DE102017127497A1 - Verfahren zur Herstellung von Mehrphasenstählen mittels ionischer Flüssigkeiten - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Mehrphasenstählen, bei dem ein mehrere Phasen aufweisendes Metallprodukt mit Temperaturen oberhalb 400 °C vorliegt, die Abkühlung mit einem eine ionische Flüssigkeit aufweisenden Kühlmedium erfolgt und mindestens ein Parameter gemessen und zur Regelung der Kühlung benutzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abkühlung von Stahlbändern zur Erzeugung von Mehrphasenstählen.
  • Zu Stahlbändern warm gewalzte sog. Mehrphasenstähle werden zur Erzielung einer möglichst leichten Bauweise im Kraftfahrzeugbau eingesetzt. Sie sollen eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Bruchdehnung vereinen. Dazu liegt ein komplettes, zumindest aber teilweise austenitisches Gefüge vor.
  • Bei ihrer Herstellung erfolgt nach dem Walzen üblicherweise eine Abkühlung. Die herkömmliche Technik benutzt zum Abkühlen Wasser oder Luft oder eine Kombination von beidem als Abkühlmittel.
  • Eine reine Luftkühlung hat nicht die erforderliche Abkühlwirkung wie Wasser. Wasser hat allerdings einen relativ niedrigen Siedepunkt und verdampft sehr schnell bei Kontakt mit dem heißen Stahl. Dabei entsteht ein Dampffilm, der die Wärmeabfuhr schwierig macht, was wiederum zu unregelmäßigen Oberflächentemperaturen führt. Zudem ist eine gezielte Einstellung der gewünschten Endtemperatur nur begrenzt möglich.
  • Nach der Kühlung soll die Stahltemperatur zwischen der Starttemperatur und der Stopptemperatur von Martensit liegen. Es ist anzustreben, dass sowohl Martensit als auch Restaustenit im Gefüge vorliegen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine gleichmäßige flächige Kühlung und eine exakte Stopptemperatur zwischen 100 und 400 °C erzielt werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Kühlmittel, dass ein mehrere Phasen aufweisendes Metallprodukt mit Temperaturen oberhalb 400 °C vorliegt, die Abkühlung mit einem eine ionische Flüssigkeit aufweisenden Kühlmedium erfolgt und mindestens ein Parameter gemessen und zur Regelung der Kühlung benutzt wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung liegt in dem Metallprodukt vor der Kühlung mindestens Austenit und Ferrit unter den mehreren Phasen vor, sowie, dass das Band mit einer Kühlrate oberhalb 20 K/s, vorzugsweise oberhalb 50 K/s, abgekühlt wird.
  • Zur Herstellung von martensitischen und Quench & Partitioning Stählen wird das Band mit einer ionischen Flüssigkeit mit einer Kühlrate oberhalb 20 K/s, vorzugsweise oberhalb 50 K/s abgekühlt, wobei einer der Regelparameter die Endtemperatur ist.
  • Ferner ist es vorgesehen, die Messung des mindestens einen Regelparameters mit Ultraschall, Röntgendiffraktion oder magnetischer Remanenz durchzuführen.
  • Bei einer anderen Ausführung erfolgt die Abkühlung in einem Bad mit ionischer Flüssigkeit, wobei die Abkühlrate durch die Badtemperatur und die Endtemperatur durch die Verweildauer in dem Bad geregelt wird.
  • Bei einer anderen Ausführung erfolgt die Abkühlung durch Spritzkühlung mit ionischen Flüssigkeiten.
  • Da die ionischen Flüssigkeiten eine wesentlich höhere Siedetemperatur als Wasser aufweisen, ermöglichen sie eine gleichmäßige Abkühlung.
  • Durch Kombination von Flüssigkeitstemperatur und Abschreckdauer kann sowohl die Kühlrate als auch die Endtemperatur, die für den jeweils gewünschten Stahl erforderlich sind, sehr genau eingestellt werden.
  • Dadurch lassen sich die angestrebten mechanischen Eigenschaften verlässlich genau einstellen.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von Mehrphasenstählen, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrere Phasen aufweisendes Metallprodukt mit Temperaturen oberhalb 400 °C vorliegt, die Abkühlung mit einem eine ionische Flüssigkeit aufweisenden Kühlmedium erfolgt und mindestens ein Parameter gemessen und zur Regelung der Kühlung benutzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Metallprodukt vor der Kühlung mindestens Austenit und Ferrit unter den mehreren Phasen vorliegen.
  3. Verfahren zur Herstellung von Dualphasenstählen dadurch gekennzeichnet, dass das Band mit einer Kühlrate oberhalb 20 K/s, vorzugsweise oberhalb 50 K/s, abgekühlt wird.
  4. Verfahren zur Herstellung von martensitischem Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass das Band mit einer ionischen Flüssigkeit mit einer Kühlrate oberhalb 20 K/s, vorzugsweise oberhalb 50 K/s, abgekühlt wird.
  5. Verfahren zur Herstellung von Stählen mit ionischen Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass das Band mit einer ionischen Flüssigkeit mit einer Kühlrate oberhalb 20 K/s, vorzugsweise oberhalb 50 K/s, abgekühlt wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Regelparameter die Endtemperatur ist.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung mindestens eines Regelparameters mit Ultraschall, Röntgendiffraktion oder magnetischer Remanenz durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung in einem Bad mit ionischer Flüssigkeit erfolgt, wobei die Abkühlrate durch die Badtemperatur und die Endtemperatur durch die Verweildauer in dem Bad geregelt wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung durch Spritzkühlung mit ionischen Flüssigkeiten erfolgt.
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