Acero Eglin ( ES-1 ) es una alta resistencia , alto rendimiento, baja aleación, de bajo costo de acero , desarrollada para la nueva generación de bunker Buster bombas de tipo, por ejemplo, el Massive Ordnance Penetrator y la versión mejorada de la GBU-28 bomba conocida como EGBU-28 . Fue desarrollado en colaboración entre la Fuerza Aérea de EE. UU. Y la Ellwood National Forge Company.
El desarrollo del acero Eglin se encargó para encontrar un reemplazo de bajo costo para aceros de superaleación fuertes, resistentes pero costosos , como AF-1410 , Aermet-100 , HY-180 y HP9-4-20 / 30 . Se requiere un material de carcasa de alto rendimiento para que el arma sobreviva a las altas velocidades de impacto necesarias para una penetración profunda. El material tiene una amplia gama de otras aplicaciones, desde piezas de misiles y cuerpos de tanques hasta piezas de máquinas.
El material puede ser menos costoso porque se puede refinar con cuchara . No requiere procesamiento al vacío. A diferencia de otras aleaciones de alto rendimiento, el acero Eglin se puede soldar fácilmente, ampliando el rango de su aplicación. Además, utiliza aproximadamente la mitad de níquel que otras superaleaciones , sustituyendo el silicio para ayudar con la tenacidad y las partículas de carburo de vanadio y carburo de tungsteno para una dureza adicional y resistencia a altas temperaturas. El material también incluye cromo , tungsteno y cantidades bajas a medias de carbono , que contribuyen a la resistencia y dureza del material .
Propiedades
A temperatura ambiente, el rendimiento de ES-1 ( resistencia a la tracción antes de la deformación) es 224,500 PSI (1547 MPa), la resistencia máxima (punto de rotura) es 263,700 PSI (1818 MPa). A 900 ° C, el rendimiento es de 193,900 PSI (1337 MPa) y la resistencia máxima es de 246,700 (1701 MPa). La dureza Rockwell es 45,6 (455 HV 10 ). En cuanto a dureza, el impacto de la muesca Charpy es de 56,2 pies-libras (76 J) a temperatura ambiente y 42,7 pies-libras (58 J) a -40F (-40 ° C). [1]
ES-1 es un equilibrio de costo, resistencia a la tracción, resistencia a la tracción a alta temperatura y tenacidad. Variando el tratamiento térmico para incluir enfriamiento con agua o nitrógeno líquido, u omitiendo el tratamiento térmico de normalización para permitir el endurecimiento por trabajo , se pueden mejorar las propiedades. [2] ES-5, con un enfriamiento económico por aire y agua, [3] proporciona 244,800 PSI de rendimiento y 291,900 PSI de rendimiento final. [4]
En comparación, el acero estructural ordinario rinde a 36,000 PSI, el acero de "artillería" 4150 (usado en cañones de armas militares de alta calidad) a 75,000.
Detalles
La composición del material en peso es: [5]
- Hierro (84,463–90%)
- Carbono (0,16 a 0,35%)
- Manganeso (0,85%)
- Silicio (máx. 1,25%), estabiliza la fase austenítica , mejora la tenacidad
- Cromo (máx. 1,50-3,25%), mejora la resistencia y la templabilidad
- Molibdeno (máx. 0,55%), mejora la templabilidad
- Níquel (5,00%), aumenta la tenacidad
- Tungsteno (0,70-3,25%), mejora la fuerza y la resistencia al desgaste
- Vanadio (0.05–0.3%), aumenta la tenacidad
- Cobre (0,50%)
- Fósforo (impureza, máx. 0,015%)
- Azufre (impureza, máx. 0.012%)
- Calcio (máx. 0,02%), agente de control de azufre
- Nitrógeno (impureza, máx. 0,14%)
- Aluminio (máx. 0,05%)
El material tiene una gama inusualmente amplia de métodos de producción para una superaleación: arco eléctrico, cuchara refinada con tratamiento al vacío; fusión por inducción al vacío; refusión por arco al vacío e incluso refusión de escoria por electrocución. Se recomiendan los tratamientos al vacío para obtener la mejor resistencia y usos superiores. [6]
El material debe someterse a un tratamiento térmico que incluye normalización , temple y revenido para desarrollar la microestructura austenítica requerida , con el posterior revenido. Las placas de prueba eran de 1 pulgada. Primero se normalizaron. Fueron cargados en un horno a 500 ° F. Calentado a 125F por hora a 1625-1725F. Se mantiene a 1750F durante una hora por pulgada de tamaño de sección y luego se enfría con aire a temperatura ambiente. A continuación, las muestras se austenizaron repitiendo el proceso hasta 1700F y se mantuvieron durante una hora por pulgada de tamaño de sección, luego se enfriaron en aceite por debajo de 125F. Finalmente, se atemperaron en un horno que comenzó por debajo de 500 ° F, aumentó a 100 ° F por hora por pulgada de tamaño de sección y se dejó enfriar al aire a temperatura ambiente. [7]
Crédito
La patente acredita a Morris Dilmore y James Ruhlman como inventores.
Ver también
- USAF-96 Un material posterior desarrollado con los mismos propósitos, también en Eglin.
- Aermet (aceros de alto rendimiento).
- Acero Maraging (aceros endurecidos por precipitación de alto rendimiento, algo similar al acero Eglin).
- Base de la Fuerza Aérea de Eglin
Referencias
- ^ Patente de EE. UU. N. ° 7.537.727 B2, consultada el 16 de julio de 2009, columna 3, tabla 55
- ^ Patente de EE. UU. N. ° 7.537.727 B2, consultada el 16 de julio de 2009, columna 7, línea 5.
- ^ Patente de EE. UU. N. ° 7.537.727 B2, consultada el 16 de julio de 2009, columna 6, línea 65
- ^ Patente de EE. UU. N. ° 7.537.727 B2, consultada el 16 de julio de 2009, columna 5, línea 1
- ^ Patente de EE. UU. N. ° 7.537.727 B2, consultada el 16 de julio de 2009, columna 3, línea 5
- ^ Patente de EE. UU. N. ° 7.537.727 B2, consultada el 16 de julio de 2009, columna 3, línea 45.
- ^ Patente de EE. UU. N. ° 7.537.727 B2, consultada el 16 de julio de 2009, columna 4, línea 35
enlaces externos
- AFRL Horizons - Acero Eglin
- Globalsecurity.org - EGBU-28
- Compañía Nacional de Forja Ellwood