Iparjogvédelmi és Szerzői Jogi Szemle, 2004 (109. évfolyam, 1-6. szám)
2004 / 3. szám - Technikatörténet. Longa Péterné: Száz éve született Verő József, a fémtan professzora
42 Longa Petemé lag nagyon ellenállóak, és a molibdén segíti a passzív állapot fenntartását. A Krupp-művek 1912-es szabadalma tág határok között változó összetételű, martenzites, illetve ausztenites acélokra vonatkozik. Ugyanebben az időben más német, illetve francia vállalatoknál születtek krómot és nikkelt tartalmazó saválló acélokra vonatkozó szabadalmak. Ezek érthető okokból - önvédelemből, a szabadalomba foglaltak jogosulatlan felhasználásának megakadályozása miatt — a védelmet élvező ötvözetek összetételét igen tág határok között jelölték meg. Amikor több ország is megvásárolta licencia alakjában a Krupp-müvek gyártási és felhasználási tapasztalatait, Angliában kifejlesztették az azóta is leginkább használatos 18/8-as (18% krómot és 8% nikkelt tartalmazó) acélt. A vegyipar által használt hegesztett szerkezetekben jelentkező problémák adtak újabb feladatot a kutatóknak: az interkrisztallin korróziónak ellenálló acélfajták kifejlesztését; ezt a titánnal, vanádiummal és földfémekkel ötvözött acélfajtákkal sikerült megoldani. Gazdaságossági okokból volt szükség a drága nikkel helyettesítésére más ausztenitképző elemekkel, főként mangánnal és nitrogénnel. A saválló acélok kifejlesztésének, majd egyre újabb kívánalmak szerinti tökéletesítésének története a cáfolata annak az elterjedt hiedelemnek, hogy az alapkutatás csak hosszabb idő múlva hozhat gazdasági eredményt. Verő professzor nagyon korán, már a hatvanas évek elején felismerte az acél folyamatos öntésének jelentőségét, tehát akkor, amikor ez a technológia a fejlett iparú országokban is új volt. A folyamatos öntésnek óriási a jelentősége gazdasági szempontból, de a gyártmányok egyenletes jó minősége miatt is nagyon előnyös. A hagyományos gyártási eljárásokhoz viszonyítva jóval alacsonyabb a beruházási igénye, az energia- és munkaerő-szükséglete. A könnyűfémek, elsősorban az alumínium feldolgozásánál már előzetesen bevált eljárás lényege, hogy a folyékony olvadékot olyan kokillába öntik, amely rövid és mindkét végén nyitott. Az öntés azáltal válik folyamatossá, hogy a fenéklapon álló tuskót olyan ütemben süllyesztik lefelé, amilyen ütemben a hűtés hatására a kristályosodása végbemehet. Az acélipar számára a folyamatos öntés részleteit az alumínium öntésétől eltérően kellett kidolgozni. Ennek egyik oka az acél jóval magasabb olvadáspontja, ezért a hőelvonásnak sokkal intenzívebbnek kell lennie. A másik ok, hogy az acél nagy adagokban készül; csak úgy lehet kellően kis keresztmetszetű tuskóvá önteni, ha az öntés sebessége nagy, és esetleg több szálat öntenek egyszerre. További különbség a kristályosodás során, hogy az acéltuskóból jóval nagyobb hőmennyiséget kell elvonni, emellett az acélok rosszabbul vezetik a hőt a könnyűfémeknél. Míg az alumíniumnál az alsó, kristályosodási frontfelület megközelítőleg vízszintes sík, a folyamatosan öntött acéltuskó folyékony része nagyon mély, több méter is lehet, emiatt a kristályosodás frontfelülete, egyben az olvadék határfelülete majdnem párhuzamos a tuskó külső felületével, tehát majdnem függőleges helyzetű. Verő professzor cikksorozatában matematikai formulákkal írta le az acél megszilárdulásának törvényszerűségeit a folyamatos öntés során, és részletesen bemutatta a szilárd ötvözet szerkezetének kialakulását, az azt befolyásoló tényezőket és az ennek alapján megválasztandó technológiai paramétereket. Ma is aktuális kérdéssel foglalkozik Verő professzor egy, a hetvenes évek elején készült cikkében: szerkezeti anyagaink jövőjének előrejelzésével. „Hidat vagy más teherviselő szerkezetet jóval kevesebb anyag felhasználásával tudunk felépíteni, mint ötven vagy száz évvel ezelőtt” - kezdi fejtegetését; azonban egyre nagyobb mennyiségű és egyre változatosabb minőségű, egyre magasabb igényeket kielégítő szerkezeti anyagokra van és lesz szükség. A három legfontosabb szerkezeti anyag: a cement, a műanyagok és a fémek; ezek összes mennyiségének közel felét alkotják a fémek, ezeken belül pedig több mint 90% a vasötvözetek aránya. Tehát a vaskorszak, amelyben 2000 év óta élünk, még korántsem ért véget. Belátható időn belül a vasötvözeteket nem fogják jelentős mértékben helyettesíteni a könnyűfémek vagy a műanyagok - ennek mértékét az ENSZ prognózisai mindössze 5%-ra becsülik. Ennek főként gazdasági oka van. Például egy acélrúddal azonos folyáshatárú alumíniumötvözetből készült szerkezeti elem közel kétszer (1,95-ször), a magnézium ötvözetéből készült pedig közel háromszor (2,85-ször) többe kerül. Még ha az acél szerkezeti elemeket különleges korrózióvédelemmel látjuk el, akkor is 1,25:1,95 az előállítási költségek aránya az azonos célnak megfelelő alumíniumhoz viszonyítva. A különlegesen nagy terhelhetőségű, magas hőmérsékleten is nagy szilárdságú és szívós anyagok aránya hosszú távon legfeljebb 15-16%-ra becsülhető; ide tartoznak a nagy sebességű repülőgépek, rakéták, gázturbinák anyagai. Az ezeknek a kívánalmaknak megfelelő acélok összetételének kutatása költséges lesz, de ez a költség hosszabb távon megtérül például egy gázturbina jobb hatásfokában. A tömegacéloknál a fejlődés fő iránya a káros alkotórészek, gázok, nemfémes zárványok mennyiségének csökkentése, azaz tisztább anyag létrehozása, amelynek összetétele egyenletesebb, dúsulásoktól mentes lesz. A makroszkópos dúsulás csökkentésének módja az egyszerre kristályosodó acél tömegének csökkentése, erre szolgálnak az olyan költséges, de eredményes eljárások, mint az elektrosalakos vagy elektronsugaras átolvasztás; az előbbi eljárással a mikroszkópos dúsulás, a mechanikai tulajdonságok anizotrópiája is csökkenthető. A szerkezeti anyagok különleges csoportját képezik a nagyszilárdságú betétekkel erősített anyagok, az álötvözetek. A lágy, szívós fémek terhelhetőségét olyan módon fokozzuk, hogy az alapanyagban, a mátrixban nagyszilárdságú „betéteket” helyezünk el. A betét lehet nagyszilárdságú fémből, például volfrámból készült drót vagy kristálysörte, de lehet nem fémtermészetű, például korund, grafit, üvegszál is. A betét olyan anyag is lehet, amely a mátrix fémmel hagyományos módon, összeolvasstással nem is ötvözhető. Hasonló szerkezeti anyagok nemfémes mátrixszal is készülhetnek; régóta ismert a vasbeton, újabbak a műanyag mátrixú, szálbetétes szerkezeti anyagok. A kohászat évszázadok óta a legnagyobb környezetszennyezést okozó iparágak közé tartozik. Verő professzor ebből a szempontból is foglalkozott szakterületével. A vaskohászat a világ egész fémtermelésének 95%-át szolgáltatja, ez 1970-ben, tanulmányának megírásakor kereken 600 millió tonna acél volt, 2002-re ez az érték 900 millió tonnára emelkedett. A magas hőmérsékleten lejátszódó metallurgiai folyamatok sok hőenergiát kívánnak, a feldolgozó műveletek, a hengerlés, kovácsolás pedig mechanikai energiát
