Búnkeres nucleares: ¿Por qué las puertas blindadas de la montaña Cheyenne están hechas de acero con bajo contenido de carbono?

Las razones para seleccionar acero con bajo contenido de carbono (LCS), en orden de importancia (decreciente):

  1. Costo. El LCS es un material estructural de bajo costo, fácilmente disponible en las cantidades requeridas para un búnker de este tamaño. Es el acero de construcción “por defecto”. Este factor triunfa sobre todo lo demás.
  2. Ductilidad. Como Steven Ford mencionó, LCS es más dúctil, ya que metalográficamente se compone principalmente de ferrita. Además, a pesar de su menor límite elástico estático, es más dependiente de la velocidad: se endurece más cuando se coloca bajo altas tasas de deformación, lo que hace que su respuesta a una carga explosiva se acerque más a la de un acero aleado. Más materiales dúctiles pueden absorber más energía al deformarse antes de la fractura. [1]
  3. Efectos de irradiación. Los aceros con bajo contenido de carbono son menos susceptibles a la hinchazón, la fluencia y la fragilidad causadas por la irradiación y conservan menos radiación residual que el acero aleado. [2-3]
  4. Tratamiento térmico. (lo que el autor de la pregunta está insinuando) LCS no sufrirá ninguna transformación martensítica en el aire [4], ya que requieren velocidades de enfriamiento mucho más altas, que solo se pueden lograr mediante enfriamiento. Además, se auto-templan (su superficie transformada será templada por el calor residual del núcleo). Por lo tanto, como elementos estructurales, no se espera que se endurezcan debido al calor de la explosión, sin embargo, espero que esto sea cierto para cualquier otro acero, debido a la gran masa de la estructura, lo que daría como resultado velocidades de enfriamiento bajas en cualquier escenario concebible .

[1] http://www.aisc.org/bookstore/itemRedirector.aspx?id=15594
[2] http://www.keytometals.com/page….
[3] http://www.ornl.gov/sci/physical…
[4] http://www.ciitlahore.edu.pk/Pap…

El usuario de Quora señaló cuál es probablemente la verdadera razón: el contenido de ferrita del metal . Todo el complejo Cheyenne Mountain necesita ser una gran jaula de Faraday para proteger contra el pulso electromagnético, y las aberturas de las puertas son puntos vulnerables. Dado que las longitudes de onda de la amenaza no se pueden predecir, la jaula necesita cubrir todo el espectro de radiofrecuencia, y la ferrita es el material de elección. Los requisitos mecánicos y térmicos podrían cumplirse con otros metales con los que sería más fácil trabajar.

Esto se debe principalmente a que el acero dulce es más dúctil (no quebradizo), por lo que tiene algo de ‘ceder’. También el acero dulce es fácil de fabricar y normalmente más barato. Muchas puertas blindadas son compuestas e incluyen hormigón armado. Las barras de acero para el refuerzo en realidad son normalmente de alta resistencia a la tracción. Se encuentran, por ejemplo, en las puertas de explosión PT Luwa / Andair Swiss PT, ya que la ductilidad aún se considera adecuada para el propósito. Los búnkeres suizos suelen utilizar barras de refuerzo de alta resistencia a la tracción en sus muros de hormigón, etc. Todos están construidos según códigos estrictos. Casi todos en Suiza tienen acceso a un refugio de explosión. Los suizos realmente prueban las puertas haciéndolas explotar a corta distancia con explosiones químicas especialmente diseñadas para simular explosiones nucleares. Han demostrado que estas puertas PT pueden soportar varias detonaciones de 100 toneladas (1MN) por metro cuadrado de presión reflejada.

Basado en el peso de 23-30 toneladas usualmente indicado para las puertas de la montaña Cheyenne, ¿no creo que sean de acero sólido? Miden aproximadamente 3 metros cuadrados, o tal vez un poco más anchos, y 1 metro de grosor, incluido el mecanismo de bloqueo. Con el gran mecanismo de bloqueo hidráulico pesado y las bisagras pesadas, creo que serían más que eso si fuera acero sólido. En realidad no necesitas acero sólido. Espero que el acero sea muy grueso, pero no de 1 metro de espesor, luego tiene un relleno de hormigón armado. Puede tener costillas de acero / vigas de refuerzo internamente. Es muy probable que el diseño exacto aún se clasifique.

El búnker Greenbriar tiene puertas blindadas de aproximadamente medio metro de grosor, incluido el mecanismo de bloqueo, y se supone que también pesan 25 toneladas. Estos pueden ser de acero sólido, aparte del mecanismo de bloqueo, pero probablemente sigan siendo un diseño compuesto.

El acero con poco carbono es más flexible y menos propenso a fracturas por tensión. El carbono endurece el acero al imponer tensiones internas en la estructura cristalina. Esto endurece la estructura pero también la deja más frágil. El acero con bajo contenido de carbono puede absorber golpes más duros y más. El acero más duro resiste mejor la perforación y la perforación, pero soportar sobrepresiones rápidas es más fácil para algo que puede flexionarse.

El acero con alto contenido de carbono no es tan dúctil como el acero con bajo contenido de carbono.

El acero con poco carbono puede ‘ceder’ un poco sin romperse. No querrás que se rompan tus puertas blindadas.