Sidenor I+D participa en un proyecto Europeo para desarrollar una nueva metodología de tratamiento superficial mediante láser que mejore la resistencia a fatiga de cigüeñales en la industria de automoción.
- STIFFCRANK cuenta con un presupuesto de 1,7M€ y tendrá una duración de 3,5 años. El proyecto recibe financiación de la Comisión Europea, a través de los fondos RFCS (Research Fund for Coal and Steel).
- A corto plazo, los resultados tendrán influencia en compañías que utilizan los aceros microaleados seleccionados en aplicaciones en las que la fatiga es un aspecto limitante en cuanto a seguridad y a vida operativa del componente.
Sidenor I+D participa como socio en el proyecto STIFFCRANK, liderado por el centro tecnológico AIMEN (Vigo, España), y que dio comienzo el pasado Julio de 2017.
El principal objetivo del proyecto es desarrollar una nueva técnica láser de tratamiento superficial de componentes para mejorar su resistencia a fatiga, a través de la generación de capas endurecidas, homogéneas y predecibles, en aceros microaleados y aleados.
La consecución de este objetivo precisará de una mejor comprensión del nexo entre la distribución de tensiones residuales en la sub-superficie y la microestructura generada tras el endurecimiento superficial mediante láser, en relación a la resistencia a fatiga resultante en especímenes o componentes (cigüeñales), así como el modo en que el proceso de endurecimiento por láser afecta a estas propiedades.
La conexión entre la respuesta del material y las condiciones de procesado láser se considera de forma específica. Sidenor proporcionara al consorcio dos aceros estándares para la fabricación de cigüeñales de automoción (un acero microaleado y un acero de temple y revenido), así como un acero microaleado de resistencia mejorada, como posible futuro estándar para aplicaciones de alta solicitación.
Resultado de la investigación, se creará un conjunto de guías y recomendaciones para optimizar la resistencia a fatiga de componentes sometidos a condiciones cíclicas de alta carga, mediante la optimización del desarrollo del producto y el proceso de fabricación del mismo. Estas guías y recomendaciones serán la base para futuros desarrollos enfocados a optimizar tanto las calidades de acero como la propia técnica láser de endurecimiento superficial con respecto a la fatiga del componente.
En el corto plazo, los resultados se espera que tengan un impacto en compañías de sectores que utilizan los aceros microaleados seleccionados en aplicaciones en las que la fatiga es un aspecto limitante de cara a la seguridad y longevidad en servicio del componente. Por tanto, no solo se espera que tenga un impacto directo en sectores como automoción y construcción mecánica, sino que también tenga potencial aplicabilidad en sectores ofshore/onshore y de generación de energía.
Principales innovaciones
Como principales innovaciones destacar la generación de métodos modificados para el tratamiento superficial por láser de cara a la mejora de la respuesta a fatiga de los aceros microaleados. Lo cual será posible mediante el potencial de las tecnologías de haz láser avanzadas para mejorar la homogeneidad de la dureza y la distribución de la energía del láser en el substrato de acero.
Consorcio
STIFFCRANK cuenta con un presupuesto de 1,7M€ y tendrá una duración de 3,5 años. El proyecto recibe financiación de la Comisión Europea, a través de los fondos RFCS (Research Fund for Coal and Steel).
En el consorcio Sidenor I+D colaborará con el centro tecnológico AIMEN (Esp.), que actuará de Coordinador, y dos universidades europeas: Univ. de Lulea (Suecia) y Univ. de Kassel (Alemania)
La responsabilidad de Sidenor I+D como socio del consorcio incluye suministrar los aceros industriales para la fabricación de los componentes y probetas, su caracterización básica, así como colaborar en la caracterización y evaluación de las distintas variantes generadas a lo largo del proyecto (tanto vía rutas convencionales de referencia, como tratadas mediante técnicas láser avanzadas).
Los restantes miembros del consorcio son:
AIMEN (Asociacion Metalúrgica del Noreste), líder del proyecto, será responsable de la coordinación del mismo. También está a cargo de una de las dos líneas de láser disponibles en el proyecto. AIMEN estudiará también los parámetros óptimos del proceso láser, investigando el nexo entre la metalurgia, perfil de dureza y tensiones residuales en relación con los parámetros térmicos, con el fin de aumentar la resistencia a fatiga. Por último, simulara el proceso láser mediante Análisis de Elementos Finitos para adecuar la transferencia de calor.
Luleå University of Technology (LTU) dispone de la segunda línea láser considerada en el proyecto. Está a cargo del desarrollo de la técnica avanzada de endurecimiento superficial por láser mediante el uso de técnicas específicas, y complementará a AIMEN en la definición de las condiciones óptimas del proceso. LTU también colaborará en las actividades de simulación para la determinación de la trayectoria óptima del haz láser.
University of Kassel (KU), realizará las medidas de tensiones residuales mediante difracción de rayos X en probetas y sectores de cigüeñal tratados superficialmente mediante los procesos láser. KU establecerá las características específicas en relación al perfil de tensiones residuales, identificando cualquier nexo entre microestructura, perfil de dureza y distribución de tensiones residuales.