un choque. Sin embargo, en el desagradable y desafortunado caso, las características de seguridad no funcionan, lo más probable es que resulte en la muerte del conductor y de los pasajeros (necesitamos que los materiales alrededor de nuestros cuerpos absorban y disipen la energía cinética para nosotros, de lo contrario nuestros cuerpos tomarán las cargas)
Si alguna vez aceptamos el uso de sistemas de seguridad activos y eliminamos la seguridad pasiva (la absorción de energía por la estructura y la carrocería del automóvil), entonces dominarían los compuestos de plástico reforzado con fibra y plástico de todo tipo. Los automóviles serían más livianos y los motores se degradarían para reducir las emisiones a un rendimiento aún mayor (ya que los automóviles serían más livianos).
Se desarrollan nuevas aleaciones de magnesio dúctiles y de alta resistencia.
El magnesio, con una densidad de 1.74 [matemática] Mg / m ^ {3} [/ matemática] y un bajo punto de fusión de 650 ° C es un candidato interesante para ser utilizado en muchas aplicaciones estructurales. Tiene dos problemas principales que resolver:
- El muy pequeño depósito de plástico / ductilidad (5-7% de deformación máxima)
- la baja resistencia (260-280 MPa)
Si se resuelven (deformación> 15% y resistencia a la tracción por encima de 350 MPa) con los elementos de aleación adecuados y luego bingo, tiene un sustituto potencial para el acero.
