Járvány előtti szinteken a fémtermékek árai

Az autopro.hu legutóbbi, a változásokat szeptemberig összefoglaló árjelentésekor a vasfémek árai már jócskán túl voltak a mélyponton, azonban még nem érték el a járvány előtti szintet. Mint ahogy az a belgiumi technológiai vállalatokat képviselő Agoria által gyűjtött, lentebb táblázatba foglalt számokból is kiderül, az év végére a legtöbb vasfém termék árszínvonala már megközelítette vagy meg is haladta a járvány előttit.

A nem vas fémek esetében hasonlóan alakult az év végi helyzet. Decemberben a nyers ezüst ára már több mint ötödével múlta felül a januárit. A vizsgált nem vas fémtermékek közül egyedül a rézdrót ára maradt az év eleji alatt.

Decemberre az autók karosszéria elemeinek készítéséhez is használt melegen hengerelt finomlemezek ára is jelentősen meghaladta a januárit. Bár az autógyártásban egyre nagyobb szerephez jut az alumínium és a különböző műanyag kompozitok, a főszerep még mindig az acélé. Szilárdságuk és súlycsökkentési potenciáljuk miatt növekvő szerep hárul a nagy szilárdságú acélokra. Hogy többet megtudjunk az autóiparban is használt nagy szilárdságú acélokról, Szőlősi Józsefet, az ELTE-hez tartozó Savaria Műszaki Intézet hegesztő szakmérnök okleveles oktatóját kerestük.

Milyen ötvözőanyagok segítségével csökkenthető a munkadarabok megmunkálás közbeni repedésének, törésének esélye, továbbá a visszarugózás mértéke? Milyen nem kívánatos hatásokkal járhat ezen ötvözőanyagok használata?

A szilárdság növelésének lehetősége a megmunkálhatóságot, vagyis a képlékenységet jelentősen csökkenti. A kellő mértékű alakíthatóságot az acélgyártók ötvözéssel, vagy éppen korszerű technológiai folyamatlépéssel biztosítják. Példaként vegyük a HSLA acélt (High-Strength Low-Alloy – nagy szilárdságú, gyengén ötvözött), ami 0,1-0,2 százalékos karbontartalma mellett 1-1,7 százalék mangánt tartalmaz. Ez a legjelentősebb ötvözője, melynek túlzott jelenléte már rontja az alakíthatóságot. Az acél továbbá tartalmaz anyagszerkezet szemcsefinomításért felelős mikro ötvözőket, amik a vanádium, a nóbium, a titán, és az alumínium. E szilárdságnövelők együttes mennyisége nem éri el a 0,12 százalékot. A HSLA acéloknál a kis karbontartalom az, ami a konverteres acélgyártási eljárásnak köszönhetően kézenfekvő megoldással szolgál az alakíthatóság érdemben javítására.

Vannak esetleg a ma alkalmazott melegalakítási eljárásokban olyan fejlesztési tartalékok, amikkel a ma elterjedt nagy szilárdságú acélok megmunkálhatósága javítható lenne?

Három fejlesztés is kiemelendő, amelyek közül az első kettő metallurgiai (kohászati) alapokon nyugszik:

1. A DP acélok (Dual Phase – duál fázisú), amik a HSLA acélok továbbfejlesztett változata. Nevében a kettős fázis a lágy ferrit mátrix-szerkezetre utal, ami a könnyebb alakíthatóságot, így a jó képlékenységet biztosítja, míg a nagy szilárdságot diszperz eloszlású martenzit-szigetek beágyazódása adja.
2. A HPF acélok (Hot Press Forming), vagyis melegalakításra kifejlesztett bórötvözésű mangán-acélok, ami egy jellemzően autóipari alkalmazásokra szánt acéltípus. Főbb ötvözői a mangán (1,2-1,4 százalék tartalom), illetve az előzőekben is megtalálható mikro ötvözőket is tartalmaz, melyek az alumínium, a titán és a króm. Miután általánosságban a nagy szilárdság elérése folytán romlik az alakváltozó képessége az anyagszerkezetnek, ennél az acéltípusnál a megmunkálhatóságot technológiai fejlesztés útján érik el. A lényege, hogy az acéllemez szállítási állapotában mintegy 300-500 megapascal folyáshatárral rendelkezik, amit 900-950 Celsius fokra hevítve a melegalakítás utáni szabályozott hűtési folyamatban tudnak fokozni 1000-1400 megapascal folyáshatárra. A folyamat során az alakító szerszámban hűtjük a darabot legalább ötven Celsius fok/másodperc hűtési sebességgel, amivel biztosítható a stabil martenzites szövetszerkezet. Egy jellemző acéltípus, amely gyakran megjelenik járműipari szerkezetekben, a 22MnB5.
3. A TWIP acélok (Twinning Induced Plasticity), vagyis ikerképződéses képlékenységgel rendelkező anyagok két évtizedre visszanyúló fejlesztés eredményei, a harmadik generációs U-AHSS (Ultra-Advanced High Strength Steels), vagyis ultra nagy szilárdságú acélok között tartják őket számon. Fő ötvözőjük a mangán, ami 17-24 százalékban van jelen, és az akár szobahőmérsékleten elért teljes ausztenites állapotért felelős. A nevében említett alakváltozási folyamatában nagyszámú alakítási ikerképződés megy végbe, amivel biztosítható a mind finomabb mikroszerkezet, valamint a jó alakíthatóság is. Technológiai paraméterként megadható a szakítószilárdság, ami 1000 megapascal mértékű, 65 százalékos teljes nyúlás mellett.

Természetesen a legújabb kutatásokat nagyban segíti a korszerű tervezőszoftverek által nyújtott modellezési környezet használata.