AUTOMOBILE il convegno in un eBook un futuro d'ACCIAIO? - siderweb - Amazon AWS
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LA COMMUNITY DELL’ACCIAIO
AUTOMOBILE
un futuro d’ACCIAIO?
il convegno in un eBook
siderweb.com
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 1
Indice
L’editoriale
di Emanuele Morandi (Presidente siderweb).........................................................................................................................pag.4
L’editoriale
di Giuseppe Barile (Presidente del Gruppo Componenti ANFIA e Vice Presidente di ANFIA).......................................pag.5
Il Settore Automotive oltre la crisi, tra pressioni regolatorie e trend di mercato
Giorgio Elefante (Associate Partner PwC Italia | Automotive Leader) ................................................................................pag.6
Materiali e soluzioni innovative per componenti automobilistici
Fabio D’Aiuto (CRF - Global Materials Labs - Metals Department Manager) ........................................................................pag.8
Sviluppi degli acciai per le automobili
Carlo Mapelli (Docente Politecnico di Milano) ......................................................................................................................pag.14
Analisi strategica dell’offerta di acciaio italiano
Gianfranco Tosini (Responsabile Ufficio studi siderweb) ......................................................................................................pag.19
«AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO?»
è una pubblicazione Siderweb spa.
Direttore Responsabile: Stefano Ferrari.
Service Provider: Amazon Web Service, Inc.
Realizzazione editoriale e progetto grafico:
Siderweb spa | Via Don Milani, 5 | 25020 Flero (BS).
Siderweb spa è iscritta al Roc con il num. 26116.
Numero chiuso in redazione (Brescia) il 28 aprile 2016.
Allegato al prodotto editoriale telematico e cartaceo a carattere tecnico-professionale www.siderweb.com iscritto al n. 11/2014 in data 10.03.2004 nel
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Il presente prodotto non è un prodotto editoriale diffuso al pubblico con periodicità regolare.
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AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 2
un evento sponsorizzato da
con il patrocinio di
L’editoriale di Emanuele Morandi
Presidente siderweb
Il settore dell’auto sgomma verso la crescita. E l’acciaio?
L ’auto, e l’indotto ad essa connesso, da qualche tempo rappresenta un salvagente per
l’economia italiana ed europea. Il comparto, grazie a tassi di crescita positivi ed a continue
evoluzioni tecnologiche, è un punto di riferimento in termini di innovazione ed eccellenza,
con una catena dei fornitori incardinata su concetti di qualità assoluta.
L’acciaio, in questo settore, gioca un ruolo fondamentale. Ed anche l’automotive ha
un ruolo importantissimo per la siderurgia. Proprio per queste forti interazioni, ANFIA e
siderweb hanno deciso di unire i propri sforzi ed interrogarsi sul presente ed il futuro dell’auto
e dei materiali utilizzati per la costruzione dei veicoli su quattro ruote. Il senso del convegno
“Automobile: un futuro d’acciaio?” è proprio questo: individuare i trend che
verranno e capire in che modo l’acciaio potrà essere ancora protagonista.
Il tutto rimanendo sempre fedeli alla filosofia ben spiegata da Luigi Einaudi nelle sue “Prediche
inutili”, ovvero «conoscere per deliberare». Perché solo la conoscenza può innescare il pro-
cesso di rinnovamento e crescita che saranno sempre più necessari nel futuro dell’economia.
E della siderurgia.
E proprio per questo motivo, per continuare a conoscere ed interrogarsi sul futuro,
siderweb nel mese di giugno lancerà gli Stati Generali dell’Acciaio, un appuntamento
per proseguire le riflessioni iniziate con Industria e Acciaio 2030 e per affrontare con piglio nuo-
vo le sfide dell’avvenire: globalizzazione, digitalizzazione, sostenibilità.
Emanuele Morandi
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 4
L’editoriale di Giuseppe Barile
Presidente del Gruppo Componenti ANFIA e Vice Presidente di ANFIA
Nell’auto cruciale la “partita” dei materiali
I l mondo dell’auto è sottoposto a molteplici pressioni e a forti spinte verso il cambiamento.
Spinte che, spesso, sono guidate anche da esigenze di natura legislativa.
Nel 2021, si dovranno portare le emissioni di anidride carbonica da 130 g/km, che era il target
al 2015, a 95 g/km, con un calo del 27% nell’arco di sei anni.
Questo risultato non potrà essere raggiunto soltanto dalle case automobilistiche, ma ci vorrà
una collaborazione di filiera.
A partire dai primi fornitori, quelli delle materie prime. Il ruolo dei materiali, infatti, sarà sempre
più importante e le relazioni tra il nostro settore, il mondo dei tecnici e il comparto acciaio
avranno un impatto decisivo.
Per il mondo dell’auto, una delle tendenze tecnologiche per i prossimi anni andrà nella direzio-
ne di un alleggerimento dei materiali impiegati per ottenere una minori consumi ed emissioni.
Ci sarà bisogno di collaborazione e ricerca e crediamo che momenti come questo convegno
possano rappresentare un “calcio d’inizio” di un lavoro comune molto fruttuoso.
Per questo motivo abbiamo organizzato con entusiasmo, insieme a siderweb, il convegno
“Automobile: un futuro d’acciaio?”, un momento di incontro e scambio tra parti della filiera
a volte molto distanti.
Giuseppe Barile
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 5GIORGIO ELEFANTE
ASSOCIATE PARTNER PWC ITALIA | AUTOMOTIVE LEADER
IL SETTORE AUTOMOTIVE OLTRE LA CRISI, TRA
PRESSIONI REGOLATORIE E TREND DI MERCATO
“P apà, sai perché il tempo
corre?” “No”. “Per non
farsi prendere da chi si annoia
mobilità. Molta meno passione
associata al possesso del vei-
colo. Sul fronte socio-econo-
interna convincenti e conve-
nienti anche sul piano infra-
strutturale completano il pano-
e lo vuole ammazzare”. La fru- mico, i mercati emergenti han- rama su cui il settore si affaccia
sta freddura di un figlio di terza no trainato la crescita globale nel periodo post-crisi, ricercan-
elementare mi offre lo spun- della produzione automotive e do il proprio “new normal”.
to per alcune considerazioni l’hanno progressivamente de- Mentre le immatricolazioni
sul settore automotive. Già, centrata rispetto ai mercati tra- europee di autovetture sono
Tempus Fugit (come indica sul dizionali, incentrandola su siste- attualmente proiettate verso
quadrante il pendolo del non- mi culturali e valoriali diversi, nei un +5% sui volumi del 2015 (a
no). Mai come ora si sono re- quali il veicolo aveva e ha un 14,9 milioni di targhe, ovvero
gistrati, nel settore automotive “peso” e una rilevanza sociale al di sopra dei livelli del 2008,
e nel contesto di riferimento, differenti. Sul fronte dell’urba- anno impattato per più di un
cambiamenti epocali in tempi nizzazione abbiamo assistito trimestre dalla crisi), e quelle
così serrati. Sul fronte socio-de- agli ingorghi monstre verificatisi dei veicoli commerciali legge-
mografico le nuove generazio- di recente in Cina, e la corsa ai ri lasciano sperare un +8% sui
ni hanno sviluppato un rappor- ripari regolamentari divenuta volumi dell’anno scorso (a 1,9
to diverso con le autovetture, impellente a causa della quali- milioni di unità, ovvero vicino al
una volta icona della libertà tà dell’aria in megalopoli come valore del 2008), l’Italia – che
di movimento individuale, e Pechino o Shanghai. Le pertur- ha più da recuperare rispetto
mentre ripongono altrove la bazioni sul prezzo del petrolio, ad altri grandi mercati europei
fonte di gratificazione derivan- la sua scarsità prospettica e le – promette incrementi a due
te dal possesso di “cose” sono persistenti difficoltà tecniche a cifre per entrambe le catego-
più aperti alle implicazioni della trovare soluzioni alternative ad rie (vetture a +13%, ovvero 1,77
sharing economy sui servizi alla un power unit a combustione milioni di unità, e LCV a +11%,
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 6ovvero 145 mila targhe). La ri- da protagonisti nel settore, ot- specifici per prodotti differenti
levanza del settore automotive temperando alle diverse richie- (al di là della perdurante man-
per il PIL nazionale è concla- ste regolatorie in ciascuno dei canza di armonizzazione dei
mata, e la produzione di vei- mercati in cui si intende vende- regolamenti tecnici, le varianti
coli leggeri in Italia prevede di re prodotti. Mentre si discutono di alimentazione e di body sty-
crescere nel periodo 2016-2022 le pulsioni al consolidamento le guidano il moltiplicarsi degli
ad un tasso medio annuo com- nel settore, esplorando di volta investimenti), sebbene i limiti
posto dell’1,1% (come l’Unio- in volta matrimoni generalistici sfidanti alle emissioni inquinanti
ne Europea nel complesso, a e alleanze focalizzate, occor- facciano convergere gli sforzi
differenza del Nord America re rispondere al cambiamento sul contenimento dei pesi. Sfor-
che viaggerà all’1,9% e dell’Est delle preferenze dei consuma- zi di Ricerca e Sviluppo e di Svi-
Europa che crescerà all’8,1% tori su scala regionale. La Cina luppo Prodotto che si concen-
nello stesso periodo) avrà un prima rallenta e poi riprende a trano sulla scelta dei materiali,
impatto positivo sulla situazione crescere, sebbene a tassi più rispetto alla quale il ricorso agli
economica domestica. che dimezzati rispetto a quelli acciai alto-resistenziali e alle
Un orizzonte temporale lungo, precedenti, mentre l’America leghe alternative deve trovare
quale quello tratteggiato sopra Latina dovrebbe progressiva- un equilibrio che contemperi le
secondo le previsioni di PwC Au- mente riaversi dallo shock. Il esigenze di resistenza e quelle
tomotive Institute e Autofacts, persistere dell’attuale livello di leggerezza.
si scontra con la flessibilità stra- di prezzi del petrolio e conse- La produzione automotive cre-
tegica necessaria ai costruttori guentemente del carburante sce e continuerà a crescere,
e alle loro supply chain per mo- ha riportato il Nord America assorbendo materiali più leg-
dificare la traiettoria in modo sui suoi passi, assecondando il geri e dalle caratteristiche tec-
tattico, mentre si eseguono le principio secondo il quale “big- niche più sofisticate. Tempus
strategie di fondo incentrate ger is better”: light truck e SUV Fugit, epitaffio per i “vecchi”.
sui grandi trend tecnologici e tornano a primeggiare, facen-
di mercato. E con l’esigenza, do sfumare il cambiamento (“Vecchio chiamerò chi
pure questa conclamata, di verso veicoli di dimensioni più risponde a problemi nuovi con
ottenere economie di scala paragonabili a quelle europee. pensieri e soluzioni vecchie”
per potersi permettere gli in- Il che ha implicazioni non irrile- C. Popper).
vestimenti necessari a giocare vanti: occorrono investimenti
Giorgio Elefante
Giorgio Elefante è Automotive Leader di PwC Italy. Segue direttamente il PwC Automotive Institute
e le analisi e previsioni elaborate dal team italiano di PwC Autofacts. In PwC dal 2002, ha maturato
nel corso di oltre vent’anni considerevoli esperienze professionali, servendo operatori a vario titolo
coinvolti nella catena del valore del settore automotive: dai costruttori ai fornitori di componenti e
ricambi, dai dealer agli importatori, dalle autorità regolatorie alle istituzioni finanziarie più esposte
alle dinamiche di settore, fino alle diverse associazioni settoriali di categoria (di costruttori, compo-
nentisti e distributori, in Italia e in Europa). Il suo impegno professionale ha riguardato primariamente
la sfera della governance, delle scelte strategiche e della pianificazione del business, degli assetti
organizzativi, della gestione del cambiamento e delle operazioni di finanza straordinaria.
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 7FABIO D’AIUTO
CRF – GLOBAL MATERIALS LABS - METALS DEPARTMENT MANAGER
MATERIALI E SOLUZIONI INNOVATIVE
PER COMPONENTI AUTOMOBILISTICI
Abstracts dei fornitori. Mostreremo le princi- crolegato, e stampato a caldo
pali attivià di calcolo e di testing presso l’impiato di Cassino.
Le ricerche sull’alleggerimento condotte nel dipartimento di ri- > Tubo saldato, in TWIP1000 a
dei veicoli diventano ogni giorno cerca e sviluppo di FCA, orienta- spessore variabile. Apllicazione
più impegnative; nuovi materiali te verso due diverse applicazioni Terza linea di carico.
e nuove tecnologie, in tale con- e processi: Le sopracitate soluzioni innovati-
testo, giocano un ruolo di fonda- > Tailored Welded Blank stam- ve sono state introdotte durante
mentale importanza, e i produt- pato a caldo e con rinforzo. Lon- la produzione dell’ultimo modello
tori di auto necessitano di una gherone posteriore (acciaio al Jeep Renegade, con un’impor-
crescita di competenze da parte Boro) saldato con un acciaio mi- tante riduzione di pesi e di costi.
Background tivo di ridurre i pesi incrementan- tati due aspetti rilevanti negli
do la resitenza dei componenti. ultimi due anni, a causa delle
D a 15 anni a questa parte, i
produttori di autoveicoli hanno
L’alleggerimento della vettura è
di primaria importanza per l’im-
patto sul consumo di carburan-
severe norme vigenti che pre-
vedono limitazioni più restritti-
ve negli anni successivi. Il peso
iniziato ad utilizzare acciai al- te e quindi sulle spese relative ai di un veicolo commerciale ha
to-resistenziali (AHSS Advanced veicoli commerciali. Il consumo ricadute pesanti sul costo del
High Strength Steel) per applica- di carburante e di conseguenza mantenimento della vettura da
zioni body in white, con l’obbiet- l’emissione di CO2 sono diven- parte dell’utente (più peso vuol
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 8dire più denaro per ogni viag- caldo); dati gli ottimi risultati ot- introdurre l’alluminio per ap-
gio) quindi per tale categoria è tenuti, l’impiego di tale materia- plicazioni BIW (parti destina-
presente un fattore moltiplica- le è stato esteso e incrementato te all’assorbimento di energia
tivo. Anche le prestazioni sono nei successivi miodelli. nell’urto frontale) ottenendo le
direttamente collegate al peso L’utilizzo di acciaio al Boro per 5 stelle EU-NCAP. L’alluminio è
totale; le fasi di accelerazione e applicazioni BIW (Body in White) tre volte più leggero dell’accia-
decelerazione sono più efficaci ad oggi è molto diffuso e rap- io, ma il suo costo è anche tre
se il peso è minore. In termini di presenta il 20% del materiale volte superiore e raggiunge le
sicurezza, le prove Euro-NCAP usato in un veicolo (le previsioni migliori prestazioni come estru-
hanno incrementato le richie- di alcuni car maker prevedono so o colato. Le caratteristiche
ste sulle prestazioni di sicurezza un incremento di tale valore). dell’alluminio variano in base
passiva dei componenti, con La resistenza media degli acciai alla composizione chimica e il
l’obiettivo di ridurre l’entità dei prodotti è stata incrementata trattamento termico, per tale
danni per il passeggero durante sempre di più, portando, negli motivo è indispensabile specifi-
un evento di crash. Ad oggi, per ultimi anni, alla produzione e im- care a disegno sia la lega che il
i nuovi modelli, le 5 stelle sono piego dei cosìddetti acciai ultra trattamento termico subito dal-
un obiettivo fondamentale da alto resistenziali (UHSS, Ultra High la stessa, per individuare univo-
raggiungere. A partire dal mo- Strength Steel) nei più recenti camente il materiale.
dello Fiat Grande Punto, il nostro modelli. Con acciai UHSS si inten-
gruppo ha cambiato direzione dono tutti quegli acciai con una Innovative Cost Effective Solutions
in termini dell’utilizzo di AHSS, ri- resistenza allo snervamento su-
cevendo per la prima volta le periore ad 1 GPa, ottenuta gra- Nel tentativo di ottenere il mi-
5 stelle in merito all’Euro-NCAP zie ad una struttura complessa glior compromesso tra costi e
test. Tale risultato è stato ottenu- costituita da opportune percen- prestazioni, per l’alluminio sono
to senza stampati a caldo (PHS, tuali volumetriche di martensite, molto importanti la geometria
Press Hardening Steel), ma molti bainite ed austenite residua. e la saldatura, che si presen-
componenti sono stati realizzati È riconusciuto che l’accaio ta molto più complessa. Nella
con acciai alto resistenziali e per rappresenta un materiale di figura della pagina seguente
la prima volta è stato impiegato estrema importanza per le ap- mostriamo l’evoluzione dei ma-
l’acciaio TRIP (Transformed In- plicazioni BIW, in quanto otti- teriali per applicazioni BIW, dalla
duced Plasticity). Fiat Bravo rap- mo compromesso tra costo e prima applicazione di AHSS fino
presenta il primo modello con prestazioni, ma sfortunatamen- ad un modello con l’uso di allu-
l’impiego dell’acciaio al Boro, te non è una lega leggera. In- minio.
materiale utilizzato per la realiz- fatti, a partire dall’Alfa Romeo
zazione del B Pillar (stampato a Giulietta, abbiamo inziato ad
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 9Fig. 1 - Evoluzione dei materiali da Fiat Grande Punto (2005) a Jeep Renegade (2015)
Sfortunatamente la resistenza acciai HSS (High strength steel) (brevetto in corso). Questa rap-
meccanica dell’alluminio non è e la formabilità più elevata a presenta una delle più recenti
così elevata se paragonata agli più alta temperatura. Con tali solouzioni innovative e, a nostro
acciai AHSS, per tale ragione propositi è nata la tecnologia parere, costituisce ad oggi il mi-
abbiamo deciso di investigare Tailored Welded Blank. Si trat- glior compromesso per i com-
nuove tecnologie per combi- ta di acciaio al Boro, acciaio ponenti in acciaio.
nare la resistenza di tali acciai microlegato, stampato a cal- Grazie all’elevata resistenza
con la maggiore duttilità degli do con rinforzo supplementare e l’inteligente progettazione,
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 10abbiamo sfruttato la resistenza sporto e saldatura. Quindi anche figura seguente mostra entram-
dell’acciaio rimuovendo qual- se il costo della materia prima bi i componenti, prima e dopo la
che componente di rinforzo, risulta superiore rispetto a quel- soluzione tailored welded blank;
semplificando quindi la struttura. lo del componente monolitico, è evidente il differente numero
Meno componenti implicano considerando l’intero processo di componenti impiegati (ogni
meno costi in termini di materia- di produzione, la soluzione inno- colore rappresenta un diverso
li, processo di stampaggio, tra- vativa risulta più economica. La componente).
Fig. 2 - Tailored welded blank stampato a caldo (patent pending)
Dopo il successo ottenuto con nostante tutto il tailored welded che (1Gpa di resistenza mecca-
tale soluzione, ci siamo spostati blank ha costituito un cambio nica e 50% di allungamento a
ad un’altra applicazione: terza di visione. Abbiamo progettato rottura), combinato con la tec-
linea di carico. Inizialmente era un’applicazione tubulare per nologia tailored welded per dif-
in acciaio HSS, successivamen- incrementare la rigidezza del ferenziare le caratteristiche del
te abbiamo utilizzato l’alluminio componente riducendo la se- componente tra la parte fron-
(applicazione su Alfa Romeo zione e lo spessore del materia- tale, in cui è richiesto un eleva-
Giulietta), ottenendo le stesse le. Per tale applicazione è stato to assorbimento di energia, e la
performance, ma con un’im- utilizzato il TWIP per sfruttarne le parte posteriore, nella quale non
portante riduzione di peso, no- eccelenti proprietà meccani- vogliamo deformazioni.
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 11Conclusions al mondo fu utilizzato nel 2011 ded è usata la saldatura laser.
per la traversa crash della Nuo- Il componente dopo saldatura
Questa rappresenta la prima ap- va Panda. Nella Nuova Panda il viene deformato e alcune boc-
plicazione a livello mondiale di TWIP è saldato ad arco, usando cole vengono aggiunte tramite
tubo in TWIP tailored welded. Inol- uno specifico filo di saldatura e saldatura con una differente tec-
tre costituisce la nostra seconda opportuni parametri per un buon nologia. Nella figura seguente
applicazione dell’acciaio TWIP su risultato finale, invece nell’appli- viene mostrato il componente in
vettura, in quanto la prima volta cazione del tubo tailored wel- questione.
Fig. 3 - Twip Tailored welded tube
Per le produzioni di massa que- 500L. Il costo e le performance di cessitano di dettagli unici volti a
ste costituiscono le più recenti tali auto, giustificano e permet- soddisfare le diverse richieste dei
importanti innovazioni; abbia- tono un importante impiego del- clienti. Per tali ragioni non esiste
mo anche altre evoluzioni per le leghe leggere. un materiale universalmente va-
altri segmenti, come per i veicoli Per autoveicoli speciali, vengono lido e corretto per tutte le appli-
premium, in cui è molto diffuso usati anche altri materiali, come cazioni, ma ogni impiego richie-
l’impiego di alluminio. Sono pre- ad esempio i materiali compositi de una specifica valutazione del
senti componenti in alluminio in fibra di carbonio, impiegati su materiale più adatto.
stampati, estrusi e colati, la cui Alfa Romeo 4C, grazie al piccolo
progettazione è molto diversa volume di produzione e le estre-
dai componenti in acciaio. Im- me prestazioni richieste.
pieghiamo leghe di alluminio Per finire, nelle produzioni di mas-
da getto per l’ossatura porta di sa produciamo con l’obiettivo di
Maserati Ghibli & Quattroporte ottenere il miglior compromes-
e per i duomi sospensione, inve- so tra costi e performance, per
ce leghe da stampaggio per la le applicazioni premium perse-
pannellatura esterna delle porte guiamo qualità e prestazioni,
e il sistema di crash frontale della invece le edizioni speciali ne-
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 12Fabio D’Aiuto
Fabio D’Aiuto è laureato in Ingegneria Meccanica al Politecnico di Torino. Nel 2007 ha conseguito
il dottorato di ricerca in Ingegneria Metallurgica. Nell’ottobre 2007 inizia la collaborazione con FIAT,
entrando nella divisione Ingegneria dei Materiali della casa automobilistica. Qui si occupa, tra le
altre attività, di supporto nello sviluppo di nuovi componenti, dell’omologazione degli acciai e del-
la procedura di testing dei metalli. A maggio 2014 diviene direttore del Dipartimento dei Materiali
Metallici di CRF (Centro Ricerche FIAT). Il dipartimento supporta il Gruppo FCA, CNHi e Magneti
Marelli nelle attività di ricerca strategica, innovazione, sviluppo componenti, industrializzazione e
post-vendita.
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 13CARLO MAPELLI
DOCENTE POLITECNICO DI MILANO
SVILUPPI DEGLI ACCIAI PER LE AUTOMOBILI
Il mercato dell’auto non ma-
nifesta crescite sostenute solo
veicoli più moderni ed avanzati
e quindi essere forti sul mercato
europeo significa guadagnare
che vengono utilizzati, in quanto
le richieste maggiori si registrano
nel settore degli acciai da bo-
nelle economie emergenti, ma anni di vantaggio tecnologico nifica, da cementazione e da
ultimamente si caratterizza per rispetto a concorrenti presenti nitrurazione, in particolare per la
una ripresa anche negli USA e solo su altri mercati. Il trasporto costruzione di alberi, ingranaggi
nell’Unione Europea. Quest’ul- continua ad essere uno dei set- e viti. Pur all’interno di tipologie di
tima conta un bacino di utenti tori di maggiore interesse nelle acciaio consolidate, negli ultimi
pari a circa 510 milioni di perso- politiche dell’Unione Europea, quindici anni si è assistito:
ne, che sviluppano un prodot- come testimonia il programma - al crescente utilizzo di microal-
to interno lordo di circa 13G€ e (EGVI-European Green Vehicles liganti (Ti, Nb,V, Al), per affinare
consumano acciaio per 310kg/ Initiative). L’acciaio è il materiale i grani dell’acciaio ed ottenere
anno pro capite; i veicoli circo- più utilizzato nella costruzione dei quindi materiali caratterizzati da
lanti sono 260 milioni (compresi veicoli e questo comporta una maggiori resistenze e tenacità;
i veicoli commerciali) e sul terri- forte connessione fra l’industria - alla progressiva sostituzione del
torio europeo si producono 18 siderurgica e quella dei trasporti. nickel con il boro, soprattutto ne-
milioni di veicoli ogni anno. An- Non vi può essere evoluzione gli acciai utilizzati per tiranteria e
che se in termini quantitativi al- nei veicoli se non si verifica un bulloneria. Infatti, il boro (in con-
tre aree geografiche appaiono corrispondente avanzamento centrazioni tra 15ppm e 30ppm)
più promettenti, anche solo per nell’offerta di acciaio. L’industria è in grado di conferire un’eleva-
mere ragioni demografiche (es. automobilistica compendia al ta temprabilità agli acciai spe-
Asia e Africa), partecipare al proprio interno le due principa- ciali da costruzione, ma il suo
processo di realizzazione di vei- li classi dei prodotti siderurgici: utilizzo rispetto al nickel appare
coli stradali adatti al mercato i piani ed i lunghi. Per quanto ri- assai più vantaggioso in termini
europeo è un’attività strategica guarda questi ultimi, la selezioni di competitività economica. La
per aggredire i mercati esteri, per di produttori in grado di garantire produzione di acciai al nickel è
una semplice ragione: in Europa, qualità elevate è sempre viva, relativamente semplice, mentre
in USA e in Giappone si conti- ma non si registra una forte va- la produzione di acciai al boro
nuano a progettare e costruire i riazione nelle tipologie di acciai comporta una maggiore perizia
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 14in termini di competenza nella garantiscono l’alleggerimento tendenze si stanno combinando
gestione del processo siderur- delle masse dei veicoli, mentre con un nuovo aspetto che ten-
gico e questo ha comportato buone attitudini alla deformazio- de ad esasperarle: la crescente
un’attenta selezione e qualifica ne consentono di ottenere for- specializzazione richiesta dall’in-
dei fornitori. In termini qualitativi me complesse ed aumentano la dustria dei trasporti per la realizza-
le case automobilistiche ed i bul- sicurezza delle persone, grazie al zione di un singolo componente,
lonieri gradiscono quegli acciai migliore assorbimento di energia che deve rispondere a precise
al boro che, oltre a consentire in caso di urto. Un’altra importan- proprietà meccaniche. Azioni di
aumenti delle proprietà resisten- te linea di sviluppo non riguarda questo tipo imporranno un cre-
ziali, garantiscano anche un va- solo le proprietà meccaniche di scente coinvolgimento del pro-
riazione graduale del profilo del- resistenza e di formabilità plasti- duttore di acciaio nel processo
la durezza tra la superficie ed il ca, ma l’incremento della resi- di progettazione e richiederan-
cuore del componente, poiché stenza alla corrosione; a questo no un ruolo non passivo da parte
tale situazione corrisponde ad un riguardo l’attenzione degli ope- delle imprese siderurgiche; vin-
comportamento meccanico più ratori si è focalizzata sempre più cerà chi sarà in grado di intera-
omogeneo, ad inferiori tensioni verso l’adozione di processi di gire con i produttori non solo per
residue e quindi ad una migliore rivestimento a caldo mediante rispettare i capitolati o far fronte
affidabilità meccanica. leghe di zinco ed alluminio (gal- alle contestazioni, ma chi saprà
Al contrario, nel settore dei pro- vannealing). Gli acciai rivestiti a affiancare i progettisti ed i tec-
dotti piani si sta consolidando una caldo stanno ormai soppiantan- nologi coinvolti nella costruzione
tendenza verso cambiamenti do l’utilizzo di acciai elettrorive- dei mezzi di trasporto. Assicurare
più radicali verso lo sviluppo dei stiti, poiché l’adesione e la qua- la contemporanea presenza di
cosiddetti AHSSs (Advanced lità superficiale dei rivestimenti a elevata resistenza ed alta defor-
High Strength Steels), in grado caldo hanno raggiunto quella mabilità non è un obiettivo ba-
di garantire elevate resistenze e dei sistemi elettrochimici e questi nale, in quanto è risaputo che al
significative attitudini alla defor- ultimi sono caratterizzati da mag- crescere della prima la seconda
mazione. Le elevate resistenze giori impatti ambientali. Queste tende a diminuire e viceversa.
Figura 1. Relazione tra carico di resistenza ed allungamento tipici delle principali classi di acciaio
utilizzate nell’industria dell’automobile e dei veicoli commerciali.
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 15Gli acciai più utilizzati nel setto- disciolti nella matrice metallica. combinare l’elevata resistenza re automobilistico sono gli AK Oltre all’alluminio in questi acciai della martensite con la duttilità (aluminium Killed), IF (Interstitial si aggiunge anche il titanio e a e la capacità di deformarsi del- Free) /IF-HS (Interstitial Free High volte il niobio per liberare la ma- la ferrite. La produzione di questi Strength) HSLA (High Strength trice metallica dalla presenza di tipi di acciai necessita di un pro- Low Alloyed), gli acciai BH (Bake carbonio ed azoto. cesso con una messa a punto Hardening) ed i DP (Dual Phase). Gli acciai BH (Bake Hardenable ottimale dei parametri di tratta- Gli acciai AK_Aluminium Killed Steels) garantiscono carichi mento termico, per centrare le steels garantiscono una resi- di frattura compresi tra 180 e caratteristiche di resistenza e de- stenza massima alla frattura pari 360MPa. Come negli acciai formabilità richieste. Vengono a 270MPa e sono destinati ad HSLA il processo di rafforzamen- alligati con uno stretto controllo operazioni di stampaggio, in cui to è affidato alla formazione di delle concentrazioni di C, Mn, Si, l’alligazione con alluminio non composti ceramici, che si for- Cr e Mo. Presentano una defor- solo serve per disossidare l’ac- mano durante un processo di mazione plastica omogenea ed ciaio, ma anche per formare dei invecchiamento stimolato dal anche proprietà di bake harde- composti di nitruro di alluminio riscaldamento dell’acciaio. At- nability, ossia di un rafforzamen- di dimensione nanometrica. La tualmente, se ne fa largo impie- to tipico degli acciai BH, poiché precipitazione di questi compo- go nell’industria automobilistica, se riscaldati a basse temperatu- sti ceramici, associata a tratta- dove la formazione dei car- re (da 170°C a 210°C) sono inte- menti termici di ricottura statici o bo-nitruri è stimolata dal riscal- ressati da fenomeni di precipita- in continuo serve ad ottenere dei damento a cui l’acciaio viene zione dei carburi. Gli acciai DP grani orientati in modo opportu- sottoposto durante i processi di caratterizzati da carboni equi- no a garantire uno stampaggio verniciatura. L’abilità nella pro- valenti non elevati (Ceq
to del grano e mediante la la- mentale, che è tranquillamente tempra di questi acciai (Figu-
minazione termo-meccanica, assolto dagli acciai AK/IF/HSLA, ra 2) è arrestato intorno a 230-
ossia ad una laminazione finale ma che può divenire più critico 250°C, l’acciaio viene stabilizza-
a caldo inferiore a 950°C. L’uti- all’aumentare della concentra- to a questa temperatura e poi
lizzo di questi acciai in luogo dei zione di elementi in lega come nuovamente riscaldato tra 340
Dual Phase è dovuto alle ottime nel caso dei Dual Phase di mag- e 380°C in modo che l’austenite
proprietà resistenziali che si pos- giore resistenza (gli acciai HSLA che non si è ancora trasforma-
sono ottenere in presenza di una sono descritti nella normativa EN ta in martensite non si decom-
concentrazione assai bassa di 10142-2:1995 e in ASTM A 1011 ponga e venga stabilizzata. In
carbonio e di altri elementi alli- ed ASTM A 1008). questo modo si associano le
ganti e questa condizione per- Infine, gli acciai martensitici QP proprietà di durezza della mar-
mette di realizzare giunti saldati (Quench & Partitioned) potreb- tensite con la deformabilità e te-
particolarmente affidabili, in bero in futuro riservare interes- nacità tipiche dell’austenite. Gli
quanto si possono raggiunge- santi sviluppi sia nel settore dei acciai QP vengono alligati sino
re valori di carbonio equivalenti prodotti lunghi sia in quello dei al 1.5% di silicio per evitare la for-
inferiori a 0.25%. Non va dimenti- prodotti piani. Tali acciai sono mazione di carburi, che potreb-
cato che nella fornitura di com- temprati senza che si formi una bero infragilire l’acciaio.
ponenti automobilistici la facilità microstruttura completamente (Figura 2).
di assemblaggio per saldatura martensitica. Infatti, il processo
può costituire un aspetto fonda- di raffreddamento tipico della
Figura 2. Ciclo termico tipico degli acciai martensitici QP (Quenched & Partitioned)
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 17L’utilizzo degli acciai presentati poveri. Indubbiamente la stam- tecnologie di formatura basate
è da mettere in relazione con le pa 3D consente di concretizzare sulla deformazione plastica, ma
tecnologie che possono essere il concetto del near net shape piuttosto può rappresentare una
impiegate per la loro lavorazio- manufacture, ossia la produzio- tecnologia concorrente alla mi-
ne. Vale la pena capire se la ne di componenti caratterizzati crofusione o alla pressofusione,
stampa 3D, tanto pubblicizzata dalla forma finale a seguito del ma anche in questo caso non è
negli ultimi tempi e nota anche processo di solidificazione. D’al- detto che risulti essere la tecno-
con la denominazione inglese tra parte, proprio lì si pone uno logia vincente. Infatti, le presta-
di Additive Manufacturing, pos- dei maggiori problemi a livello di zioni della stampa 3D per la re-
sa risultare una tecnologia se- affidabilità micro-strutturale, poi- alizzazione di manufatti in leghe
riamente competitiva nel breve ché le strutture di solidificazione metalliche ed in acciaio andran-
medio termine rispetto alle tec- sono frequentemente affette no confrontate attentamente in
nologie più tipiche e consolidate da problemi di eccessiva fragili- termini di costi complessivi e di
per la lavorazione degli acciai, tà. Per tale ragione, non appa- produttività rispetto alle tecnolo-
quali la fucinatura a caldo, la re del tutto credibile che questa gie di fonderia tradizionali.
formatura a freddo, la trancia- tecnologia possa in tempi brevi
tura fine o la sinterizzazione delle soppiantare su ampia scala le
Carlo Mapelli
Carlo Mapelli, nato nel 1973, si è laureato in Ingegneria dei Materiali al Politecnico di Milano e ha
conseguito il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Metallurgica al Politecnico di Torino. Dal 2010 è
Professore Ordinario presso la sezione Materiali del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di
Milano e dal 2012 è responsabile della sezione Materiali per Applicazioni Meccaniche presso il me-
desimo dipartimento. Dal 2012 al 2014 è stato consulente tecnico di Ilva per l’applicazione dell’AIA
e per l’adozione di nuove soluzioni tecniche. É stato eletto presidente dell’Associazione Italiana
di Metallurgia per il biennio 2014-2016. Attualmente svolge attività di ricerca con importanti realtà
industriali: Acciaierie Bertoli Safau, Atb Riva Calzoni, Danieli, Ferriera Valsabbia, Fonderia FGS, Fon-
dinox, Gruppo Arvedi, Gruppo Pittini, Ilva, Leali Steel, Marcegaglia, MM Forgings e Riva Acciaio.
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 18GIANFRANCO TOSINI
RESPONSABILE UFFICIO STUDI siderweb
ANALISI STRATEGICA DELL’OFFERTA DI ACCIAIO ITALIANO
L ’automotive è il secondo set-
tore utilizzatore di acciaio nell’U-
to al picco di sempre raggiunto
nel 1989. Questo gap è stato solo
in parte colmato nel 2015, con
denza dell’automotive sul totale
delle vendite è appena del 10%
contro una percentuale me-
nione Europea, con una quota una produzione che pur supe- diamente del 30% dei principali
del 18%, significativamente su- rando il milione di autoveicoli è competitor esteri; la quota degli
periore alla quata globale pari ancora lontana dal record stori- acciai speciali (in particolare gli
a circa il 14%. E’ il settore che, co del 1989 (-54,3%). alto resistenziali) sul totale è mar-
dopo la crisi economica, ha re- La riduzione della produzione ginale rispetto a quella dei con-
gistrato le migliori performance di autoveicoli ha provocato correnti stranieri. Conseguente-
dal punto di vista di livelli produt- una contrazione della doman- mente le importazioni nette di
tivi nell’UE, con una crescita del da di acciaio del 23,3% rispet- laminati piani sono molto consi-
6% nel 2015 rispetto al 2007, infe- to al 2007, che ha riguardato stenti: nel 2015 hanno raggiunto
riore a quella degli altri mezzi di sia i laminati piani che i laminati quasi sei milioni di tonnellate di
trasporto (14,8%), ma superiore lunghi. L’offerta di acciaio per il cui circa un quarto destinate al
a quella degli altri settori utilizza- settore automotive da parte dei settore automotive.
tori (meccanica -10,4%, prodotti produttori italiani risulta inferiore Le prospettive future dell’auto-
in metallo -15,3%, produzione di alla domanda, soprattutto per motive avranno rilevanti riper-
tubi -28,3%, apparecchi domesti- quanto riguarda i laminati piani. cussioni sull’industria siderurgica.
ci -34,4%). Relativamente ai laminati lunghi, L’alleggerimento del peso degli
Nello stesso periodo in Italia l’au- le imprese siderurgiche nazionali autoveicoli comporterà una so-
tomotive ha avuto un andamen- accusano un gap nel comparto stituzione e utilizzo combinato
to molto più negativo, con una degli acciai speciali, in partico- dell’acciaio con altri materiali
diminuzione della produzione di lare quello della vergella. Le im- (alluminio, magnesio, polimeri
autoveicoli di circa il 25% rispet- portazioni nette di vergella in ac- compositi, ecc). Gli acciai tradi-
to al 2007. Ciò ha relegato l’Italia ciai legati ammontano a circa zionali verranno sostituiti con gli
all’ultimo posto tra i primi 20 paesi mezzo milione di tonnellate. Per acciai altoresistenziali di prima
produttori mondiali di autoveico- quanto riguarda invece i lamina- generazione (AHSS-Advanced
li, con una contrazione di 1,5 mi- ti piani, i gap sono sia in termini High Strenght Steel) e con gli ac-
lioni di autoveicoli prodotti rispet- quantitativi che qualitativi: l’inci- ciai ultra altoresistenziali di nuova
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 19generazione (UHSS- Ultra Hugh autoveicoli rispetto al 2005. Alcu- e la parziale sostituzione dell’ac-
Strenght Steel e nTWIP- Twinning ni produttori di acciaio sono in ciaio con altri materiali compen-
Induced Plasticity). Il peso degli collegamento con agenziae go- seranno l’aumento del numero
acciai sul totale dei materiali uti- vernative che cercano di incen- di autoveicoli prodotti. Gli acciai
lizzati per la produzione di auto- tivare l’utilizzo degli acciai altore- altoresistenziali di nuova genera-
veicoli leggeri è destinato quindi sistenziali. Per esempio, Severstal zione consentiranno di ottene-
a scendere dall’attuale 65% al ha ricevuto un finnaziamento di re margini più alti alle acciaierie
50% nel 2030. La quota degli ac- 730 milioni di dollari dal Diparti- che saranno in grado di produrli.
ciai oltoresistenziali e ultra altore- mento dell’Energia degli USA per L’Ebitda ottenibile dalla produ-
sistenziali sul totale degli acciai sostenere la produzione di acciai zione di queste qualità di acciaio
utilizati passerà dal 23% al 60%. altoresistenziali per l’industria au- è infatti nettamente superiore a
Nissan prevede di aumentare tomobilistica statunitense. quello degli acciai tradizionali, in
l’uso di acciai altoresistenziali nel- Questi acciai offrono infatti un ot- alcuni casi anche il doppio. Inol-
la produzione di autoveicoli del timo equilibrio tra costo, peso e tre, anche solo un aumento rela-
25% entro il 2017, coerentemen- resistenza dei materiali impiegati tivamente modesto della quota
te con il proprio “Green Program nella produzione di autoveico- di utilizzo di questi nuovi acciai
2016” che si propone di ridurre li. La domanda di laminati piani altoresistenziali ridurrebbe di oltre
del 35% il consumo di carburan- rimarrà stabile in quanto la ridu- 100 milioni di tonnellate il consu-
te su tutta la propria gamma di zione del peso degli autoveicoli mo di acciaio nel 2030.
Oltre il 60% del peso è costituito dal telaio e dalla scocca
Fonte: www.outokumpu.com
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 20L’evoluzione dell’industria auto- America da parte di ArcelorMit- di autoveicoli, attraverso accor-
mobilistica avrà conseguenze tal e Nippon Steel & Sumitomo di sia con loro (vedi gli accordi
anche sulle scelte strategiche Metal, che ha come obiettivo di di Nissan con Kobe Steel e Nip-
delle imprese siderurgiche. Au- accrescere la quota di merca- pon Steel & Sumitomo Metal)
menteranno gli accordi di col- to nel settore automotive statu- che con i componentisti di primo
laborazione fra di esse (vedi il re- nitense. La produzione di nuovi e secondo livello. Ciò indurrà le
cente accordo fra Arcelormittal tipi di acciaio ad alte prestazioni principali imprese siderurgiche
e Voestalpine per la produzione richiederà consistenti investimen- dei paesi sviluppati a creare uni-
di una nuova gamma di acciai ti in R&S, per cui la conoscenza tà produttive nei paesi emergen-
zincati altoresistenziali stampati a dei processi produttivi degli uti- ti o a stipulare accordi produtti-
caldo per l’automotive) e con i lizzatori da parte di produttori di vi o distributivi con operatori di
produttori di autoveicoli sia per acciaio sarà fondamentale per questi paesi (vedi l’accordo tra
garantirsi adeguate quote di raggiungere adeguati livelli pro- la giapponese Kobe Steel e la ci-
mercato nelle diverse aree mon- duttivi, avere il controllo dei costi nese Angang Steel per produrre
diali, sia per trovare e sfruttare al e ottenere quindi soddisfacenti in Cina lamiere a freddo altoresi-
meglio le sinergie con i grandi livelli di redditività. I produttori di strenziali).
utilizzatori di acciaio innovativi. acciaio dovranno quindi inte-
In questa logica si inquadra l’ac- grarsi in modo più proattivo nella
quisizione di ThyssenKrupp Steel catena di fornitura dei produttori
Gianfranco Tosini
Classe 1949, si è laureato in Economia e Commercio all’Università di Parma ed ha conseguito la
specializzazione in Economia del Territorio all’Università di Ginevra (Svizzera). É stato capo ripartizio-
ne dell’area Studi e Pianificazione della Provincia di Brescia ed è poi passato alla Banca San Paolo
dove per oltre vent’anni ha lavorato prima come ricercatore all’Ufficio Studi poi come responsabile
dell’area Studi, Pianificazione e Controllo di gestione. Nel 1999 è passato all’Associazione Industriale
Bresciana con l’incarico di responsabile del settore Economia e Centro Studi. Dal 2010 è responsa-
bile dell’Ufficio Studi siderweb.
AUTOMOBILE: UN FUTURO D’ACCIAIO? © siderweb - aprile 2016 21CONFERENCE&EXHIBITION
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MILAN
THE INTERNATIONAL EVENT FOR TO THE STEEL INDUSTRY
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THREE DAYS OF BUSINESS AND CONFERENCES IN A MADE IN ITALY STYLE
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