DD149379A5

DD149379A5 - METHOD FOR PRODUCING ROLLED STEEL PRODUCTS

Info

Publication number: DD149379A5
Application number: DD21932680A
Authority: DD
Inventors: Marios Economopoulos
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1979-02-28
Filing date: 1980-02-28
Publication date: 1981-07-08
Also published as: CH639135A5

Abstract

Die Erfindung eignet sich in der Stahlindustrie zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen mit einer Streckgrenze zwischen 250 u. 500 MPa. Waehrend d. Ziel d. Erfindung in d. Schaffung eines wirtschaftlichen Weges zur Erzielung derartiger Eigenschaftswerte besteht, wird die Aufgabe darin gesehen, hierbei sowohl aufwendige Legierungselemente als auch einen erhoehten Kaeltebehandlungsaufwand zu vermeiden. Diese Aufgabenstellung wird dadurch geloest, dasz von der Austenitisierungstemperatur ausgehend ein Walzstahlprodukt mit 0,20 bis 0,40% C, 0,30 bis 0,70% Mn und 0,10 bis 0,30% Si einer intensiven Kuehlbehandlung mittels eines entsprechenden Mediums unterzogen wird dergestalt, dasz eine martensitische bzw. bainitische Abschreckung der Randzone des gesamten Produkts oder eines Teils desselben bewirkt wird, waehrend der nichtabgeschreckte Teil des Walzstahlerzeugnisses unter einer so ausreichend hohen Temperatur verbleibt, dasz anschlieszend eine Verguetung der Martensit- bzw. Bainit-Randzone erfolgen kann. Von besonderem Vorteil ist die intensive Abkuehlung des Walzproduktes nach seinem AustrittThe invention is suitable in the steel industry for the production of rolled steel products with a yield strength between 250 u. 500 MPa. During d. Goal d. Invention in d. Creation of an economic way to achieve such property values, the object is seen in this case to avoid both complex alloying elements and an increased Kaeltebehandlungsaufwand. This object is achieved by starting from the austenitizing temperature a rolled steel product with 0.20 to 0.40% C, 0.30 to 0.70% Mn and 0.10 to 0.30% Si of an intensive cooling treatment by means of an appropriate medium is subjected to a martensitic or bainitic quenching of the edge zone of the entire product or a part thereof is effected, while the non-quenched part of the rolled steel product remains under a sufficiently high temperature, followed by a compensation of the martensite or bainite edge zone can. Of particular advantage is the intensive cooling of the rolled product after its exit

Description

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Verfahren zur Herstellung von WalzstahlerzeugnissenProcess for the production of rolled steel products

Anwendungsgebiet der Erfindung 'Field of application of the invention

Die Erfindung ist in der Stahlindustrie und zwar bei der Herstellung von Walzstahlerzeugnissen, anwendbar. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen, deren Streckgrenze zwischen 250 und 500 MPa liegt, so zum Beispiel von Bewehrungsstählen, Walzdraht, Rund- oder sonstigen Stäben, Profilen in Form eines Flachstahls oder mehrere miteinander verbundener Flachstähle, Platinen und sogar Blechen.The invention is applicable to the steel industry in the manufacture of rolled steel products. It relates to a process for the production of rolled steel products, the yield strength of which is between 250 and 500 MPa, such as reinforcing bars, wire rod, round or other bars, profiles in the form of flat steel or several interconnected flat steels, blanks and even sheets.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur Erzielung einer möglichst hohen Streckgrenze sowie einer für den vorgesehenen Verwendungszweck ausreichend hohen Dauerfestigkeit, Verformbarkeit, Schweißbarkeit und Ziehfähigkeit bedarf es entweder einer Behandlung durch eine Ausscheidungshärtung mit Zusatz ergänzender Legierungseiemente oder einer Zeihbehandlung, beispielsweise durch Kaltziehen oder durch Kaltverwinden. Beide Möglichkeiten verursachen erhebliche Kosten.To achieve the highest possible yield strength and a sufficiently high for the intended use fatigue strength, ductility, weldability and drawability requires either a treatment by a precipitation hardening with the addition of complementary alloy elements or a Zeihbehandlung, for example by cold drawing or cold twisting. Both possibilities cause considerable costs.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines wirtschaftlicheren Weges zur Erzielung der genannten Eigenschaftswerte. Dabei soll durch eine der jeweiligen Stahlzusammensetzunq anqepaßte Wärmebehandlung ein geeignetes Gefüge gebildet werden.The aim of the invention is to provide a more economical way of achieving the said property values. In this case, a suitable microstructure is to be formed by a heat treatment adapted to the respective steel composition.

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Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren zur Her-Stellung von Walzstahlerzeugnissen mit einer Streckgrenze im Bereich zwischen 250 und 500 MPa zu schaffen, wobei sowohl aufwendige Legierungselemente für die Ausscheidungshärtung als auch ein erhöhter Warm- und Kaltbehandlungsaufwand vermieden werden sollen. Der Grundgedanke ist dabei, eine geeignete Wärmebehandlung aufzuzeigen.The invention has for its object to provide a method for the production of rolled steel products with a yield strength in the range between 250 and 500 MPa, with both expensive alloying elements for the precipitation hardening and an increased hot and cold treatment costs to be avoided. The basic idea is to show a suitable heat treatment.

Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß von der Austenitisierungstemperatur ausgehend ein Walzstahlprodukt mit 0.20 0.40 % C, 0.30- 0.70 % Mn und 0.10 - 0.30 % Si einer intensiven Kühlebehandlung mittels eines entsprechenden Mediums unterzogen wird dergestalt, daß eine martensitische bzw. bainitische Abschrekkung der Randzone des gesamten Produktes oder eines Teils desselben bewirkt wird, während der nichtabgeschreckte Teil des Walzstahlerzeugnisses unter einer so ausreichend hohen Temperatur verbleibt, daß anschließend eine Vergütung der Martensit- bzw. Bainit-Randzone erfolgen kann.For this purpose, the invention provides that from the Austenitisierungstemperatur starting a rolled steel product with 0.20 0.40% C, 0.30- 0.70% Mn and 0.10 - 0.30 % Si is subjected to intensive cooling treatment by means of an appropriate medium such that a martensitic or bainitic Abschrekkung the Edge zone of the entire product or a part thereof is effected while the unshirred part of the rolled steel product remains under a sufficiently high temperature that subsequently a tempering of the martensite or bainite edge zone can take place.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die intensive Abkühlung des Walzproduktes nach seinem Austritt aus dem Fertiggerüst des Walzwerks.According to a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the intensive cooling of the rolled product takes place after its exit from the finishing stand of the rolling mill.

Erfindungsgemäß wird ein Walzerzeugnis mit einer Streckgrenze zwischen 400 und 500 MPa aus einem Stahl mit 0.30 - 0.40 % C, 0.50 bis 0.70 % Mn und 0.10 - 0.30 % Si hergestellt.According to the invention, a rolled product with a yield strength between 400 and 500 MPa is produced from a steel with 0.30-0.40 % C, 0.50-0.70 % Mn and 0.10-0.30% Si.

Das zur Durchführung des Verfahrens eingesetzte Kühlmedium is„t normalerweise Wasser mit oder ohne Zusätze, eine wässerige Lösung aus min.·eraIisehen Salzen etc. Es kann auch ein Nebel sein, der beispielsweise durch Suspendierung von Wasser in einem Gas wie beispielsweise Luft hergestellt wird, oder aber auch ein Gas wie zum Beispiel Wasserdampf.The cooling medium used to carry out the process is usually water with or without additives, an aqueous solution of min. Salts, etc. It may also be a mist which is prepared, for example, by suspending water in a gas such as air. or even a gas such as water vapor.

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Was die praktische Durchführung anbetrifft, so wird die jeweils gewünschte schnelle Abkühlung des Walzproduktes unter Auswahl entsprechender Kühlvorrichtungen und unter entsprechender Festlegung der Länge und Durchsatzbedingungen der Kühlstrecke bewirkt.As far as the practical implementation is concerned, the respective desired rapid cooling of the rolled product is effected by selecting appropriate cooling devices and with a corresponding definition of the length and throughput conditions of the cooling section.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren gebotenen Vorteile sind wie folgt:The advantages offered by the method according to the invention are as follows:

- bessere Qualitäten- better qualities

- Einsparung an Legierungselementen- Saving on alloying elements

- Reduzierung der Kosten für die Wärmebehandlung- Reduction of the cost of heat treatment

- Möglichkeit der Reduzierung der Anzahl der vom Stahlwerk zur Erzielung der gewünschten Qualitäten herzustellenden Stahlsorten- Possibility of reducing the number of steel grades to be produced by the steelworks to obtain the desired grades

- Möglichkeit der wirtschaftlichen Herstellung bestimmter spezieller Stahlsorten (hohe Regelflexibilität).- Possibility of economic production of certain special steel grades (high control flexibility).

Ausführungsbeispiel Execute un gsbeispiel

Die nachfolgenden Anwendungen, die lediglich der Veranschaulichung dienen sollen, jedoch keinerlei Einschränkung darstellen, sollen die vom erfindungsgemäßen Verfahren geboetenen Vorteile besser verdeutlichen:The following applications, which are intended to be illustrative only but not limiting, are intended to better illustrate the advantages offered by the process of the invention:

example 1

Zum Einsatz gelangen Stahlstäbe unterschiedlichen Durchmessers (10, 15, 20, 30, 40, 60 mm) in einer mittleren chemischen Zusammensetzung mit 0.25 % C, 0.40 % Mn und 0.20 % Si, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigern.Steel rods of different diameters (10, 15, 20, 30, 40, 60 mm) are used in a medium chemical composition with 0.25 % C, 0.40% Mn and 0.20% Si, balance Fe with the usual contaminants.

Am Austritt des letzten Walzgerüstes wurden diese Stäbe einer schnellen Abschreckung mit Selbstvergütung entsprechend der vorliegenden Erfindung unterzogen.At the exit of the last rolling stand, these bars were subjected to a rapid quenching with self-tempering according to the present invention.

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Die so behandelten Stäbe wiesen eine Streckgrenze in der Grössenordung von 276 MPa auf.The rods treated in this way had a yield strength of the order of 276 MPa.

Zur Erzielung einer solchen Streckgrenze bei einer konventionellen Wärmebehandlung (normale Abschreckung + Vergütung) unterzogenen Stahlstäben müßten Stäbe eingesetzt werden, deren mittlere chemische Zusammensetzung 0.30 % C. 0.62 % Mn und 0.15 - 0.30 % Si ist.Rods subjected to a conventional heat treatment (normal quenching + tempering) to produce such a yield point would have to use rods whose average chemical composition is 0.30% C. 0.62 % Mn and 0.15-0.30 % Si.

Dies zeigt deutlich die im Wege des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Einsparung an C, Mn und Si.This clearly shows the achievable by means of the inventive method saving C, Mn and Si.

Verglei-chsversuche unter Durchführung dieser beiden Arten von Wärmebehandlung (erfindungsemäße - herkömmliche Wärmebehandlung) an Stahlstäben mit der gleichen chemischen Zusammensetzung (0.25 % C, 0.40 % Mn, 0.20 % Si) ergaben einen Streckgrenzenunterschied von 80 MPa zugunsten des erfindungsgemäßen Verfahrens, was die durch diese Behandlung bewirkte Qualitätsverbesserung deutlich aufweist.Comparative tests using these two types of heat treatment (conventional heat treatment according to the invention) on steel rods having the same chemical composition (0.25 % C, 0.40% Mn, 0.20 % Si) gave a yield point difference of 80 MPa in favor of the method according to the invention This treatment has significantly improved quality.

Die Qualitätsverbesserung drückt sich allgemein auch in einer besseren Verformbarkeit (größere Dehnung sowie Biegefestigkeit) aus.The quality improvement is generally expressed in a better deformability (greater elongation and flexural strength).

Example 2

In einer weiteren Versuchsreihe wurden Stahlstäbe unterschiedlichen Durchmessers (10 bis 60 mm) in einer mittleren chemischen Zusammensetzung mit 0.35 % C, 0.60 % Mn und 0.20 % Si, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigern, eingesetzt.In another series of experiments steel rods of different diameters (10 to 60 mm) in a medium chemical composition with 0.35 % C, 0.60 % Mn and 0.20% Si, balance Fe with the usual impurities, were used.

Am Austritt des letzten Walzgerüstes wurde diese Stäbe ebenfalls einer schnellen Abschreckung mit Selbstvergütung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahre unterzogen.At the exit of the last roll stand, these bars were also subjected to a rapid quenching with self-coating according to the method according to the invention.

Die so behandelten Stäbe wiesen eine Streckgrenze von 414 MPa auf.The bars treated in this way had a yield strength of 414 MPa.

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Zur Erzielung einer derartigen Streckfestigkeit bei einer konventionellen Wärmebehandlung (normale Abschreckung + Vergütung) unterzogenen Stahl stäben hätten diese die folgenden chemischen Zusammensetzungen aufweisen müssen:To achieve such yield strength in a conventional heat treatment (normal quenching + tempering) steel bars, they should have had the following chemical compositions:

C_% Mn % Si % Nb % V % C_% Mn % Si% Nb % V %

Stäbe 10 - 25 mm 0 0.43 0.70 _n on η mRods 10 - 25 mm 0 0.43 0.70 _n on η m

0.50 0.90 ^υ·^^{υ U}-^U1 ""0.50 0.90 ^υ · ^ ^{υ U} - ^U1 ""

Stäbe 28 - 35 mm 0 0.42 0.90 0.20 0.025 —Rods 28 - 35 mm 0 0.42 0.90 0.20 0.025 -

Stäbe 40 - 60 mm 0 0.39 0.70 _ft ,_{n n n},_c Bars 40 - 60 mm 0 0.39 0.70 _ft , _nnn , _c

0.43 0.90 ⁰^⁰ " ^ü'^ÜJb 0.43 0.90 ⁰ ^ ⁰ " ^ü ' ^ÜJb

Auch hier ist die Einsparung an C und Mn durch das erfindungsgemäße Verfahren und ausserdem die Einsparung an den Legierungselementen Nb und V, die bei einer konventionellen Wärmebehandlung erforderlich sind, deutlich erkennbar.Again, the savings in C and Mn by the inventive method and also the saving of the alloying elements Nb and V, which are required in a conventional heat treatment, clearly visible.

Was die Möglichkeiten zur Verringerung der Zahl der vom Stahlwerk zur Erzielung der gewünschten Qualitäten herzustellenden Stahlsorten anbetrifft, so ist ersichtlich, dass zur Beistellung einer solchen Streckgrenze im Wege der konventionellen Wärmebehandlung drei verschieden chemische Zusammensetzungen für den gesamten Durchmesserbereich erforderlich sind, währen dür die erfindungsgemäße Behandlung eine einzige chemische Zusammensetzung ausreicht.As regards the possibilities of reducing the number of steel grades to be produced by the steelworks to obtain the desired grades, it can be seen that three different chemical compositions for the entire diameter range are required to provide such a yield strength by conventional heat treatment, whereas the treatment according to the invention would a single chemical composition is sufficient.

Claims

invention claim

1. A process for the production of rolled steel products having a yield strength between 250 and 500 MPa, characterized in that starting from the austenitizing a rolled steel product with 0.20 - 0.40% C, 0.30 - 0.70 % Mn and 0.10 - 0.30 % Si of an intensive cooling treatment by means of a is subjected to such a medium that a martensitic or bainitic quenching of the edge zone of the entire product or a part thereof is effected while the unskinned part of the rolled steel product remains under such a sufficiently high temperature, then that a remuneration of martensite or bainite Boundary zone can take place.

2. The method according to item 1, characterized in that the intensive cooling of the rolled product takes place after its exit from the finishing stand of the rolling mill.

3. The method according to points 1 and 2, characterized in that a rolled product having a yield strength between 400 and 500 MPa from a steel with 0.30% - 0.40 I C, 0.50 0.70% Mn and 0.10% - 0.30% Si is produced.