Þ_ÒÇ_ÍÆßÌ WÍ ÕÑØ_ÍÆßÌ ÔßÐÑÕ Õ±? Ê µ±? J² 7» Ú7³µ±? Ö*ª ²µ ² ¹ ô»½ ²± -¹? Û¹» $» 3 ³±²¼ïíéò 7ªº± ³ îððìñíò?³ ß Ñ?¹± Ó ¹ Þ?²? 7 Õ±? Û¹» $» ò ß 3 ± Ð7½ ß² ïèêèó¾ ²ò
R M R M C E V Ö há á á á h Acélokfejlesztésiirányai á V á á h 1 10 17 19 29 32 ATRIP-acélok gyártásához szükséges technológiatervezését megelõzõ vizsgálatok há Nyomásos öntõszerszámok záróerejénekcsökkentéseésélettartamánakjelentõsnövelése á Egyresicaikisplasztikatörténetéhez Ahazaihulladékólomakkumulátorfeldolgozó üzem létesítésének sikertelen próbálkozásai h h Kínaésavilággazdaság(szemelvények, különöstekintettelamontániparra) I.rész-Kínagazdaságaésavilág ö... 41 Anyagtudomány és anyagmódosítás ionsugarakkal E ü h 47 48 48 50 55 56 30 év abkl Kohászat szolgálatában KözpontiSzentBorbála-napiünnepség Helyiszervezeteinkéletébõl Köszöntés Gratulálunk a2004-ben gyémánt- és aranyokleveletkapottkohómérnököknek Nyelvmûvelés Öntészet rovatunkat az 1950-ben indított és 1991-ben megszûnt önállószaklap,abklöntöde utódjánaktekintjük... á. á h.:..... Thebuyersofsteelsaskfromtheproducerssteeltypeswithmoreandmorecomplexcharacteristics.Tomeetthischallengesteelswithimprovedqualityandup todatefeatureshastobedeveloped.the increasedtoughnessandstrengthhasto becombinedwithgoodformabilityand elongationfeatures.thedevelopmentof highstrengthsteelsstartedwiththe microalloyedones,latercamethedpsteelsfortheautomotiveandbuilding industry.thepapershowstheresultsof developmentactivitiesofdunaferrcorp. andsilcocorp. DPandTRIPsteels,high strengthsteel,formability,elongation, microalloyedsteel,dunaferr,silcocorp. á. V. á h.. h h h h R................................... ThepaperrefersaboutthefirstindigenousresultobtainedwithTRIPsteels.The authorsperformedsuccessfulexperiments withmn-sisteelsandwithsteelswith decreasedsicontent.theycouldreceive goodresultstoproduceplateswithgood R p0,2 /R m ratioandthoseoftheseries R m.a 80 usingtheintercriticalannealing technology.thedescriptionoftheconnectionbetweenthemechanicaland structurecharacteristicshasbeensuccessfulaswell. TRIPsteel,decreasedSicontent,P-alloying,intercriticalheattreatment,mechanicalcharacteristicsR p0,2 /R m, R m.a 80,structuralcharacteristics. h R C C h h........................... Accordingtoindustrialexperiencethe averagelifetimeofdiesusedtoproduce aluminiumcastingsreachesaboutone hundredthousandshots.theabruptthermalchangeoccurredduringapplyingthe watersolublepartingagent,thethermal shockisthemostknownfactorwithinfluenceofthedie slifetime.theintroduced newpartingagentsystemscreatenew possibilitiesoftheclosingforce sreductionandoftheincreasingofthedie slifetime. :diecasting,closingforce, partingagent,lifetimeofdie á. h R...... AmongtheironcastHungariansmallmining-sculptureswehavefoundaminer leaningagainstaminingcarandsmoking apipe.onthetwosidesoftheminingcar thereisaninscription:asasouvenir/ Resicabánya.Theanalysisofthesmall sculpturehasfoundoutthatthecreator oftheoriginalpatternofthissmallsculpturewaseduardheuchlerawellknown sculptorfromfreiberg.thesculpture showsahungarianminecartypeusedin Saxonyaswell Hungarianminecar,Eduard Heuchler,castingsfromResica,Hungarian miners. h E h........................ ThequestionofrecyclingHungary'sbatteryscraphadnotbeensuccessfultill now.15yearsofeffortshavebeenpassed withoutsuccess.theauthorexaminesthe circumstancesandreasonsofthefiascos occurredtillnow.hedrawsthelesson fromtheunsuccessfuleffortsachievedtill now. batteryrecycling,leadscrap processing,environmentalprotection, indigenousbatteryindustry h M. h Ch h E h h h R h M... Thenewsinthemassmediarefernearly everydayaboutchina.thisverylarge stateinfluencestheworldeconomysince severalyears.theotherstatestryto defendoneselfagainstthisinfluence. Severalmanagerstrytoco-operatewith Chinesecompanies. China'seconomy,foreign trade,yüanchangerate,antidumping steos,workingcapital 1027 Budapest, Fô utca 68., IV. em. 413. 201-2011 1371 Budapest, Pf. 433. vagy kohaszat@mtesz.hu dr. Verô Balázs dr. Buzáné dr. Dénes Margit, dr. Dobránszky János, dr. Fauszt Anna, Hajnal János, Harrach Walter, Kovács László, dr. Klug Ottó, Lengyelné Kiss Katalin, SzendeGyörgy,dr.TakácsIstván OrszágosMagyarBányászatésKohászatiEgyesület dr.tolnaylajos Press+Print Kft. 2340Kiskunlacháza, Gábor Áron u.2/a Aközölt cikkek fordítása, utánnyomása, sokszorosítása és adatrendszerekben való tárolása kizárólagakiadóengedélyéveltörténhet.
(1922-2003)
T R T T : LÕRINCZIJÓZSEF SZABÓZOLTÁN ZSÁMBÓKDÉNES HORVÁTHÁKOS j Az acélfeldolgozók ill. -felhasználók minõségi igényei folyamatosan egyre jobb teljesítõképességû acélcsoportok kifejlesztését indukálják. Az acélgyártóknak így tudományos igénnyel megalapozott mûszaki megoldásokkal folyamatosan korszerû és célszerû gyártástechnológiai eljárásokatkellkimunkálniuk. Az utóbbi évtizedekben az acélok választékánakésteljesítõképességénekfejlõdéseazûrtechnika,számítástechnikaésbiotechnika eredményeivel vetekedõ újdonságokat hozott és adott az acélfeldolgozókgépsoraihozésazacélfelhasználókalkalmazásaihoz.azacélpiacvevõi feldolgozókésfelhasználók évrõlévreértékesebb különleges és összetett tulajdonságokkalbíróacéltermékekigényévelostromolják agyártók technológusait, fejlesztõit és kutatóit. Akihívások elõlnem térhetnekkisemanagymúltúéstetemeskapacitástkoncentrálóóriások,semaszeré- nyebb lehetõségekkel rendelkezõ kisebb acélgyártók:adunaferrcsoportazévi1,5 milliótonnatermelésévelazévi900millió tonnátközelítõacélpiacszereplõjeésversenyzõje. Jelen szakcikk napjaink mûszaki-tudományostapasztalatairatámaszkodvaés korszerû acéltermékek, ill. technológiák fogalmi körét is érintve bemutatja a laposacélok fejlesztési irányait, vázolja a Dunaferr csoport szempontjából mértékadónaktekintendõfejlõdésitendenciákat és fejlesztési súlypontokat, körvonalazza dunaújvárosi alkalmazott acélipari kutatási közremûködéssel kifejtett és folyamatbanlévõfejlesztésierõfeszítéseket. Mértékadószakmaikörökfelfogásaszerint azatermékkorszerû,amelyapiaciattraktivitást megszabó valamennyi jellemzõje tekintetébenegyarántmegfelelamaiigényeknek, magában hordozza ugyanakkor azt alehetõséget, hogy aholnapi igényeknek is megfeleljen, és aszámottevõ jellemzõkatermékbenharmonikusegységet alkotnak. Atermékek, így az acéltermékek piaci attraktivitásának három legfontosabbeleme -atechnikaiteljesítõképesség, -aminõségés -ahozzájutásfeltételrendszere. Afelsoroltak közül kiemelt szerepe van a technikaiteljesítõképességnek,amelynek
Az acélgyártással meghatározott jellemzõk és tulajdonságok Vegyiösszetétel Dezoxidálásmértéke Belsõtisztaság kétalapvetõ összetevõjevan: A hengerléssel meghatározott tulajdonságok Alak,alakhûség Méret,méretpontosság Felület,felületminõség 1. ábra. Acéllapostermékek jellegzetes tulajdonságai [1] A célnak való megfelelés alapvetõ feltétele az, hogyaz alapanyaggyártó szorgalmazza az élenjáró német (DIN), angol (BS), európai (EN) és/vagy amerikai(astm) szabványokszéleskörû alkalmazását. Készen kellállniaugyanakkorfelhasználóiszámáraegyedi,speciális igényekkielégítésétszolgálótermékekkifejlesztéséreis. Acélipari gyártókirányábanvevõikkiemeltprioritású igénye akohászati féltermékek biztonságos és olcsó feldolgozását biztosító adekvát feldolgozási-felhasználási tulajdonság-tartományok szavatolása. Az alaptermékek körében manapság etéren különösjelentõségevanazalakíthatóságnak,hegeszthetõségnekésafelületnemesítésrevalóalkalmasságnak. 2. ábra. Szerkezeti acélok osztályai [1] A technológia összhatásában meghatározott tulajdonságok Szövetszerkezet Mechanikaitulajdonságok Technológiaitulajdonságok (vághatóság,alakíthatóság, hegeszthetõség,hõkezelhetõség, felületkezelésrevalóalkalmasságstb.) Ameghatározó funkcióra való alkalmasságotésatechnológiaialkalmasságot azaz ateljesítõképességet atermék jellemzõi együttesen határozzák meg. Az áttekintéstnyújtaleglényegesebb terméktulajdonságokról,jelezveazt,hogy agyártástechnológia mely területei melyik tulajdonságcsoportra vannak befolyással, érzékeltetve továbbá atulajdonságok egymással való összefüggéseit is [1]. Aképlékenyen alakított acéltermékek körében az acélfelhasználás legnagyobb hányadát kezdetektõl fogva aszerkezeti acélok képezik. Aszerkezeti acélok felhasználásának rohamos növekedésével együttazacélpiacvevõi azacélszerkezeteksúlycsökkentéseérdekében mindnagyobb szilárdságú, semellett afeldolgozásitechnológiakövetelményeinekisegyre jobban megfelelõ acélfajtákat igényelnek. A követelmények kielégítésének megoldásiútjaiésmódozataiazonbanfelhasználási területenként eltérõek. Ezt a különbözõséget kívánja szemléltetni az acélfejlesztés jellemzõ irányainak bemutatásávala [1]. Amelegen hengerelt acélok alkalmazási körében ma már az általános rendeltetésû szerkezeti acélokat is améretezés alapjául szolgáló folyáshatár alapján osztályozzák, nem pedig aszakítószilárdság szerint.azalapkövetelményekközélépett aszívósságot kifejezõ ütõmunka. Az új acélfajták fejlesztései nagyobb ütõmunka-szint és csökkenõátmeneti hõmérsékletelérésétcélozzák.azacélokalapváltozataibólrendkívül széles választék alakítható ki akiegészítõ követelmények hegeszthetõség,élhajlíthatóság,izotrópia együttes biztosításával. Ezeken azanyagtulajdonságokon túl természetesen továbbra is nagy fontosságú amechanikai tulajdonságok szórásának csökkentése, a termékek alakhûsége, méretpontossága ésfelületminõsége. Hidegen hengerelt termékeknél alegfontosabb jellemzõ az alakíthatóság és ugyancsaknagyfontosságúazalakhûség, améretpontosság és afelületminõség. E termékcsoportban rohamosan nõ abevonatoslemezekésszalagokirántiigény. Azacéltermékeketfeldolgozó,ill.felhasználó jármû-, építõ- és gépipari érdekeltségek az acélgyártók termékeivel szemben olyan húzó követelményeket támasztanak,mint -újszerû konstrukciós megoldások lehetõségénekbiztosítása, -meghatározott funkció teljesítése kisebbfajlagosanyagfelhasználással, - kedvezõ hatékonyságú feldolgozási technológiákalkalmazhatóságaés -biztonságos és tartós üzemeltetés garanciája. Az igényekhez igazodó fejlesztési célok a világ vaskohászatában általánosan akövetkezõk: -termékek teljesítõképességének, minõségimutatóinakéshomogenitásánakjavítása, -nagy feldolgozók és felhasználók (jármûipar, hajóipar, építõipar, háztartási készülékeketgyártók)igényeitkielégítõ, újfajtatermékekkifejlesztése. Az acéltermékek gyártói olyan módon kényszerülnek és hivatottak afokozatosan növekvõ követelményeket támasztó vevõi igények kielégítését biztosítani, 2 VASKOHÁSZAT
hogy környezetvédelemi elõírásoknak folyamatosan megfelelve termelékenységük és a hatékonyságuk növekedjen, élõmunka-ráfordításuk,fajlagosanyag-és energiafelhasználásukpedigcsökkenjen. Aszerkezeti anyagok szakadatlan versenye folytonos fejlesztésre késztette a kohászatotésazacélgyártókat,anagyszilárdságú acélok fejlesztése ésatechnológiák tökéletesítése sohasem állhatott meg.atermékcsoportonbelülamegfelelõ gyártástechnológiákkimunkálásávalmegjelentek anagy szilárdságú, kiválásosan keményedõésvízhûtésselnemesítettacélok is. afejlesztés kronológiai sorrendjében normalizált, vagy az ezzel egyenértékû normalizálva hengerelt, víznemesített illetve termomechanikusan hengereltállapotú,nagyszilárdságúszerkezeti acélokat mutat be [2]. A a gépjármûgyártásban felhasznált acélok vegyi összetétele és anyagtulajdonságai közöttiösszefüggéseketszemlélteti[2]. Az acéltermékek tulajdonságainak beállításában a gyártástechnológia minden egyes fázisa (acélgyártás, hengerlési módozatokéskapcsolódóeffektusaik),segyszersmindösszessége,egészeismeghatározó. Alegfontosabb anyagtulajdonságok az acélgyártás és ameleghengerlés paramétereinek kombinált szerkezet-változtatóhatásaivalhozhatókösszefüggésbe. Az acélgyártás során beállított legfontosabb tulajdonság-együttes avegyi öszszetétel. Acélzott vegyi összetétel pontosságaéshomogenitásaazacélmechanikai tulajdonságai egyenletességének szükségesfeltétele. A cleansteel (tisztaacél)koncepciójának megfelelõen törekedni kell az acél tisztaságának fokozására. A clean steel terminológia eredetileg kis oxid- és szulfidzárvány-tartalmú acélt jelentett. Manapság ez akifejezés magában foglalja a kis foszfor-, hidrogén- és nitrogéntartalmat, sõt esetenként az igen kicsi karbontartalmat is. Arendelkezésre álló eljárások alkalmazásával a clean steel fogalomkörének megfelelõ acél elérhetõ tisztasága afenti elemek összegére mintegy 60ppm-retehetõ.Várható,hogyakésõbbiekben az ultratiszta acélok tömeges gyártása során ez az érték legfeljebb 30 ppm lesz. Az acél tisztaságának paraméterei a felhasználói tulajdonságokra 1400 1200 1000 800 600 400 200 S355N normalizált S460N 0 1940 1960 1980 2000 Jellegzetes vegyi összetétel Anyagminõség eh R m r Szabvány Tömegszázalék R C Si Mn Cr Mo V Nb typ. min min min CET N/mm 2 N/mm 2 S355J2G3 EN10025 0,18 0,05 1,50 0,34 355 490 630 2,5 S355MC EN10149-2 0,07 0,05 1,10 0,04 0,18 355 430 550 1,0a S500MC EN10149-2 0,07 0,05 1,35 0,08 0,05 0,21 500 600 760 2,0a S700MC EN10149-2 0,07 0,45 1,80 (0,18) Ti 0,25 750 2,5a(WB) 0,06 0,12 (0,29) 700 950 3,0a(GB) S690QL EN10137-2 0,17 0,20 0,95 0,20 0,25 0,30 690 770 940 3,0a 980 S960QL EN10137-2 0,17 0,40 1,45 0,60 0,35 0,05 0,38 960 4,0a 1150 Ò 1200 S1100QL (EN10137-2) 0,17 0,30 0,950,70 0,55 0,07 îôð 0,41 1100 4,0a 1500 S690QL S355MC víznemesített S890QL S500MC termomechanikusan hengerelt S1100QL S960QL S700MC 3. ábra. Normalizált, víznemesített és termomechanikusan hengerelt állapotú, nagy szilárdságú szerkezeti acélok kifejlesztése [2] 4. ábra. Jármûgyártásban használatos nagy szilárdságú szerkezeti acélok tulajdonságai [2] specifikusan és differenciáltan hatnak. Alapvetõ jelentõségû a tisztaság -paraméterek és afelhasználói tulajdonságok köztiösszefüggések vizsgálata,elemzése, súlyozása ill. értékelése olyan gyártástechnológiákkimunkálásáhozésfolyamatosfinomításához,mellyeltervezetttulajdonságú anyagok arányos és adekvát ráfordítássalgyárthatók. Az elõbbiek figyelembevételével a nagytömegû gyártási gyakorlat esetenkénti minõségitöbbletköltsége tendenciájában és effektíve eséllyel mérsékelhetõ. Ezért atiszta acél fogalmát agyárthatósági követelményeken túl felhasználói szempontból is értékelni kell, mivel az igények felhasználási céltól és feldolgozásitechnológiátólfüggõentermékcso- portonként igen változatosan jelentkeznek. Aszerkezetiacéloknálazutóbbiévtizedekben általános követelménnyé vált a szabályozott zárványalak, ezen belül a szulfidzárvány-alak, és a szennyezõk, a zárványok és a gáztartalom hatékony csökkentése. Azacéltermékek feldolgozásiésfelhasználásialkalmasságábankitüntetett szerepe van az öntött buga homogenitásának, valamint kedvezõ-célszerû szövetszerkezetének. Ennek érdekébenaz acélmetallurgiában az elmúlt évek során azalábbitechnológiaifejlesztéseketvalósítottákmeg. -Abetét oldalon anyersvas és hulladék elõkészítésével akéntartalom és egyéb szennyezõelemekcsökkentésétértékel. 137. évfolyam, 3. szám 2004 3
-Akonverteres acélgyártásnál, afuvatási találati biztonság növelése érdekében a statikus és dinamikus folyamatszabályozástvezettékbe.azoxidzárványokcsökkentésére alsó gázöblítést alkalmaztak, megvalósították a primérsalak-visszazárástésaszintetikussalakképzést. -Az üstmetallurgiai technológiáknál az aktív eljárások kerültek elõtérbe. Agázöblítés,akalciumoszárványalakmódosításésavákuumoskezelésmellettmegjelentek az üstkemencék, amelyek ameghatározotttisztaságifokeléréséhezszükségeskezelésiidõtbiztosítanitudták. -Afolyamatos öntés területén areoxidációelkerüléseérdekébenzártöntõláncot valósítottak meg. Ahúzási sebesség növelését szálelhajlításos és/vagy vékonybramma öntõgépek telepítésével oldották meg. Amegfelelõ kristályszerkezet kialakítását és afelületi minõség javítását elektromágneses keveréssel és fékezéssel,valamintadermedésfolyamatvezérlésévelvalósítottákmeg. Azacélgyártásonkívülazacéltermékektulajdonságaitnagymértékben meghatározza ameleghengerlési technológia. Ameleghengerlés technológiájánál aszúrásterv legfontosabb paraméterei az alakítás mértékeésaszabályozotthõmérsékletvezetés.fontosparamétertovábbáaszalaghûtésmértéke,egyenletességeésacsévélésihõmérsékletnagysága. Azutolsótechnológiaifázisokmeghatározóak aszállítási állapotot illetõen, mely szempontból aszerkezeti acélokat akövetkezõképpenosztályozhatjuk: -normalizáltvagynormalizálvahengerelt(n), -termomechanikusan hengerelt (M) (korábbi jelölés hazánkban, illetve német nyelvterületen:tm)és -termomechanikusan hengerelt és gyorsítvahûtött(macc)állapotúak[3]. Az utóbbi évtizedekben ameleghengermûvekakövetkezõ jelentõsfejlesztéseket valósítottákmeg. -Abuga-hõmérséklet egyenletességének biztosítása érdekében automatizált hõmérsékletvezetéssel ellátott korszerû izzítóberendezéseket (toló- és léptetõgerendáskemencéket)fejlesztettekki. -Szélesség-ésvastagságszabályozórendszerekkel ellátott elõnyújtósorokat helyezteküzembe. -Akohászati félgyártmányok felületi minõségénekfolyamatosjavításátkorszerû revétlenítõberendezésekkelvalósították meg. -Azelõnyújtósortazelõlemezhõmérsékleténekegyenletességétjavítóés/vagyhõtartalmánakmegõrzésétbiztosítószélhevítõ berendezésekkel, ENCOPANEL típusú hõntartóvalegészítettékki,ésafolytatólagoskészsoreléelõlemeztekercselõberendezést(coilboxot)telepítettek. -Atermékválaszték bõvítése (fõként az egyre kisebb vastagságú melegen hengereltszalagokgyártása)céljábólafolytatólagos készsor hengerállványainak számátfolyamatosannövelték. -Aszigorított vastagságtûrésû melegszalagok gyártására afolytatólagos készsorokon automatikus vastagságszabályozást(agc)vezettekbe. -Amelegszalagokalakiminõségiparamétereinek (síkfekvés, kívánt szelvényalak, felületihibamentesség)reprodukálhatóságát síkfekvés- és szelvénymérés-szabályozással, valamint automatikus felületellenõrzésseloldottákmeg. -Amelegszalagokmechanikaitulajdonságainak szûk tartományon belüli biztosításacéljábólazállványközi-ésszalaghûtési stratégiákat számítógépes modellezésalapjándolgoztákki. -Nagy fajlagos tekercstömegû, korszerû csévélõberendezéseksegítségévelegyre nagyobb csévélhetõ szalagvastagságot valósítottak meg. Akész tekercsek szabályozott körülmények közötti lehûlését hõn-tartóberendezésekbenvégezték. -Amelegsori technológiákban teljes körû folyamatvezérlõrendszereketvezettekbe. 3. Kitekintés a nemzetközi fejlõdési tendenciákra és fejlesztési súlypontokra Az acélfelhasználók egyre növekvõ minõségi igényeinek kielégítése céljából az egyre jobb teljesítõképességû acélok, acélcsoportok kifejlesztésének folyamatában a80-as évek elejéig jellemzõ volt, hogyatulajdonságokközülcsakaszilárdságésaszívósságegyüttesnöveléséttartottákszemelõtt.etekintetbenamikroötvözött szalagok és lemezek megjelenése nagy lépést jelentett aszilárdsági és szívóssági tulajdonságok egyidejû növelését célzó fejlesztésekben. Aszilárdság növelésével atöbbi jellemzõ (alakíthatóság, nyúlás) általában kedvezõtlen irányban változott. Aszilárdság növelése és anyúláscsökkenéseközöttikapcsolatotjellemzia [4]. További elõrelépést jelenthet atöbbes fázisú acélok kifejlesztése. Ezek az acélok atömegcsökkenés mellettmég kiegészítõ elõnyöketisbiztosítanak,többekköztazt, hogy kiváló alakíthatóságuknak köszönhetõen feldolgozhatóságuk megközelíti a hagyományoslágyacélokéit. Akövetkezõrészrövidáttekintéstnyújt azelmúltidõszakbaneurópábanmegvalósított termék- és technológiafejlesztésrõl azacélgyártásban,ésismertetiazelkövetkezõ idõszakban prognosztizálható tendenciákat. 5. ábra. Aszilárdságésanyúlás közötti összefüggés azautóiparbanfelhasznált különféle lemezanyagokra vonatkozóan [4] 4 VASKOHÁSZAT
Európában a gyártmányfejlesztésben a kezdetinagylépéstamikroötvözöttszalagok és lemezek megjelenése jelentette. Röviddelezekutánjelentekmegafoszforötvözésû acélok. Anyolcvanas évek elsõ felébenkezdtékmegaduálisfázisú(dp),a lakkbeégetésre felkeményedõ (bakehardening) BH-acélok és az interszticiósan oldott atomoktól mentes (IF) acélok kifejlesztését. 1990 körül nyertek alkalmazást agépkocsikarosszéria-gyártásbanatovábbfejlesztettmikroötvözöttacélok az izotróp acélok fogalma alatt, majd beindult az átalakulás okozta képlékenységgel, ill. átalakulás kiváltotta alakíthatósággal jellemezhetõ (transformationinduced-plasticity) TRIP-acélok kifejlesztése. Az utóbbi évek fejlõdését különösen jellemzikalegnagyobbszilárdságúacélok, mint akomplex fázisú (CP) és amartenzites(tms-thyssenmartenzites)acélok. Az elõbbiek illusztrálására történeti felsorolásként a bemutatja anémet gépkocsi-iparban alkalmazott nagy szilárdságúacélokidõbelifejlõdését[5]. Míganagyszilárdságú, melegen és hidegen hengerelt acélok felhasználása tekintetébenanagymúltúeurópaikohászativállalatoknála90-esévekmásodikfelében még amikroötvözött és afoszforral ötvözött BH-acélok képviselték alegnagyobb hányadot, addig a2002-re vonatkozó tényadatok alapján legnagyobb növekedésirészesedéstmárazújonnankifejlesztett IF-acéloknak, az izotróp acéloknak, valamint adp és TRIP többes fázisú acéloknak jósoltak. Az elkövetkezendõ évek acélfelhasználására vonatkozóan a legnagyobb piaci részesedés agépkocsigyártásban és az épületszerkezetek elõállításábanvárható. keréktárcsák alapanyagaként gyártottdp600melegenhengereltacélok mennyiségéneknagymértékûnövekedését és akapcsolódó, 1996. évi termékszerkezetetszemléltetiathyssen-kruppstahl AGesetében[5]. Amég nagyobb szilárdságú acélok fejlesztése során az átmenetet a800 MPa szakítószilárdság feletti, korszerû, nagy szilárdságú acélok felé akomplex fázisú (CP) acélok jelentik. Ezek olyan martenzites acélok, amelyek igen kis méretû, de viszonylag nagy mennyiségû, kemény kiválásokattartalmaznak. ÝÐó ½7 ±µ Ì Ó Í ó ÌÎ Ðó ½7 ±µ øìî Ð êððó ± ½7 ±µ Ò ¹? ¼?¹& Úó ½7 ±µ Ü«? º? & ½7 ±µ øüð ëððóêðð Ú± º± ª 7 % ½7 ±µ øæí Û îîðóíðð Ó µ ± ª ½7 ±µ øæí Û îêðóìîð Ô µµ¾»7¹» 7 µ± º» µ»³7²»¼+ ÞÚó ½7 ±µ øæí Û 6. ábra. Agépkocsigyártás nagy szilárdságú acéljainak idõbeli fejlõdése [5] 7. ábra. Keréktárcsaanyag rendeltetésû, DP 600 melegen hengerelt acélok gyártásának idõbeli fejlõdése éskapcsolódó termékszerkezete 1996-ban athyssen-kruppstahlag-nél [5] Ugyanebben aszilárdságtartományban továbbifejlõdéstjelentenekarészlegesen (parciálisan) martenzites (PM) acélok. Ezek jóval 20%feletti martenzit-tartalmukmellett viszonylagkisfolyáshatárúak,miközbenszilárdságuknagy. Azeddigieknélisnagyobb, 1400MPa-t elérõ szakítószilárdságot mutatnak a martenzites(tms)acélok. Atöbbes fázisúacélok gyártását vázlatosan a mutatja be. Amelegen hengerelt szalagként történõ gyártást cikk-cakk alakú vonal, ahidegen hengerelt szalagból történõ gyártást pontokból állóvonalszemlélteti[5]. ADP, PM és TMS eljárások lényege az, hogyegyferrit-ausztenitesállapotbanlévõacéltolyangyorsankelllehûteni,hogy az ausztenit lehetõleg minél nagyobb mértékbenmartenzittéalakuljon.aferritbénitestípusú(fb)duálisfázisú,valamint atrip és acp acélok esetében az acél, hogy akét fázis beállítása után az átalakulás abénit-tartománybanmenjen végbe. ATHYSSEN-KRUPP STAHL cégnél gyártotttöbbesfázisú, CPés TMStípusúmelegen hengerelt acélszalagok vastagsága 1,5mm. Akisebbvastagságú, 1mmalatti széles szalagok gyártását öntve-hengerlõ berendezésentervezikmegvalósítani. Ajavított alakíthatóság következtében a gépkocsigyártásrészérenagyszilárdságú, viszonylag bonyolult szerkezeti elemeket lehet elõállítani. Akísérletekben és részbenmárasorozatgyártásbanismegvalósított széles alkalmazási terület fontosabb 137. évfolyam, 3. szám 2004 5
8. ábra. ADP, PM, TMS,FB, TRIP és CP acélok gyártása melegen és hidegen hengerelt szalagként [5] 9. ábra. Felhasználási példák az új acélokra [5] felhasználásipéldáit a szemlélteti [5]. Az alapanyag-fejlesztés nem korlátozódik csupán agépkocsigyártás területére. A nagy szilárdságú szerkezeti acélok egyre nagyobbteherbírásalehetõvétette,hogya lemezvastagságcsökkentésévelnecsakszemélygépkocsi gyártás területén érjenek el anyag- és gyártásiköltség-megtakarítást. A szállítójármûvekterületénpéldáulaszerkezetsajáttömegénekcsökkentésévelmérsékelnilehetazüzemeltetésiköltségeket. Nemesített, finomszemcsés szerkezeti acélokfelhasználásával példáulazautódaruk esetében lehetõvé vált ateljesítményektovábbijavítása. Az újonnan kifejlesztett, minimálisan 1100MPafolyáshatárúXABO1100acélalkalmazásával az autódaruknál ajövõben még kisebb keretsúlyokat, ill. nagyobb terhelési nyomatékokat lehet megvalósítani. Az eddig üzemszerûen gyártott, 40 mm-ig terjedõdurvalemezek aszilárdsági és aszívóssági tulajdonságok kiemelkedõ kombinációját mutatják. Tervezik például ezenacélokdarugém-anyagakéntvalófelhasználásátis. 4. Hazai fejlesztések és eredmények ADunaferr termékválasztékában az ötvözetlenésgyengénötvözött,melegenhengereltacélokképezikakínálatjelentõsebb hányadát. Ezek közül a kis karbontartalmú, ferrit-perlites szövetû acéltermékek szerkezeti acélok néven váltak ismertté. Aszerkezeti acélok családjának korábban csupán általános rendeltetést kielégítõ szerkezeti acéljai mechanikai éstechnológiaitulajdonságaikfolyamatos és szisztematikus javításával egyre korszerûbbekkéváltak. Nemzetközipiaconvaló,többévtizedes részvételébõl eredõen adunaferr legfontosabb termékeit már korábban is DINszabványokszerintisgyártotta.NapjainkbanaDunaferrcsoportaszerkezetiacélokat ezek között afinomszemcsés, nagy szilárdságúacélokatis fõkéntazeurópai szabványokelõírásaiszerintszállítja. ADunaferrvállalatcsoportszakembereinekanyagtudományiismereteiéstechnológiai tudása, valamint agyártórendszer adottságai agyártástechnológiák folyamatos, kiegészítõ fejlesztése mellett a meglévõ termékválasztéknál szélesebb szortimentmegcélzásátislehetõvéteszik. Elsõrendûcélkéntfogalmazhatómegazáltalános rendeltetésû szerkezeti acélok folyamatos korszerûsítése, és afinomszemcsés, nagy szilárdságú szerkezeti acélok részarányának növelése. A folyáshatár szerinti felsorolásban mutatja be az Európában rutinszerûen gyártott finomszemcsés szerkezeti acélok választékát [6]. A Dunaferr szélesszalag-termékeinek szilárdságcsoport szerinti megoszlása európai összehasonlításban követõ tendenciát mutat. Atermékszerkezet ma már nagy százalékban tartalmaz értékes, 380-550 MPa folyáshatárú acélokat. Az egyik legkorszerûbb termékcsaládot képezik a DASZ 216:2000 üzemi szabvány szerinti, nagytisztaságú,kiszárványtartalmú,szûk kémiai összetételi határokkal rendelkezõ csökkentett S- és P-tartalmú, finomszemcsés,mikroötvözöttacélok,melyekkiválóan alkalmasakélhajlításra, továbbá lézerésmikroplazmavágásra. Folyamatbanvana700MPafolyáshatárú acélok gyártási technológiájának kimunkálása és piaci bevezetése. Ezen finomszemcsés acélok nagy folyáshatáruk, kiváló szívósságuk és hidegalakíthatóságukmiattnagypiacikeresletnekörvendenek, ezért gyártásuk adunaferr vállalatcsoportszélesszalaghengersoránaklehetõségeikeretében nagykihívásnak számí- tott.gyártásikísérleteitazmszen10149-2szabvány és nemzetközi tapasztalatok alapján adunaferr acélmûve már 2002-6 VASKOHÁSZAT
benmegkezdte.ahazaiésnemzetköziintézmények közremûködésével jelenleg is folyamatban lévõ fejlesztési kísérletek a nagy szilárdságú acélok gyártási paramétereiésanyagtulajdonságaiközöttiösszefüggések meghatározására irányulnak, valamint ezen összefüggések gyakorlati alkalmazására új termékek kifejlesztésénél és ajelenleg is gyártott termékek minõségének javításánál. Az eddigi gyártási kísérleteksikereseredményeitremélhetõenrövidesenapiacisvisszaigazolja. Továbbicélnagyszilárdságú,ésugyanakkor jól alakítható, új generációs acélok gyártásának kifejlesztése koncentrált acéliparik+fkoordinálással. DIN17102 EN10028-3 DIN17123 DIN17124 DIN17125 DIN178(EN10217-3) DIN179(EN10216-3) EURONORM137 EN10137 SEW092 EN10149-3 SEW092 EN10149-2 DIN17172 EN10208-1 DIN17172 EN10208-2 SEW083 EN10113-3 EN208-5 SEW084 N N N N V N M N M M M 10. ábra. Európai szabványok szerinti finomszemcsés szerkezeti acélok folyáshatár spektruma [6] Az elõzõ szakaszokban bemutatott, nagy szilárdságú és jól alakítható acélok néhányváltozatánakkifejlesztéseérdekében hazai együttmûködéssel és kormányzati támogatássalk+fprojektindult Újgenerációs,nagyhozzáadottértékû,többesfázisúacélokazéletminõségszolgálatában címmel. Akutató-fejlesztõmunkátaBayZoltán Alkalmazott Kutatási Alapítvány AnyagtudományiésTechnológiaiIntézete(BAYATI) koordinálja többhazaiintézmény(abudapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Anyagtudomány és Technológia Tanszék, adunaferr Rt. és asilco Minõségi Acéltermékek Rt. konzorciálisközremûködésével. Atámogatott finanszírozású K+F projekt tervezett célja DP- illetve TRIPacélminõségnek megfelelõ, Dunaferr vállalatcsoportnál gyártott alapanyagból ipari továbbfeldolgozásra alkalmas széles-éskeskenyszalagokelõállítása.aprojekt feladata tehát olyan acélok kifejlesztése, melyek alakíthatósága anagy szilárdságukellenérejó,keményedõképességeahagyományosmikroötvözöttacélokét meghaladja, és ezáltal olyan teherviselõ szerkezetekbenalkalmazhatók,aholabiztonságitartaléknakkiemelkedõjelentõségevan[7]. ADP-acélokra aferrit +martenzites, vagyesetleg aferrit+bénit+martenzites szövet ajellemzõ. Gyártástechnológiájuk viszonylag egyszerû, vastagabb szalagok eseténaszabályozotthõmérsékletvezetésû meleghengerléshez kapcsolódó szabályozott hûtéssel elérhetõ az ilyen szövetszerkezet. Vékonyabb szalagok esetén éppen akívánt tulajdonságok szavatolása érdekében csak az interkritikus lágyítás (hõntartás az A C3 hõmérséklet közelében, aferrites-ausztenites mezõben) és az azt követõgyorshûtésjöhetszóba. ATRIP-acélokraaferrit+bénit+maradék ausztenitbõl álló szövet ajellemzõ. Ilyen többes fázisú szövetet az interkritikus lágyítás hõmérsékletérõl végzett lépcsõs lehûtéssel érhetünk el. Aszövetbenviszonylagnagymennyiségûmaradék ausztenitvanjelen.haamaradékausztenit nem nagy stabilitású, akkor aképlékenydeformációsoránallotrópátalakulás következik be, és részben vagy teljesen martenzittéalakulát. Azátalakulásjelentõs keményedéssel járegyütt. Azátalakulásokoztaalakíthatósághozésegybenfelkeményedéshez az szükséges, hogy atermék szövetében jelentõs mennyiségû, szobahõmérsékletenisstabilausztenitlegyen.azausztenitstabilizálódásánaklegolcsóbb módja, ha benne akarbon feldúsul. A azokatagyártásifeltételeket mutatja, melyekkel 0,2%-os C-tartalmú acélban szobahõmérsékleten 12% maradék ausztenit biztosítható [8]. Ilyen acéltermékek vagy interkritikus lágyítássalvagyameleghengerléstkövetõspeciális lehûtéssel gyárthatók. Az ausztenit karbonban valófeldúsulása elsõsorban az interkritikuslágyítássoránakétfázisútartományban zajlik le. Ezt egy másodlagos C-dúsulás követi, amely egy izotermás fázisátalakulás során következik be az ausztenitegyrészénekbénittévalóátalakulásakövetkeztében.azilyenkétlépcsõs hõkezelésifolyamatcéljárakiválóanalkalmasmindamegeresztõegységgelellátott folyamatos lágyítósor, mind az olyan meleghengersor, ahol atekercs hõntartása biztosítható. Az így megvalósított szövet Si-nak és más hasonló ferritet stabilizáló elemek jelenlétének az eredménye, amelyek hozzájárulnak az ausztenit C-tartalmának növekedéséhez a részleges bénitesátalakulássorán.azemlítettacélok jellemzõen 1,2% Mn-t tartalmaznak, ami amaradék ausztenit mennyiségének növekedését okozza az átalakulási hõmérséklet csökkenése révén, és 1,2% Siot,amialeírtmechanizmus révénugyancsak növeli amaradék ausztenit mennyiségét[9]. A TRIP-acélok folyáshatár/szakítószilárdság aránya aduális fázisú acélokéhoz hasonlóan 0,55, de megegyezõ szilárdság esetén sokkal nagyobb az egyenletes nyúlás értéke. Például egy 800 MPa szakítószilárdságú TRIP-acélnak ateljes nyúlása 30%. Nemcsak a maradék ausztenitmennyisége,hanemaképlékeny alakítás során érvényesülõ stabilitásának is szerepe van, ami hozzájárul ajó alakíthatósághoz.legelõszöramaradékausztenitnekkellaképlékenyalakításrareagálni egy fokozatos martenzitképzõdéssel, és kimutatható, hogy atárgyalt kis C-tar- 137. évfolyam, 3. szám 2004 7
talmúacélokígyviselkednek.abénitesátalakulásután már10 másodperces izotermás hõntartási idõ után majdnem 10% a maradék ausztenit, ennek döntõ hányada márkisalakításhatásáraisátalakul.hoszszabb hõntartás után az ausztenit C-ban való feldúsulása elég nagy ahhoz, hogy a szilárdság és anyúlás egyaránt optimális legyen. Afelhasználásiterületnekmegfelelõen azmp-acélokszélesszalag illetvehasított szalagformájábanháromféletechnológiai változatbanállíthatókelõ. ferrit +bénit (martenzit) szövetû MP-acélszalag elõállítása szabályozott hõmérsékletvezetésû meleghengerléssel, az azt követõ szabályozott sebességû, de lényegében folyamatos lehûtéssel 4mm feletti vastagságtartományban. melegen hengerelt, majd hideghengerléssel avégsõ méretre hengereltmp-szövetûszalag elõállítása4mm alatti vastagságtartományban, interkritikushõkezeléssel. avégsõ lemezszelvénynek megfelelõ, 1-2 mm vastagságú, melegen hengerelt szalagból kiindulva interkritikus lágyítással elõállított MP-szövetû szalag. A projekt keretében, hazai körülmények közötti megvalósíthatósági szempontok alapján abemutatott Bés acváltozat gyártásának K+Fkimunkálása célozható meg. Aprojekt megvalósíthatósági tanulmánya ésszerû megoldásként akövetkezõ kísérleti technológiai megoldást tervezi: 3mm vastagságú melegen, majd legfeljebb 1,5 mm vastagságú hidegen hengereltszalaginterkritikuslágyításával MP-szövetû szalag elõállítása adunaferr Rt. Fémbevonó és -feldolgozómû SEND- ZIMIR-féle horganyzó során Dunaújvárosban, illetve asilco Kft. EBNER-féle áthúzóhõkezelõsoránsalgótarjánban. AK+F projekt megvalósítása jó ütemben halad, befejezése a2005-ös év közepérevárható. A projekt céljainak megvalósítása eredményeképpen olyan új generációs, nagy hozzáadott értékû acélok gyártása válik lehetõvé, amelyek relatívenagyszilárdságú ésugyanakkorjó alakíthatóságú felhasználói tulajdonság-együttesük révén elsõsorban agépkocsi-iparban nyernek széleskörû felhasználást (gépjármûvek merevítõ- és energiaelnyelõ elemei, acélszerkezetei),dekiválóanalkalmazha- 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 A 3 A 1 Melegszalag: utolsó szúrás után 11. ábra. TRIP-hatást mutató tekercs és lemez gyártási útvonala [8] tókaközlekedésiinfrastruktúra,acsoma- golóiparésazépítõiparterületénis. AK+Ferõfeszítéshasznosulásánakelsõ területe aacéltermelõ üzemek eredménye.mindháromgyártómû adunaferrrt. acélmûve, meleghengermûve, fémbevonó és -feldolgozómûve és asilco Rt. új, nagy hozzáadott értékû termékkel jelenhet meg apiacon. Afeladat olyan alapanyagok gyártása, amelyekbõl többes fázisú DP- és TRIP-acélok állíthatók elõ a SILCORt.-nél,ill.aDunaferrRt.Fémbevonóés feldolgozómûnél.avégtermékek kohászatifélgyártmányok kibocsátójaés értékesítõjeegyrésztasilcort.,másrészt adunaferrcsoport.adp-ésatrip-acélok hazaielõállításaahozzáadottértéknövelésévelkitörésilehetõségetbiztosíthat. ADunaferrRt.Fémbevonóés-feldolgozómûnél amennyiben ajelenlegi folyamatoshorganyzósoralkalmasnakbizonyul DP-vagyTRIP-acélgyártására,ésakésõbbiekben az ilyen szalagok horganyzása is megoldható az építõipar számára nyílnak új konstrukciós lehetõségek, az acélszerkezetek jelentõs tömegcsökkenését kihasználva. E szerkezetek túlterhelés esetén nagy biztonsági tartalékot mutatnak. ASILCORt.-nélatermékválasztékbõvítésén túlmenõen ajelenleg csak nemesítésre használt hõkezelõ sor kihasználtságaszámottevõenjavul.elõzetespiackutatásalapjánmegállapítható, hogyadp-illetvetrip-acélokmindkeskeny,mindszéles szalagként jól értékesíthetõk. ASILCO 0,20% C 1,20% Mn 1,20% Si Hidegszalag felmelegítése Izotermikus átalakulás Interkritikus lágyítás 50% ausztenit 0,4% C 50% ferrit Idõ Csévélés Rt. által gyártandó keskeny szalag fõ felhasználója afémtömegcikk-ipar, ahol az új tulajdonságegyüttesû alapanyagban rejlõ lehetõségek kiaknázásával jelentõs anyagmegtakarításvárható. AK+Fmunkahasznosulásánakmásodik területe adp-és TRIP-acélokfelhasználásávalkészültalkatrészek,szerkezeteküzemeltetésesoránjelentkezõeredményekés megtakarításokköre. Anyugati világban adp-acélok alkalmazásában az áttörést a keréktárcsák gyártása jelentette. Az elérhetõ tömegcsökkenés afajlagos üzemanyag-fogyasztásjavulásában mutatkozottmeg. Hasonlóhatása voltaz ütközõelemek, amerevítõk, sõt az egész vázszerkezet DP-acélból való gyártásának. Ez utóbbi elemek gyártása nagy szilárdságú és jól alakítható acélbólnagymértékbenjárulthozzáazütközéskor keletkezõ károk mérséklõdéséhez, agépkocsikban utazók testi épségének fokozott védelméhez, aszállított áru kisebbmértékûveszélyeztetéséhez. 5. Összefoglalás Hõntartási zóna 12% ausztenit ~ 1,0% C 38% bénit 50% ferrit 0,0% C Aziparésamûszakigyakorlat ezenbelül azacélipar azelmúltévtizedeksoránátütõ felismeréseket, megoldásokat, technológiákatéstermékeketalkotott.alehetõségek és az igények kölcsönhatásában azacéliparitovábbfeldolgozókésfelhasználókfolyamatosanésfokozatosannövekvõ igényeket támasztanak az acélgyártók termékeivel szemben. Apiaci igények és 8 VASKOHÁSZAT
felhasználói szükségletek rövid távú és perspektivikus kielégítése, megfelelõ vonzerõvel bíró termékek és termékcsaládok piaci bevezetése folyamatos kihívás a gyártók számára. Az acélipari gyártók marketingfilozófiájukat, innovációs stratégiájukat és fejlesztési irányaikat apolitikai-gazdasági-mûszaki-piaci viszonyok éstrendekelemzésérealapozhatják.jelen áttekintõtanulmányadunaferrviszonylatábankívánehhezafolyamathozfókuszált mûszaki és egyben piaci információkkal hozzájárulni. Irodalom [1] Korszerû acéltermékek és technológiák -európai követelmények.elõadásaxviii.hõkezelõ és anyagtudomány agépgyártásban országos konferenciaés szakkiállításon.gyõr,1998.október [2] Wirtschaftlich und leicht mit hochfestenstählenimfahrzeugbau; StahlundEisen,122(2002)Nr5 [3] Dunaferr Kutatóintézet: Nagy szilárdságú, melegen hengerelt termékek kifejlesztése az EN 10025 szabvány követelményeihez, különös tekintettelazértékesebbacélminõségi csoportokra, Kutatási jelentés, II. kötet,1995. [4] The Ultralight Steel Auto Body (ULSAB)WebSite: www.steel.org/autosteel /ulsab_avc/ttd6_sec1_2.htm [5] :Höherfeste Stähle - heute und morgen; Stahl und Eisen, 119(1999)Nr5 [6] : Nagy szilárdságú és jól alakítható acélok hazai fejlesztési kísérletei, XX. hõkezelõ és anyagtudomány a gépgyártásban országos konferencia és szakkiállítás, Kecskemét 2002. október [7] Nemzeti Kutatási Fejlesztési Programok 2002. NKFP-3A/0063/2002 sz. pályázatán a 3A sz. programban megjelölt: Új generációs, nagy hozzáadott értékû, többes fázisú acélok azéletminõségszolgálatábanc.projektpályázatianyagai [8] : Modern Multi-Phase Steels for the Automotive Industry, Material Sciens, Testing and Informatics, ed. by J. Gyulai, ttp TRANS TECH PUBLICATIONS, 3rd Hungarian ConferenceonMaterialsSciens,Testing and Informatics, Balatonfüred 2001.október [9] Niobium Information 15/96, CBMM/NPC,Düsseldorf(Germany) SZAKMAI TESTVÉRLAPUNK TARTALMÁBÓL Farkas Ottó: A Dunaferr nyersvasgyártásának helyzete és helye a világ vaskohászatában A nyersvasgyártás megindulásának 50. évfordulójátünnepli2004-benadunaferr nagyolvasztómûve.azelmúlt50évalatta nyersvasgyártás mind technikailag, mind technológiailag nagy fejlõdésen ment át. Adunaújvárosi nagyolvasztómûre is jellemzõ ez afejlõdés. Alegtöbb üzemi jellemzõben, fajlagos mutatóban eléri vagy megközelítiavilágátlagot.acikkszerzõje ennek afejlõdésnek az útját mutatja be, összevetve az eredményeket a világon mûködõkohókmutatóival. Szalai Ibolya Gácsi Zoltán: Képelemzõ algoritmus az öntöttvas szövetszerkezetének vizsgálatára Napjainkban egyrenövekszik azösszetett fémes anyagok mikroszkópon megfigyelhetõszerkezeténekleírásávalésmodellezésével, valamint eszövetképek számítógépes feldolgozásával kapcsolatos ismeretek gyakorlati jelentõsége. Az ilyen tudás segítségévelválunkképessé azanyag térbeli szerkezete és afizikai tulajdonságai közötti kapcsolat megértésére, ilyen típusú összefüggések alkalmazásával váliklehetõvéazadottcélralegjobbanmegfelelõ (vagyis adott tulajdonság-kombinációval rendelkezõ) anyag kiválasztása és elõállítása. Nem nélkülözhetõ ez a módszer az anyagtulajdonságok modellezésekor, vagy aszámítógéppel segített tervezés és aszabályozott szövetszerkezetûgyártás,illetveazanyagminõsítésterületén sem. Erre mutatunk be egy gyakorlatipéldát. Antali Károly Bucsi László Siposné Gyebnár Éva: A Dunaferr Rt. Átalakulási Program Mûködési Modell Megvalósítási Projekt A Dunaferr társaságcsoport helyzete 2002-ben szükségessé tette, hogy azonnali beavatkozásra, stratégiai döntésre kerüljön sor. Akeretrendszert adunaferr sbabilizációs és fejlesztési koncepciójának kidolgozása és elfogadtatása jelentette. Ezzel párhuzamosan született meg azakormányzatidöntés,amelykimondta adunaferr privatizációját és akistérségi és regionális fejlesztéseket. Astabilizációsésfejlesztésikoncepciómegvalósításának eszköze az úgynevezett Átalakulási Program. Aprogram reorganizációt, racionalizálást, folyamatszabályozást jelent, amelyetaújmûködésimodellvalósítmeg. Az Átalakulási Program célja adunaferr csoport fennmaradásának biztosítása, alaptevékenységénekmegõrzése,aprivatizációs értékének növelése, apénzügyi stabilitás és gazdaságos mûködés megteremtése, párhuzamosan afoglalkoztatásbanelkerülhetetlenmódonjelentkezõváltozásokkövetkezményeinekkezelésével. 137. évfolyam, 3. szám 2004 9
GULYÁSJÓZSEF VERÕBALÁZS HORVÁTHÁKOS BAROSSBOTOND A TRIP- c gyár ásáh z szü s g s chn óg rv z s g õzõ v zsgá Akorszerû iparban -elsõsorban ajármûvekgyártásaterületén-egyrenagyobb igény mutatkozik olyan acélféleségek iránt, amelyek hidegen jól alakíthatók, ugyanakkor már az alakítás elején nagy szilárdságúak. Ez akét tulajdonság ahagyományos acélféleségekre együttesen nem jellemzõ, mivel ajól alakítható acélok kis szilárdsággal, míg anagyobb szilárdságúak kismértékû alakíthatósággal rendelkeznek. Az elõbbi feltételnek megfelelõ acéltípusok kutatását az utóbbi 15...20évbenkezdtékel.Ezidõbenafentifeltételeknekmegfelelõ,kétféleújtípusú,úgymintaduális(kettõsfázisú),illetveazún.TRIP-acéltfejlesztettékki.Míga hagyományos acélok ferrit + perlit mikroszerkezetûek, addig ez utóbbiak szerkezetében aferritmellettkeményebb szövetelemek martenzit,illetvebénit, továbbá nagy keményedõképességû maradék ausztenit is jelen van. Ez utóbbiak közül atrip elnevezésû (transformation induced plasticity) acélt választottuk az ittismertetett kutatás tárgyának. Akutatási téma célkitûzése ahazai gyártási lehetõségeknek megfelelõ összetételû TRIP-acél tulajdonságainak vizsgálata, valamint agyártási technológia tervezéséhez szükséges számítható adatoknak a meghatározásavolt. Aszakirodalomban TRIP-acéloknak azokat nevezik, amelyek szövete három szövetelembõl áll, úgymint ferrit, bénit és ausztenit. Ezeknél az acéloknál ajó alakíthatóságot aferrit és részben abénit biztosítja,azacélhidegalakításasoránaz ausztenit nagy hányada martenzitté alakul át, ez az alakítás indukálta keményedés, amely fõleg olyan jármûalkatrészek esetében jelent elõnyös tulajdonságot [1,2], amelyeket hidegalakítással pl. mélyhúzással készítenek, de ugyanakkor jelentõs teherbírásúak, amelyet az acél megnövekedett szilárdsága biztosít. Az acélnak ezt azújszerûszövetszerkezetét különleges hengerlési és/vagy az azt követõhõkezelésieljárássallehetbiztosítani. ATRIP-acélokat nagyon különbözõ összetételvariációkjellemzik.akarbontartalom viszonylag szûk határok között ingadozik (0,1...0,2%), a szilíciumtartalmát már szélesebb tartományban tarthatják (0,48...2,1%),ugyancsaknagymértékben változik az alkalmazott mangántartalom (1,3...2,4%),deváltozhatafoszfortartalma is (0,003...0,12%). Egyes típusoknál mikroötvözõket is használnak, így elsõsorban nióbiumot (0,01...0,03%). Az egyes kémiai elemeknek más-más afeladataakívánatosszövetszerkezet ésezzelegyüttazelérnikívántvégsõtulajdonságok megvalósításában[3,4]. ATRIP-acéloklegfontosabbötvözõelemeaszilícium,amelyakarbidképzõdéstjelentõs mértékben fékezõhatása következtében az ausztenitet stabilizálja. Egyes szerzõk szerint az optimális Si-mennyiség 1,5%körülvan. Amangán,amelyavassal szilárd oldatot képezve növeli annak szilárdságátanyúláscsökkenésenélkül,másrészrõlmint ausztenitképzõelem ez utóbbit stabilizálja, így anagyobb térfogathányadúausztenitbõltöbbbénitisképzõdik. AzMn-nek ezakedvezõhatásacsak mintegy1,5%-igérvényesül, mertefölött már csökkenamaradékausztenitmennyisége. ABayati-banvégzettkísérletektapasztalataiaztmutatták,hogyavasfoszfortartalmának kisebb mértékû növekedése teljesenhasonlófékezõhatástfejtkiakarbid r ss nd r u yás ózs f r rõ ázs dr rvá h s 0 VASKOHÁSZAT
képzõdésére mint aszilícium, tehát ap mennyiségének kismértékû növelésével csökkenthetõ asi-tartalom. Az eddigi tapasztalatok alapján anb-nak mint mikroötvözõnek az átalakulási folyamatokra nincs jelentõs hatása, ugyanakkor aszilárdságnövelésébenszerepetjátszikazismert szemcsefinomító és diszlokációmozgástfékezõ mechanizmusával. ATRIP-acélkezdetiszövetszerkezetebizonyos arányú ferritbõl és ausztenitbõl áll. EztazállapototazA 1 ésaza 3 hõmérsékletekközöttmeghatározottidejûhõntartással azúgynevezett interkritikus hõkezeléssel lehetmegvalósítani.eztkövetõen olyan hûtési sebességgel kell az acélt a bénitesmezõtartományára(350...500 o C) lehûteni, hogyaperlitesátalakulástartományátellehessenkerülni.ezahûtésisebesség 15...32 o C/s lehet az acélösszetételétõl függõen. Majd a bénites tartományban 3...10 percig állandó hõmérsékleten kell tartani az anyagot. Ezt követi egy viszonylag lassú 3...8 o C/s sebességû szobahõmérsékletre való lehûtés. Az interkritikus hõkezeléskor keletkezõ szövetkétfázisánakarányarészbenahõmérséklettõl,részbenazaztmegelõzõszövetszerkezettõl,továbbáahõkezelésidejétõl függ. Az interkritikus hõkezelést megelõzõ szövet ugyanis az alkalmazott technológiától függõen kétféle lehet. Amennyibenahõkezeléstmegelõzõhõmérsékletaz A 3 -nál jóval nagyobb, akiinduló szövet tiszta, homogénausztenitbõláll.hailyen acélazinterkritikustartománybakerül,az átalakulás aferrit kiválásával kezdõdik, amiviszonylag lassú folyamat. Ez esetben az egyensúlyi állapotnak megfelelõ ausztenit viszonylag homogén akarbontartalom eloszlásának vonatkozásában. Ez az esetakkorállelõ,haazinterkritikushõkezeléstmelegalakításelõzimeg.amásiklehetõségazacélnakhidegállapotbóltörténõ felmelegítése az interkritikus hõmérsékletre. Ekkor az anyag kiinduló szerkezeteferritbõlésperlitbõláll.azausztenitbõlésferritbõlállószerkezetúgykeletkezik,hogyelõszöraperlitalakulátausztenitté, majd ahõmérséklet növekedésével nõazausztenitmennyiségec-tartalmának csökkenésemellett. Ezesetbenazausztenitben akarbontartalom inhomogén eloszlású lesz. Ez az eset ahidegen henge- 1. táblázat. Kémiaiösszetétel Az acél jele C Mn Si P S Al Cr TRIP1 0,19 1,63 1,14 0,015 0,005 0,032 0,11 TRIP2 0,18 1,49 0,61 0,21 0,01 0,019 0,10 reltszalagbólkétlépcsõshõkezelésselelõ- állítotttrip-acéloknálállfenn. Abéniteshõntartáskorazausztenitegy kisebbhányadanemalakulátbénitté,hanemmegmaradmaradékausztenitként.az ausztemperálás hõmérsékletének növekedésével csökken a maradék ausztenit mennyisége. Ez azt jelenti, hogy az acélpróba nyúlása 400 o Chõmérsékletû bénitesítésesetébenalegnagyobb.ezenahõmérsékleten amaradék ausztenit az öszszes ausztenitnek mintegy 25...30%-a lehet, és szerzõtársaik kutatásai szerint. Abénitesítés idõtartamának növekedésével kismértékben ugyan de csökken amaradék ausztenit mennyisége a Bayati-ban végzett kísérletek szerint. Ígyabénitesítésidõtartamátnemcélszerû 180...300s-nálnagyobbraválasztani. ATRIP-acél további hidegalakításakor pl. mélyhúzás, hajlításstb. amaradék ausztenit nagy része vagy annak teljes térfogata az alakítás hatására átalakul martenzitté(trip-hatás).abayativizsgálata szerint amaradék ausztenit mennyisége az alakváltozással logaritmikus arányban csökken, de még mindig megmarad az eredeti térfogatnak mintegy 35...40%-a. Ha areális szövetszerkezeti arányokatfigyelembevesszük,akkormegállapíthatjuk, hogyaképzõdött martenzit mennyisége az egész térfogatra vetítve legfeljebb 5...7% lehet. Ennek amennyiségnek azacélszilárdságitulajdonságaira nem lehet meghatározó szerepe. ATRIPacélokmechanikaitulajdonságaitelsõsorbanahárom egymástóljelentõsmértékben eltérõ szövetelem tulajdonságainak eredõjehatározzatehátmeg. 2. Laboratóriumi szimulációs kísérletek Minthogyazelõzõfejezetbenemlítettmeleghengerléskor kialakult ferrit+perlites állapotból történõ kétlépcsõs hõkezeléshezszükségesspeciálishengersorhazánkban nincs, ezért amásodik, ahideg állapotból való interkritikus hõmérsékletre valómelegítéstechnológiáját,mintagyakorlatban megvalósítható eljárást, kívántuk laboratóriumi körülmények között vizsgálni. Akutatásban együttmûködõ Bayati az elõbbi szempont alapján kétféle összetételû acélt gyártott, mindkét minõségbõl 15kg tömegûadagban. Ezekbõl darabonként 15x52x800 mm méretû, kb. 5kg tömegûpróbatestetadottátalaboratóriumi kísérletekcéljaira.akétminõségettrip1, illetve TRIP2 fantázianévvel különböztettük meg. Akétféle acél összetételét az közöljük. ApróbadarabokataMEKéplékenyalakítási Tanszékének laboratóriumában mûködõ szalaghengerállványon hengerelhetõ méretre h 4 =7,2 mm vastagságú darabokká hengereltük 1050...1150 o Chõmérsékleten,négyszúrással.Ahengerlésisebesség valamennyi szúrásban egységesen 0,454 m/svolt.aszúrásoksoránmértükadarab befutó-hõmérsékletétésahengerlésierõket.valamennyiszúráselõttésutánmegmértük adarabok három fõ méretét (vastagság,szélesség,hosszúság).eztanégyszúrásos hengerlést elõnyújtásnak tekintettük. Ezeket a darabokat kilenc szúrással 900...1150 o Chõmérséklet-tartományban 1,5mm vastagságúszalagdarabbá tovább hengereltük.ahengerléssoránugyanazokatajellemzõketmértük,mintazelõhengerléskor. A meleghengerlés célja kettõs volt. Alapvetõfeladatnak tartottuk akövetkezõ hideghengerlés számára szolgáló kiinduló darabok elõállítását, másrészrõl az üzemi meleghengerlésitechnológiaszámárafontos alapadatok megszerzését, minthogy ilyen összetételû acélokra vonatkozó melegalakítási szilárdságok nem ismertek. A laboratóriumihideghengerléselõttahengerelt próbákat normalizáltuk. Ez abból állt, hogy amelegen hengerelt darabokat 950 o Chõmérsékletû kemencében három percig hõn tartottuk, majd akemencével együtthagytuklehûlni.adarabokfelületét sósavasfürdõbenrevétlenítettük. A laboratóriumi hideghengerléshez szükséges volt meghatározni az üzemi 137. évfolyam, 3. szám 2004 11
2. táblázat. Hõkezelésiváltozatok Lágyítási Idõ, s Bénitesítés Idõ,s hõmérséklet, o C hengerlésnek akésztermékre vonatkozó adatait. Az üzemi meleghengerlés kész szalagmérete eszerint 1000...1200x2,5 mm,amibõlahideghengersoronmajd0,8 mmvastagságúkészszalagotfognakhengerelni.aszalagösszesalakváltozása: l ö =2,5 :0,8 =3,125, tehát ezzel közel egyezõ alakváltozást kell alaboratóriumi hengerlésnekbiztosítani: h kész =1,45:3,125=0,47mm. Aszúrástervettehát úgyállítottuk öszsze, hogy az 1,45 mm melegen hengerelt szalagokbólnévlegesen0,47mmkészszalag jöjjön létre. Aszúrástervet öt szúrásra osztva12párhuzamospróbárakészítettük. Ahidegen hengerelt felkeményedett állapotú darabokból lapos szakító próbatesteket munkáltunk ki. Majd ezeket a TRIPacélokrajellemzõkétlépcsõshõkezelésnekvetettükalá. A hõkezelés hõmérséklete és ideje szerint 9 hõkezelési változatot terveztünk. Ahõkezelést két egymás mellé helyezett kemencében végeztük, melyek egyikeazinterkritikushõntartásra,másikuk abénitesítõ izzításra szolgált. Az elsõkemencébõlkiemeltdarabok,azokvékony méretei következtében, 28,5...30 o C/s sebességgel hûltek le abénitesítés elõírt hõmérsékletéig. Alemezek hõmérsékletét a lehûlés alatt folyamatosan mértük, majd amásodik kemencébõl kivett darabokat levegõn hagytuk lehûlni. Azelõbbismertetetthõkezelésfontosabb technológiai paramétereit a mutatja. hõmérséklete, o C 770 90 450 180 770 90 480 180 770 90 500 180 800 90 450 180 800 90 480 180 800 90 500 180 840 90 450 180 840 90 480 180 840 90 500 180 az üzemi meleghengerléskor fel tudjuk használni, legcélszerûbbnek látszott a mért erõértékekbõl visszaszámolni az adott szúrás körülményeinek megfelelõ közepesalakításiszilárdságértékeit,majd ezekbõlazadottanyagrajellemzõalakítási szilárdság empirikus függvényeit megszerkeszteni. Aközepes alakítási szilárdságértékeitamérterõkértékeibõlazzalaz erõszámítási összefüggéssel határoztuk meg,amellyelmajdazüzemitechnológiához tartozó hengerlési erõket számítjuk. Ígyavárhatóhengerlésierõkértékeibena számítotthoz képest nemlesz túlnagyeltérés. A felvett adathalmazból az általunk régebben kidolgozott, egyszerûsített -formulával közelítettük meg az alakításiszilárdságkomplexfüggvényét: 1200 1000 800 600 400 200 0 7 ó : * ' ã õ ò 6 ó ò øï 9 õ ) & 6 5 8 ( & % Ebben afüggvényben csak a és az keményedési tényezõ volt ismeretlen. Ezeknek az értékeit a hibák négyzetösszegének minimum elve alapján határoztuk meg. A TRIP1 acélra vonatkozó állandókértékeitazalábbiösszefüggéssel közelítettük: ò k =1627,39.. ò A=1427,48.. (2) A TRIP2 acélra vonatkozó ugyanezen állandók: ò k =954,33.. ò A=2968,07.. (3) Az (1), (2) és a(3) összefüggésekkel kidolgozhatóegyadottmeleghengersorra vonatkozóan az üzemben gyártott TRIP1 éstrip2minõségûacélokszúrásterve. Ahideghengerléssoránmértadatokból meghatároztuk az egyes szúrásokra jellemzõ közepes alakítási szilárdság értékeit. Ez az eljárás eltért ameleghengerléskor ismertetett módszertõl, minthogy az acélok hidegalakításakor az alakítási szilárdságcsakazalakváltozásmértékétõl függ,másrészrõlpedigazegyesszúrásokbanszerzettkeményedéstazacélakövetkezõszúrásbamagávalviszi,ígyahengerlésben aközepes alakítási szilárdság is egyre növekszik. Az egyes szúrásokra érvényes közepes alakítási szilárdságból a y=1219,3x 3-2403,8x 2 +1677,6x+454,23 R 2 =0,8434 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Alakváltozás, j Annak érdekében, hogy akétféle TRIPacél meleghengerlésekor felvett adatokat 1. ábra. ATRIP1acélalakításiszilárdsága 12 VASKOHÁSZAT
következõmódon számítottukkiahalmozott alakváltozáshoz tartozó alakítási szilárdságot.azelsõszúráshoztartozó-a hengerrésre jellemzõ -közepes alakváltozásnagysága: 2 3 (4) a további valamennyi szúrásra jellemzõ alakváltozás: j i (5) 2 Az így számított az i-edik szúrásokban j ik alakváltozásokhoz tartozó közepesalakításiszilárdságértékekképezika =f(j i )alakítási szilárdság görbéjét. A számított értékekhez tartozó pontokat harmadfokú polinommal közelítettük, minthogyennekazilleszkedésevoltalegjobb.ittkellmegjegyeznünk,hogyezekaz értékek atrip-acéloknak ameleghengerlést követõ ferrit+perlites állapotára vonatkoznak. ATRIP1 acélra vonatkozó hidegalakítási szilárdság görbéje a,míg a TRIP2acélravonatkozóa látható. Agörbéken látható értékek rövid ideig tartó normalizálást követõ állapotra vonatkoznak, amihez képest az üzemi meleghengerlés viszonyai eltérhetnek. Ezt a normalizált állapotot megközelítõ szövetet feltételezésünk szerint úgy lehet elérni, ha ahengerlés befejezõ hõmérsékletét 930...950 o Cértéken tartják, és a csévéléstisviszonylagnagy 630...650 o C hõmérsékleten végzik. Alassított lehûléshezahengerlésivégsebességetiscsökkenteni szükséges kb. 5m/s értékre. Még ilyen körülmények között is elõfordulhat, hogyazacélbanegybizonyosszázalékban bénit is kialakul, ez viszont növelheti a hidegalakítási szilárdságot, bár az alakíthatóságotjelentõsennemcsökkenti. Ahidegenhengereltéskétlépcsõben interkritikus izzítás és azt követõ bénites mezõbenvalóhõntartással hõkezeltpróbákatadunaferrqualitestkft. laboratóriumában elszakították, melynek során meghatározták a következõ mechanikai jellemzõket: -Szakítószilárdság,Mpa -Egyezményesfolyáshatár,Mpa -Az 50 mm jeltávon mért százalékos nyúlás,% -Keményedésikitevõ,- Az egyes próbákon mért, felsorolt jel- 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Alakváltozás, j 2. ábra. ATRIP2acélalakításiszilárdsága 800 700 600 500 400 300 200 R N/mm 2 d. 1/10% 3. ábra. ATRIP1acélmechanikaiértékei lemzõket akülönbözõ hõkezelési hõmérsékletek függvényében a tartalmazza,amelybencsaka450 Chõmérsékleten bénitesített próbák eredményeit tüntettük fel, minthogy ez atartomány szolgáltatta akedvezõbb eredményeket. Ittszeretnénkmegjegyezni,hogyaszakító próbatestek felülete viszonylag durva volt a vastagságukhoz képest (h= 0,47...0,5 mm), ezért mind aszilárdsági értékek, mind a nyúlások az üzemben hengerelteken mértekhez képest kisebbnek adódhattak. Tehát az ipari körülményekközöttgyártotttermékeknél ezek a mechanikai tulajdonságok várhatóan jobbak lesznek. A táblázatban közölt y=2068,6x 3-3863,4x 2 +2423,7x+383,42 R 2 =0,9372 100 R xd. 100 0 ï î í ì ë Lágyítási hõmérséklet, o C 1=740 o C 3=800 o C 5=840 o C szakítószilárdságok és nyúlások értékeibõl képeztük a TRIP-acélok felhasználását jellemzõ szorzatokat (,Nx% -ban kifejezve). A mért adatokból diagramokat szerkesztettünk a lágyítási hõmérsékletek függvényében, amelyek a láthatók. A TRIP2-acélnál az szorzat 12600 13400 között, míg atrip1-acélnál 10800 11800 között található, ami azt jelenti, hogy acsökkentett szilíciumés növeltfoszfortartalmútrip2-acélvalamivel kedvezõbb, de legalábbisnem roszszabbtulajdonságokkalbír,mintaz1%fölöttiszilíciumottartalmazóacélok.továbbá megjegyezni kívánjuk, hogy atrip2 137. évfolyam, 3. szám 2004 13
700 600 500 400 300 200 100 0 d. 1/10% 4. ábra. ATRIP2acélmechanikaiértékei jelû acél nagyobb keményedési kitevõjû (n=0,195) mint atrip1-acél (n=0,172), tehát az elõbbinek az alakíthatósága is jobb. Az alakítástechnológiában mind energetikai, mind alakíthatósági szempontból nagy jelentõsége van az illetõ acél valódi szilárdsági görbéjének. Ezt technológiai vonatkozásban azonosnak tekintjük az úgynevezett alakítási szilárdság =f(k f ) görbéjével,amitazalábbi,ismertformula fejezki: + (6) ahol afolyáshatárkezdetiértéke, és anyagminõségtõlfüggõállandók. 3. táblázat. Szilárdságiértékek R xd. 100 R, N/mm 2 1 2 3 Lágyítási hõmérséklet, o C A TRIP1 acél szilárdsági értékei A kétféle TRIP-acél mechanikai jellemzõibõl a(6) összefüggés három adata és egyértelmûen meghatározható.azegyezményesfolyáshatárnál a =0,00202, tehát afenti összefüggésben ezt nullának tekintjük, tehát ezen a helyenazalakításiszilárdságközelítõena folyáshatárnakfelelmeg, azaz =0-nála Az egyenletes nyúlás végén a fajlagosalakváltozás: ln d (7) Az alakítási szilárdság aszakítógörbe maximálisértékénél d +1) (8) R eh R m d Alakv. j Alak. szil. Lágy. hõm. 449 590 0,192 0,175633 703,28 770 473 547 0,194 0,177309 653,118 770 420 623 0,208 0,188966 752,584 800 448 608 0,208 0,188966 734,464 800 428 666 0,168 0,155293 777,888 850 425 667 0,134 0,125751 756,378 850 A TRIP2 acél szilárdsági értékei 1 = 740 o C 2 = 800 o C 3 = 840 o C R eh R m d Alakv. j Alak. szil. Lágy. hõm. 439 504 0,098 0,09349 553,392 770 492 581 0,104 0,09894 641,424 770 340 688 0,172 0,158712 806,336 800 357 613 0,178 0,163818 722,114 800 364 727 0,164 0,151862 846,228 850 333 618 0,114 0,107957 688,452 850 4. táblázat. Aszövetelembecsülthányada Szövetelem 770 o C A szereplõ mechanikai jellemzõkbõlkiszámítottuka(6)összefüggésben szereplõ alakváltozási és feszültségi értékeket, amelyeket ugyancsak a3.táblázatbantüntettünkfel. A látható szilárdsági értékeketahõkezelésekkövetkeztébenkialakult szövetszerkezetet alkotó fázisok mennyisége és azok szilárdsági tulajdonságai határozzák meg. Afázisok mennyiségét ahõkezelés módja, eközül is azinterkritikus lágyítás hõmérséklete határozza meg. Ahárom alkalmazott hõmérséklethez tartozó szövetelem arányát részben az egyensúlyi diagram, részben a szakirodalom alapján próbáltuk megbecsülni, amit a foglaltunk össze. Ahhoz, hogy atöbbes fázisú acél szilárdsági tulajdonságait keményedési görbe megtudjuk határozni, szükséges ismerni az egyes fázisok keményedési jellemzõit. Az egyes fázisoknak a (6) összefüggés szerinti keményedésigörbéjének adatait olyan acélok keményedési görbéjébõlszámítottuk, amelyeknek szövete lehetõleg csak az adott fázisból áll. Ezeketazértékeketa[6,7]szakirodalomban található táblázatból állítottuk össze. Aferrit esetében figyelembe vettük a kétféle vizsgált acél összetételbeli különbségét, ezért a(6) összefüggésben a értékeit az alábbi képlettel [5,6] számítottuk: R pf =68+37.Mn+63.Si+ 800 o C 840 o C Ferrit 0,44 0,2 0,12 Bénit 0,5 0,64 0,71 Ausztenit 0,06 0,16 0,17 ó : * +15,1. 9 ) (9) 8 ( ahol aferritszemnagyságamm-ben. Így atrip1 acél ferritjének afolyáshatárának 247,6 N/mm 2, míg a TRIP2 acélénak 208,6 N/mm 2 adódott. A (9) összefüggésben szereplõ szemnagyságot mindkét esetben 100 mm-nek vettük. A (6) összefüggésben mind az A,mind an tényezõtváltozatlannaktekintettük,amelyeket a már említett irodalmi adatok alapjánhatároztunkmeg.ennekalapjána kétféle anyag ferritjének akeményedési összefüggéseakövetkezõ: 14 VASKOHÁSZAT
TRIP1acélé k =247,6+514,1. j 0,453 N/mm 2 (10) TRIP2acélé k =208,6+514,1. j 0,453 N/mm 2 (11) Minthogy az ausztenitre vonatkozóan nem találtunk egyértelmû összefüggést, ezértazausztenitessavállóacélkeményedési görbéjét vettük alapul olyan módon, hogyanikkelésakrómkeményítõhatását aszilíciumésamangánkeményítõhatásának az egyenértékében fejeztük ki, így a jelen acélokra vonatkozó keményedési görbék tényezõi kisebbnek adódtak, mint asavállóacéloké. TRIP1 k =155+549,705.j 0,447935 N/mm 2 (12) TRIP2 k fa =126+549,705.j 0,447935 N/mm 2 Abénitesszövetûacélnakakeményedési görbéjét túlnyomóan mintegy 96% bénitettartalmazóacélfolyáshatárából,valamintszakítószilárdságábólszámítottuk. TRIP1 k =740+520.j 0,453 N/mm 2 TRIP2 k =683+520.j 0,453 N/mm 2 (13) ïîðð ïððð èðð êðð ìðð îðð ð ëò?¾ ò ßÌÎ Ðï ½7 µ?? ¼?¹ èðð ± Ýó±?¹? µ± 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 ¾7²? ¹ ð ðôðî ðôðì ðôðê ðôðè ðôï ðôïî ðôïì ðôïê ðôïè ðôî ß µª? ±? ô ferrit bénit átlag ausztenit 6. ábra. ATRIP2acélalakításiszilárdsága 800 o C-oslágyításkor =a.(k 01 +A 1... 02.. (14) ahol az egyes fázisok részaránya, azaza+b+c=1. A(14) összefüggés akövetkezõképpen alakíthatóát: k =k +A.j n átl (15) ahol k =a.k +b.k +c.k A = a.a +b.a +c.a º» ²ó n ³7 éîîòèðê 0 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 Alakváltozás,j =a.n +b.n +c.n mért734.753 Az egyes fázisok, szövetelemek (10)...(13)összefüggésszerintikeményedési görbéibõl az alábbi gondolatmenet alapján határoztuk meg az adott többes fázisúacélszilárdságigörbéit. Ha egy acél több fázisból áll, akkor az egyes fázisok viselkedésére az alakváltozás során akövetkezõ két szélsõ feltétel lehetjellemzõ.egyikfeltételszerintminden fázis azonos feszültségi állapotban van, másik szerint minden fázis azonos mértékû nyúlást mutat. Az elõbbi esetben az egyes fázisok alakváltozása akeményedési tényezõkkel fordítottan arányos, azaz alágyabb fázisok nagyon megnyúlnak, míg akeményebb fázisok csakkismértékben.ezazesetcsakakkor lenne érvényes, ha az egyes fázisok felületei egymással nem érintkeznének. Amásikeset,amikormindenfázisazonos mértékû alakváltozást mutat, így az egyes fázisokban különbözõ nagyságú feszültség ébred. Avalóságban az egyes fázisok felületi kölcsönhatásai következtében a tényleges feltétel a két szélsõ eset között van. Minthogy ez a második esethez esik közelebb, ezért ezt a modellt alkalmaztuk, amit az irodalomban lineáris keverési szabálynak neveznek. Így egy három fázisból álló fémalakításiszilárdságaakövetkezõképpenfejezhetõki: Minthogy a3. és 4. ábrák szerint az optimáliskomplex-r -értékeketmindkét acél esetében a800 o Chõmérsékleten végzettlágyítássalértükel,ezérta közöltfeltételezettszövetelemek megoszlását véve alapul kiszámítottuk az erreazesetrevonatkozó(15)összefüggés szerinti alakítási szilárdságot. Eszerint a TRIP1acélraazalábbiképletetkaptuk: k =547,7+522,8.j 0,4522 (16) Afenti összefüggés szerinti alakítási szilárdságmegoszlásaaz látható. Afentihez hasonlóan atrip2acél alakításiszilárdsággörbéjétiskiszámítottuk: 137. évfolyam, 3. szám 2004 15
k =599+522,8.j 0,4522 (17) E szerint megszerkesztettük a TRIP2 acélra vonatkozó keményedési görbét, amelya látható. Mindkét diagramra felvittük ahárom szövetelem alakítási szilárdságának görbéit annak érdekében, hogy látható legyen az egyes szövetelemek szilárdsági hatása. Adiagramokon láthatók továbbá azadottacélpróbatestekenmértegyenletes nyúlás értékeihez tartozó valódi szilárdság mért értékei, és a diagramról leolvasható számított érték. Ez utóbbi a TRIP1 acélnál 775,7 N/mm 2,míg atrip2 acélnál 757,2 N/mm 2 -nek adódott. Az ábránbejelöltmértértékek TRIP1esetén 722...806 N/mm 2,TRIP2-nél 734,6...753 N/mm 2 azelsõesetben aszámítottatjól közrefogták, míg atrip2 acélnál alig tért elamértértékfelsõhatárától. 3. Összefoglalás ATRIP-acélokra vonatkozó ismereteket a szakirodalomratámaszkodvakísérletekkel és elméleti elemzésekkel kívántuk mélyíteni. Ezen kutatások keretében optimalizált összetételû trip acélok tulajdonságait sikerült megállapítani, amelyeket az alkalmazott további feldolgozás szempontjából fontos alakítási szilárdság analízisével sikerült alátámasztani. Más részrõlazegyesszövetelemekszilárdságából, valamint azok valószínû részarányából jól lehet következtetni aháromfázisú TRIP-acélokszilárdságiértékeire. Irodalom [1.] Material data sheet on retained austenite phase steel.1999. [2.] Morephasesteelsforautomobile industry. 41th MWSP Conf. Proc. 155.Warrendale1999.P.67-77 [3.] Structureand properties of dual phase steels. TMS/AIME.NewOrleans1979. [4.] Effects of alloyng elements an mechanical properties and phase transformation an coold rolled TRIP steels. [5.] Prediction of mechanical propertiesofsteelstripsafterhot rolling. 37th MWSP Conf. Proc. ISS. VolXXXIII.1996p.89-99 [6.] Aproperties prediction modell for the hot rolling of longproducts.37thmwspconf.proc. ISS.1966.P.427-431. [7.] Kraft-und Arbeitsbedarf bildsamer Formungsverfahren. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. Leipzig1978.S.189-232. Dénes Éva Horváth Tamás Kõszegi Szilvia Szabados Ottó Verõ Balázs Zsámbók Dénes: Zománcozási célra alkalmas acélok átfogó jellemzése, jelenlegi helyzet és jövõkép AZománcozható acéllemezek, technológiák és vizsgálati módszerek komplex fejlesztése címû K+F munka koordinátora a Dunaferr Rt. Innovációs Menedzsment. A 2002 2004. éviperiódusbanmegvalósulókutatásmûszakitudományoscélkitûzése adunaferr vállalatcsoport által gyártott zománcozható acéllemezek minõségének fejlesztése, valamint a jelenlegi alapanyagminõsítõ-rendszernél átfogóbb és megbízhatóbb agyártók és felhasználókáltalegyformánelfogadott kvalifikációs rendszer kidolgozása. A2003. évbenhazaigyártásúéskülföldrõlszármazó zománcozásra alkalmas mintalemezeket vizsgáltunkazzalacéllal,hogyátfogóképetkapjunkazeltérõminõségûacélokzománcozhatóságáról és a tulajdonságok megoszlásárólahidegenhengereltszalagon belül. Avizsgálatok azománcozási célra gyártott lemezek szövetszerkezeti, mechanikai, topológiai valamint zománcozhatósági tulajdonságainak megismeréséreirányultak. Kovácsné Ádám Mária Galambos Levente: Kockázatértékelési rendszer kiépítése a Dunaferr Dunai Vasmû Részvénytársaságnál AzeurópaiuniósjogharmonizációkeretébenmódosítottMunkavédelmiTörvénykibõvítetteamunkáltatókötelezettségeita kockázatértékelés elvégeztetésével. A kockázatértékelésazalapjaamunkavédelem tervszerû fejlesztésének és aszabványalapú irányítási rendszer kiépítésének. ADunaferr Rt. nagy területe és a vizsgáltelemeknagyszámamiattazadatoktárolásáraésértékeléséreolyaninformatikai rendszert alakítottak ki, amely a már alkalmazott más szoftverekkel átjárható, és arendszer elemei folyamatosan bõvíthetõk. Akockázatértékelés folyamatábanazállapotfelmérést végeztékel. Az azonosított kockázatok fontossági sorrendjének és agazdasági egységek biztonsági szintjének megállapítására értékelési módszert dolgoztak ki. Aszerzõk bemutatják a kidolgozott informatikai rendszert,akockázatértékelésfolyamatát ésazeredményeket. Bocsella Antal Papp László: Egy fontos termelõ-berendezés állapotának diagnosztikai vizsgálata Pálfi István: A Dunaferr Rt. Létesítményi Tûzoltóságnak alapítása Trencséni István: A képzés a munkavégzés szerves része Napjainkban zajlik afelnõttképzés paradigmaváltása,amelyjelentõshatássalvan azegyén,agazdálkodóegységésatársadalom kapcsolatára. AcikkaDunaferrRt. szakmai és felnõttképzési tevékenységén keresztül mutatja be aváltozás lényeges elemeitéslehetségesfejlõdésiirányát. Tóth Tamás: P-ötvözésû BH-típusú acél finomlemezek Afolyáshatártovábbinöveléseérdekében abh-effektusbeállíthatóanöveltszilárdságú finomlemezeknél is. Adolgozatban feltártuk afoszforral való ötvözés, valamint alágyítási mód hatását az acél finomlemezekmechanikaitulajdonságaira, továbbáai-ésbh-értékére. Aszilárdsági és aszívóssági jellemzõk, továbbá az AIés abh-érték nagy intervallumban változnak(azoldottelemekhatásamiatt/p, Si, C/ aferritszemcsenagyságának változása miatt, az intersztíciósan oldott C atomoknak adiszlokációkat lerögzítõhatása miatt). Akísérletek eredményei számos összefüggésre derítettek fényt, és megalapozzákatovábbimunkát,akedvezõ tulajdonságkombinációkkal rendelkezõp-ralötvözöttbh-típusúacélcsaládtovábbfejlesztését. 16 VASKOHÁSZAT
ÖNTÉSZET BEDNARECK,HELMUT* ROVATVEZETÕK: LengyelnéKissKatalinésSzendeGyörgy Nyomásosöntõszerszámokzáróerejének csökkentéseésélettartamánakjelentõsnövelése A tapasztalatok szerint a nyomásos alumíniumöntvények gyártásához készült szerszámok átlagos élettartama hozzávetõleg100.000lövés.avízzelhígíthatóleválasztóanyagok felvitelesoránfellépõhirtelenhõmérséklet-változás,ahõsokk azegyik legismertebbtényezõ, amelyhatássalvan aszerszám élettartamára. Az alkalmazásba vett új leválasztóanyag-rendszerek új lehetõségeket teremtenek azáróerõ csökkentésére ésaszerszámélettartamánaknövelésére. A nyomásos öntõszerszámok felületén megjelenõ; ahõsokk, valamint alövésenkénti gyakori hõmérséklet-változások okozta melegrepedések és a feszültség okozta repedések aszerszámok idõ elõtti elhasználódásáteredményezik. Ahõfényképek azt mutatják, hogy a vízzel hígítható leválasztóanyagok használatakövetkeztébenaszerszámokfelületénmérhetõhõmérsékletgradiensigenjelentõs hatást gyakorol aszerszámbetétek sajátfeszültségeire. Azöntésiciklussoránaszerszámfelületeken fellépõ hõmérséklet-változások lefutása az öntvénytõl gyakorlatilag függetlenül, nagyon hasonló. Ahõmérséklet-változás azonban természetesen függ az egyes öntvények különbözõ hõkapacitásától, amiazöntvények tömegébõl, falvastagságából,aszerszámzárásés-nyitás körülményeibõl,valamintaszerszámanyagának termikus tulajdonságaiból adódik. További különbségek adódhatnak aszerszámok temperálási megoldásaiból, amelyek az öntési ciklusokon belül meghatározzákahõvezetés, tulajdonképpen ahõelvezetés sebességét. Itt nyomatékosan arrakellutalni,hogyanyomásosöntõszerszám termikus egyensúlyának beálltához lövésenként el kell vezetni azt ahõmenynyiséget,amelyaszerszámotlövésenként éri. Ahõegyensúlyt az említetteken kívül továbbiparaméterekisbefolyásolják. Afelületi hõmérsékletre alegnagyobb hatással nyilván aszerszám és afém közötti érintkezési felület nagysága van. Szabályozására alapvetõen avíztartalmú leválasztóanyag felvitelével, kisebb részben akonvekció és kondukció révén tudunkhatni. Aszerszám mélyebb rétegeiben ahõmérséklet szabályozását általában aszerszámot hûtõ-fûtõ rendszerek használatával, vagy egyszerûen vizet keringtetõ hûtõrendszerekmûködtetéseáltalérikel. Az öntvény eltávolítása után avíztartalmú leválasztóanyagok felvitele aszerszámfelületre lökésszerû hõelvonáshoz *Aszerzõ ahüttenes Albertus Chemische Werke GmbH Düsseldorf, Németország projektvezetõje 1.ábra. Egy nyomásosöntõszerszámhõtérképe vizes alapúleválasztóanyag felvitele esetén. Nincs hõsokk, kisebb ahõmérsékletgradiens (min.77 0 C,max.210 0 C),szerszámtemperálás:180 0 C 2. ábra. Egy nyomásos öntõszerszám hõtérképe a HA-Trennsoleljárásalkalmazásaesetén.Nincshõsokk,nagyobbahõmérsékletgradiens(min.56 0 C,max.264 0 C),szerszámtemperálás:60 0 C 137. évfolyam, 3. szám 2004 17