¿Cómo se fabricaba el acero Valyrio?

Extremadamente duro, extremadamente resistente, de color negro, ligero e inoxidable. El acero Valyrio es una aleación cuya composición está perdida en el olvido.
Este metal es difícil de trabajar y posee una antigüedad mínima supuesta de 5000 años (ya que desde el gran desastre no se volvió a producir y, repito, se olvidó como producirlo).

Bienvenidos a mi segunda publicación de "preguntas inventadas" donde desencantaré mundos de magia y daré respuesta a preguntas sin importancia.
Hoy toca el acero Valyrio.

¿Qué es el acero Valyrio? Hay muchas posibles respuestas: mangalloy, titanio, nanomateriales... pero muy pocas concuerdan con el contexto de juego de tronos.
Para intentar explicar su posible composición, me basaré en las siguientes premisas:

1. Se trata de un antiguo acero, así que posiblemente no sea una verdadera aleación homogenea, sino una matriz metálica.

2. Hay dragones: aliento de dragón y fuego Valyrio, estas substancias podrían ser utilizadas. En la anterior entrada (sobre el fuego Valyrio) expliqué que tales substancias serían hidrocarburos ricos en boro.

3. El boro es un buen componente de aleación, actúa de forma especial en aleaciones que contienen mucho carbono, endureciendo.

Lord Eddard Stark está impaciente por saber como fabricar este material.

Contexto tecnológico:

En juego de tronos no hay mucha tecnología metalúrgica, apostaría que no salen fundiciones de acero de crisol, ya que esta es una tecnología de casi revolución industrial, post-edad moderna.

Así pues todos los aceros de juego de tronos se producirían como en nuestra era antigua.

Para explicarlo mejor, en los comienzos de la edad de hierro, hasta poco antes de la revolución industrial, solo existía un método para fabricar acero, y este no era una verdadera aleación, sino una matriz metálica (es decir, un entramado de diferentes materiales).

Esto era debido a que la mena de hierro no se llegaba a fundir (pues no existía horno capaz de alcanzar las temperaturas necesarias), sino que se calentaba mucho, solo lo suficiente para descomponer la mena en hierro y oxígeno.
Esto originaba el "hierro esponja" un hierro blando con muchas impurezas y rico en óxido.
Tras hacer esto, el hierro esponja se abatía al rojo vivo hasta obtener el arma en sí, de esta forma la escoria era poco a poco siendo desprendida del metal.
Sin embargo, las armas de hierro obtenidas por este proceso eran blandas, pesadas, toscas y muy frágiles.

Para solucionar esto, el hierro era abatido y se volvía a abatir, así varias veces hasta que el hierro empezaba a parecer limpio.
Al repetir este proceso de calefacción y machaque muchas veces, el hierro absorbía mucho carbono (y otras impurezas) del combustible utilizado, era entonces transformado en acero de alto carbono.
Este primitivo acero era de muy gran dureza y necesariamente consistente... pero seguía siendo frágil.
Un mal golpe partiría una espada de este acero en miles de astillas afiladas.

Este otro problema se solucionaba laminando el acero cientos a miles de veces a golpes, combinando diferentes de estos malos aceros y torciéndolos para formar enlaces resistentes entre las capas. Era un trabajo laborioso de semanas, meses e incluso años que daba lugar a "armas de buena calidad", aunque no de tanta como una espada moderna mal hecha.
Para haceros a la idea: el mítico acero de Damasco constaba de al menos 500 capas de acero Wootz;
el acero de Toledo iberoromano, el mejor de todos los aceros creados por esta primitiva técnica, constaba de 30.000 capas, etc.

> Es a este entramado de aceros y metales lo que se denomina "matriz metálica".

Los reyes de la siderurgia antigua eran los vikingos, que consiguieron crear una espada de acero muy puro, sin láminas y homogeneo (es decir, fueron los únicos que consiguieron fundir el hierro, al menos una vez en su historia), la espada Ulfberth;
mil o dos mil años antes de que tal capacidad de fundir el hierro llegara a la Europa renacentista, en los prólogos de la revolución industrial;
pero dejémonos de cháchara, esto se sale un poco del tema principal.

Técnica del trabajo de acero:

Después de toda esta retrospección histórica sobre el acero, podemos concluir que el acero Valyrio es una matriz metálica, además esto se evidencia en su aspecto damasquino.

Esto es curioso, pues de normal las mejores matrices metálicas son peores que el más mediocre acero de crisol.

¿Cómo obtuvieron los "Valyrios" un acero tan resistente? La respuesta podría estar en el boro... digo en el fuego Valyrio.

Para empezar, debo explicar que el acero y el hierro tienen fases. En cualquier cacho de acero o de hierro siempre habrán cristales con diferente estructura molecular o composición.

En la fabricación de aceros modernos por fundición, estos suelen obtener grandes cantidades de martensita, perlita, austentita, etc (cristales de acero), esto hace al acero resistente... pero también tosco y desmigajable.
Para conseguir que el acero se endurezca, se hace pasar tal por procesos de recocido y templado, se le enriquece con carbono, e incluso se microalea a precisión con metales y otras substancias, todo ello con el fin de crear una "corteza" dura y difícil de corroer sobre el tierno acero. De esta forma es posible obtener aceros muy duros pero muy resistentes.

Esto en el pasado era imposible, ya que casi nunca se conseguía fundir parcial o totalmente el acero; además el hierro base solía ser muy impuro, de esta forma se obtenían aceros extremadamente duros pero quebradizos o aceros tiernos y demasiado maleables.
Para resolverlo, se mezclaban los aceros en laminas y se relaminaban formando aceros con bandas, como ya he dicho antes.

Sin embargo no todo eran pestes en el acero del pasado, a veces, debido a la propia naturaleza de la técnica o de las sales empleadas, era posible obtener matrices metálicas de muy alta calidad. Por ejemplo, en la fabricación de acero de Damasco se empleaban grotescas cantidades de carbón y abundantes recocidos, esto daba lugar a la formación de nanotubos de carbono y carburos de hierro dentro del metal.

La química del acero Valyrio:

Y bien, ¿recordáis mi entrada sobre el fuego Valyrio y su posible composición química, donde yo exponía que este podría contener mucho boro?

Es fácil y verosímilmente correcto suponer que el aliento de dragón y sus derivados (como el fuego Valyrio) podrían haber sido utilizados en la fabricación del acero Valyrio.

El boro, que tantas veces menciono, es capaz de mejorar superficialmente la dureza del acero cuando es aplicado en cantidades extremadamente pequeñas (0,001% ~0,003%), ya que disminuye el tamaño de formación de cristales de las fases "blandas" del metal.
sin embargo, cuando sus concentraciones son mucho mayores, se originarán nitruros de boro y carburos de hierro (los cuales aumentan muchisimo la dureza del material) pudiendo incluso eliminar algunas impurezas transformándolas en sales de boro que quedarían incrustadas en el acero.
El resultado sería un acero más duro que el cuarzo (unas 1000 veces más duro que el acero más duro de la antigüedad), pero tan fragil cómo la arcilla
Lo anterior es difícil de conseguir, pues de normal el boro es poco soluble en hierro, sin embargo, si el proceso es forzado (como podría serlo el de trabajar los metales con el fuego Valyrio o el aliento de dragón rico en boro) se puede llegar a una situación similar a la anterior.

Ahora ya tendríamos el primer ingrediente del acero Valyrio, que le proporcionaría una dureza muy elevada: el acero saturado de boro.
Pero, como antes mencioné, el acero Valyrio es una matriz metálica y no una aleación verdadera.
Tal vez, a partir del anterior acero rico en boro, se mezclarían otros aceros de menor calidad e incluso otros metales como la plata (que es más o menos insoluble en hierro, proporcionaría la capacidad de ser inoxidable y el característico color negro del acero Valyrio) o sales;
estos proporcionarían una mayor resistencia (bajaría la fragilidad del acero Valyrio) y originaría la formación de matrices de metales, característicos de estos aceros primitivos.

Así pues, el acero Valyrio podría ser en realidad una mezcla de aceros blandos con aceros ricos en boro (procesados con fuego Valyrio o aliento de dragón) e imbuido en plata o sales de plata.
Este acero poseería propiedades similares a las expuestas en juego de tronos, sin embargo, este sería vulnerable al cizallamiento, a grandes impactos y perderá su color negro tras ser reforjado (a no ser que se les añadiese después, otra vez, las sales de plata fundidas).