AZ IZZÓ VAS TŰZCSILLAGAI
(VASKOHÁSZAT TEGNAP ÉS MA)

 Dr. Sziklavári János

Vaskorszakban élünk

Az acélok napjainkban rohamos fejlődési időszakaszukat élik, s az anyagszerkezeti ismeretek bővülése nyomán újabb és jobb tulajdonságú acélok születnek.

Egyidejűleg a műszaki kerámiák és polimerek (műanyagok), továbbá a különféle összetett műszaki anyagok (kompozitok) tulajdonságai is fejlődnek, és -- amint ezt a társadalom is tapasztalhatja -- ezek az anyagok egyre több felhasználási területet vesznek el az acéloktól.

A társított műszaki kerámiák nagy keménységükkel, kopásállóságukkal, termikus és kémiai ellenálló képességükkel, hő- és elektromos vezetőképességükkel más anyagok számára utolérhetetlen anyagtulajdonságokkal bővítik a szerkezeti és szerszám anyagok palettáját.

A társított szintetikus polimerek a 20. század második felének robbanásszerűen fejlődő technikájához a legeredményesebben alkalmazkodó szerkezeti anyagok. Nélkülük a hangsebesség közeli légiközlekedés, a mikrohullámú hírközlés, az elektronika, számítástechnika nem érték volna el mai fejlettségüket vagy egyáltalán nem is léteznének. A ma és jövő nélkülözhetetlen szerkezeti anyagai.

Felmerülhet tehát a kérdés: jelenti-e mindez azt, hogy vége felé tartana a vaskorszak, és "új anyagok" korszakának küszöbéhez érkeztünk? A válasz: még nem!

A konstruktőrök és technológusok számára nyújtott választékból ugyanis az anyagkiválasztás műszaki, gazdasági és társadalmi (ökológiai) megfontolások összessége alapján történik, s ez ma még az esetek túlnyomó többségében az acéloknak kedvez. De az acél nem univerzális anyag, ezért vele szemben más anyagnak is esélye van felhasználási területeken versenyt nyerni!

Az új anyagok fejlődése és térnyerése a világ vaskohászatát is a fejlődés gyorsítására késztette: az utóbbi két évtizedben ugrásszerű minőségi változásoknak, új progresszívebb acélok, új termelékenyebb technológiák, új szerkezetű vaskohászati üzemek megjelenésének lehetünk szemtanúi.

A progresszívebb acélokból kevesebbet kell beépíteni gépbe, járműbe, szerkezetbe, tehát kevesebb acélt kell gyártani; az új technológiák kevesebb berendezést, kevesebb élőmunkát igényelnek, ezért vaskohászati üzemek százait zárják be, következésképpen munkahelyek milliói szűnnek meg. S noha mindezek szinte ugrásszerű műszaki fejlődés következményei, a világgazdaság hajlamos ezt a vaskohászat világméretű válságának tekinteni. Pedig ez nem a vaskohászat, nem a vas és acél válsága, ellenkezőleg: egy "újvaskorszak", az új acélok és új vaskohászati technológiák korszakának küszöbén állunk. Csak a hagyományos vaskohászat éli végnapjait.

 
Fontosabb vasércek
 
A természetben a fémek vegyületekben, főleg oxidokban és szulfidokban, ritkábban karbonátokban fordulnak elő. A természetben található fémvegyületek az ásványok. Értékes és értéktelen ásványok keveréke az érc. Az értékes ásvány adja az érc nemét (pl. rézérc, vasérc), az érc értéktelen ásványainak összessége a meddő.  

A vasércek gyakoribb meddői: SiO₂-, CaO-, Al₂O₃- vagy MgO- tartalmú ásványok.
A vsércekből a vasat (ferrumot) 1000 ° C körüli hőmérsékleten lehet kinyerni faszén vagy koksz karbonjával, ill. szénmonoxid- vagy hidrogéntartalmú gázokkal.

Fontosabb ipari vasfajták

Vasszivacs: akkor keletkezik, ha az ércet szilárd állapotban redukálják; közbenső termék, az acélgyártás alapanyaga. A vasszivacsban a fémes vason kívül benne van az érc meddője is. Megolvasztásakor a vasolvadék és a meddő -- salak alakjában -- válik el egymástól.

Nyersvas: 3-4% C-tartalmú vas, a nagyolvasztó terméke. Rideg, képlékenyen nem alakítható. Közbenső termék, az acélgyártás és öntöttvasgyártás alapanyaga.

Öntöttvas: nyersvasból nyerik kéntelenítéssel és Si-mal vagy Mn-nal való ötvözéssel. Gyakori ötvözője még a Cr, Ni, Mo és Ti is. Képlékenyen nem alakítható szerkezeti anyag.

Acél: legfeljebb 2% karbont és több-kevesebb egyéb elemet is (pl. Si-ot, Mn-t, Cr-ot, Ni-t, Mo-t, W-ot, V-ot, Nb-ot, Co-ot Al-ot és Ti-t) tartalmazhat. A nyersvasaktól és öntöttvasaktól elsősorban az különbözteti meg, hogy képlékeny, jól alakítható. Izzó meleg állapotban nagyobb, szobahőmérsékleten kisebb mértékben. Az összes felhasznált fém (vasfém és nemesfém) közel 90%-a acél.

Az acél rendelkezik csaknem valamennyi fontos anyagtulajdonsággal, s a tulajdonságok (pl. a szilárdság, szívósság, képlékenység) mértéke viszonylag tág határok között szabályozható. Képes elviselni statikus és dinamikus igénybevételeket, ellenállni klimatikus, korróziós és koptató hatásoknak; alkalmazható alacsony és magas hőmérsékleten; forgácsolható, hegeszthető; felülete bevonható fémmel, műanyaggal, kerámiával.