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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
kaltgewalzten Stahlblechs, das für
eine äußere Platte
wie etwa eine Tür,
eine Haube und einen Kofferraumdeckel eines Fahrzeugs verwendet wird,
insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines kaltgewalzten Stahlblechs,
das mit einer ausgezeichneten Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur
und Wärmehärtbarkeit
ausgestattet wird, indem die Mengen an Niob (Nb) und Aluminium (Al)
eingestellt werden für
das Fixieren von Kohlenstoff und Stickstoff eines Mischkristallelements
eines kohlenstoffarmen Stahls und indem die Mengen von Mangan (Mn)
und Phosphor (P) entsprechend eingesfellt werden, um die Festigkeit
des Stahls einzustellen, während
gleichzeitig die für eine
Außenplatte
und ein Fertigprodukt nach Lackierungswärmebehandlung erforderliche
hohe Streckgrenze aufrechterhalten wird.
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Allgemeiner Stand der Technik
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In
jüngster
Zeit erfordern kaltgewalzte Stahlbleche für Fahrzeuge eine hohe Festigkeit,
um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, indem das Gewicht der
Fahrzeuge herabgesetzt wird, und um das Gewicht der Karosserie herabzusetzen,
und erfordern auch eine ausreichende Streckgrenze und Zugfestigkeit,
gute Pressformeigenschaft, Punktschweißbarkeit, Ermüdungseigenschaft
und Lackierungskorrosionsbeständigkeit
usw.
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Im
Allgemeinen besitzen Stahlbleche entgegengesetzte Charakteristiken
hinsichtlich Festigkeit und Formbarkeit, doch sind Dualphasenstahlbleche
und Bake-Hardening-Stahlbleche
als Stahlbleche bekannt, die beiden Eigenschaften genügen.
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Zusätzlich dazu,
dass es im Vergleich mit einer hohen Zugfestigkeit über der
Qualität
40 kp/mm2 eine geringe Pressformeigenschaft
besitzt, bewirkt das Dualphasenstahlblech, dass die Herstellungskosten
aufgrund eines übermäßigen Zusatzes
von Legierungselementen wie etwa Mangan und Chrom ansteigen.
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Andererseits
besitzen im Hinblick auf das Bake-Hardening-Stahlblech Stahlbleche
mit einer Zugfestigkeit der Qualität 40 kp/mm2 oder
weniger eine Streckgrenze nahe weichen Stahlblechen, so dass sie
eine ausgezeichnete Duktilität
und eine Charakteristik von Stahl aufweisen, von der die Streckgrenze
in einem Bake-Hardening-Prozess
nach dem Pressformen zunimmt.
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Das
Bake-Hardening ist ein Prozess, der eine Art von Reckalterung verwendet,
die erzeugt wird durch das Fixieren von elektrischen Ladungen, die
bei einer Verformung von Kohlenstoff oder Stickstoff erzeugt werden,
das heißt
in Stählen
gelöste
Zwischengitterelemente, bei denen, wenn der Mischkristallkohlenstoff
und -stickstoff zunehmen, das Ausmaß des Bake-Hardening zunimmt,
doch wird die natürliche
Alterung von übermäßigen Löseelementen
begleitet und die Pressformeigenschaft verschlechtert sich. Es ist
deshalb wichtig, die Mischkristallelemente zu steuern.
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Stahlbleche
für äußere Platten
von Fahrzeugen in dem verwandten Stand der Technik werden hergestellt,
um eine Wärmehärtbarkeit
sicherzustellen durch entsprechendes Einstellen der Menge an Titan
(Ti) oder Niob (Nb), die zu einem ultrakohlenstoffarmen, Aluminium-beruhigten
Stahl zugesetzt wird, um die Menge an Mischkristallelementen in
den Stählen
einzustellen, und um die Streckgrenze sicherzustellen durch Hinzufügen von
Phosphor (P), Mangan (Mn) und Silizium (Si) usw., die mischkristallverfestigende
Elemente sind.
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Ein
Verfahren zum Steuern der Menge an verbleibendem Mischkristallkohlenstoff
durch Zusetzten von Titan zum Herstellen eines Bake-Hardening-Stahls
kann die Differenzen bei der Qualität des Materials vergrößern, da
dies die Menge an Mischkristallkohlenstoff erheblich verändert, die
eine Auswirkung auf die finale Wärmehärtbarkeit
besitzt, weil sich nämlich
das Titan mit einer Vielzahl von Elementen wie etwa Stickstoff (N), Schwefel
(S), Kohlenstoff (C) in dem Stahl verbindet.
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Gemäß weiteren
Beispielen des Herstellens von Bake-Hardening-Stahl erfordert weiterhin
ein Verfahren zum Steuern der Menge an verbleibendem Mischkristallkohlenstoff
durch Zusetzen von Niob (Nb) ein Hochtemperaturglühen, so
dass Differenzen bei der Qualität
des Materials entsprechend der Bedingung des Glühens zunehmen können und
die Qualität
einer Plattierung sich verschlechtern kann, während ein feuerbeschichtetes
Plattierungsmaterial hergestellt wird. Außerdem ist ein Verfahren zum
Sicherstellen der Wärmehärtbarkeit
unter Verwendung von Mischkristallkohlenstoff in dem verwandten
Stand der Technik mit der Schwierigkeit verbunden, eine lange Alterungsgewährleistungsperiode
sicherzustellen, weil der Kohlenstoff eine hohe Diffusionsgeschwindigkeit
besitzt.
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Das
heißt,
dass die Bake-Hardening-Stähle
in dem verwandten Stand der Technik dadurch einen Nachteil besitzt,
dass die Wärmehärtbarkeit
hoch ist, wohingegen die Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur
abnimmt, wenn versucht wird, die Wärmehärtbarkeit durch verbleibenden
festen Kohlenstoff in dem Stahl sicherzustellen, weil der Kohlenstoff
bei Raumtemperatur eine hohe Diffusionsgeschwindigkeit besitzt.
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Weil
ein Großteil
des Mischkristallstickstoffs in einem Wickelprozess aus aluminiumentoxidiertem Stahl
in AlN abgezogen wird oder mit Titan versetzter Stahl bei einer
hohen Temperatur in Tin abgezogen wird, können sie nicht als Mischkristallelemente
verwendet werden.
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Zudem
gibt es eine beispielhafte Technologie zum Sicherstellen einer Wärmehärtbarkeit,
die Mischkristallkohlenstoff durch Ausüben eines Hochtemperaturglühens entfernt
und Mischkristallstickstoff durch Zusetzen von Aluminium entfernt,
und zwar für
kohlenstoffarmen Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,01% oder
mehr. Das Hochtemperaturglühen
besitzt jedoch Nachteile dadurch, dass die Differenzen bei der Qualität des Materials
für jedes
Teil gemäß den Steuerbedingungen
zunehmen und der Mischkristallkohlenstoff nach dem Glühen nicht
vollständig
entfernt wird.
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Selbst
wenn in diesem Fall der Mischkristallkohlenstoff durch Zusetzen
von Titan und Niob entfernt wird, verschlechtert sich die Formbarkeit
und die Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur wird durch den verbleibenden
Mischkristallkohlenstoff nicht ausreichend sichergestellt, sofern
nicht das Management von NbC und TiC gesteuert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Technisches Problem
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Zur Überwindung
der Probleme besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung
eines kaltgewalzten Stahlblechs mit einer ausgezeichneten Beulfestigkeit
durch Einstellen der Menge an Niob (Nb) und Aluminium (Al) zum Fixieren
von Kohlenstoff und Stickstoff, entsprechendes Einstellen der Menge
an Mangan (Mn) und Phosphor (P) zum Einstellen der Festigkeit des
Stahls und Verwenden eines Niedertemperaturglühens und Niedertemperaturwickelns,
um die erforderliche Streckgrenze für eine äußere Platte und eine hohe Streckgrenze
in dem Endprodukt nach der Lackierungswärmebehandlung beizubehalten.
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Technische Lösung
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Ein
Verfahren zum Herstellen eines kaltgewalzten Stahlblechs gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet: in Gew.-% Hinzufügen von 0,005% oder weniger
Kohlenstoff (C), 0,002 bis 0,005% Stickstoff (N), 0,1 bis 1% Mangan
(Mn), 0,005 bis 0,1% Phosphor (P), 0,015 bis 0,04% Niob (Nb), 0,3%
oder weniger Silizium (Si), 0,02% oder weniger Schwefel (S), 0,001
bis 0,03% Aluminium; Einstellen des Atomverhältnisses von Nb/C auf 1 oder
mehr und des Atomverhältnisses
von Al/N auf 0,5 bis 1,5, Homogenisieren eines Stahls, der Eisen
(Fe) und Elemente enthält,
die unvermeidlicherweise beim Herstellen des Stahls als Rest enthalten
sind, bei einer Temperatur von 1150 bis 1300°C, Einstellen der Warmwalzendtemperatur
auf 890 bis 950°C,
die über einem
kritischen Punkt Ar3 liegt; und Warmwickeln des warmgewalzten Stahlblechs
und Kaltwalzen des warmgewalzten Stahlblechs bei einem Kaltwalzreduktionsverhältnis von
40 bis 80%.
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Weiterhin
erfolgt das Glühen
in einem Bereich von 750 bis 880°C
nach dem Kaltwalzen.
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Weiterhin
wird bevorzugt, dass das Warmwickeln in einem Temperaturbereich
von 450 bis 650°C durchgeführt wird.
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Ein
kaltgewalztes Stahlblech, aus einem Stahl ausgebildet gemäß der vorliegenden
Erfindung, umfasst: in Gew.-%, 0,005% oder weniger Kohlenstoff (C),
0,002 bis 0,005% Stickstoff (N), 0,1 bis 1% Mangan (Mn), 0,005 bis
0,1% Phosphor (P), 0,015 bis 0,04% Niob (Nb), 0,3% oder weniger
Silizium (Si), 0,02% oder weniger Schwefel (S), 0,001 bis 0,03%
Aluminium, und der Rest Eisen (Fe) und Elemente, die unvermeidlicherweise
beim Herstellen des Stahls enthalten sind, wobei ein Atomverhältnis von
Nb/C auf 1 oder mehr eingestellt wird und ein Atomverhältnis von
Al/N auf 0,5 bis 1,5 eingestellt wird.
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Vorteilhafte Effekte
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Die
vorliegende Erfindung ist ausgelegt zum Herstellen eines kaltgewalzten
Stahlblechs mit ausgezeichneter Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur
und Wärmehärtbarkeit
unter Verwendung von Kohlenstoff und Stickstoff als Mischkristallelementen.
Die vorliegende Erfindung besitzt dementsprechend einen Vorteil
des Herstellens eines kaltgewalzten Stahlblechs mit ausgezeichneter
Reckalterungsbeständigkeit
bei Raumtemperatur und Wärmehärtbarkeit
und unter Verwendung von Niedertemperaturglühen und Niedertemperaturwickeln.
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Weiterhin
besitzt die vorliegende Erfindung einen Vorteil dahingehend, dass
eine ungleichförmige
maschinelle Bearbeitung verhindert und eine Reckalterungsfestigkeit
bei Raumtemperatur und eine lange Alterungsgewährleistungsperiode sichergestellt
werden, indem Mischkristallkohlenstoff maximal verhindert wird, um
den Effekt des Kohlenstoffs bei dem Bake-Hardening zu verhindern.
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Da
weiterhin gemäß der vorliegenden
Erfindung der Mangangehalt herabgesetzt wird, werden die Bearbeitbarkeit
und die Punktschweißfähigkeit
verbessert. Eine Reduktion der Festigkeit des Stahlblechs aufgrund
der Reduktion des Mangangehalts wird durch das Bake-Hardening durch
das Steuern von Präzipitaten und
Mischkristallstickstoff kompensiert. Deshalb kann die vorliegende
Erfindung stabil für äußere Platten
von Fahrzeugen verwendet werden.
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Kurze Beschreibung von Zeichnungen
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1 ist
eine grafische Darstellung, die einen Vergleich einer Ausführungsform
gemäß eines
Verfahrens zum Herstellen eines kaltgewalzten Stahlblechs mit einem
Vergleichsbeispiel mit anderen Elementen veranschaulicht und eine
Veränderung
des Bake-Hardening-Werts in Abhängigkeit
von der Warmwickeltemperatur zeigt.
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2 ist
eine grafische Darstellung, die Änderungen
bei Bake-Hardening-Werten in Abhängigkeit
von der Glühtemperatur
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und ein Vergleichsbeispiel zeigt.
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Beste Weise zum Ausführen der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden im Folgenden
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung ausführlich
beschrieben.
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Ein
kaltgewalztes Stahlblech und ein Verfahren zum Herstellen von diesem
gemäß der vorliegenden Erfindung
beinhaltet: in Gew.-% Hinzufügen
von 0,02 bis 0,05% Stickstoff (N), 0,1 bis 1% Mangan (Mn), 0,005 bis
0,1% Phosphor (P), 0,015 bis 0,04% Niob (Nb), 0,3% oder weniger
Silizium (Si), 0,02% oder weniger Schwefel (S), 0,001 bis 0,03%
Aluminium; Einstellen des Atomverhältnisses von Nb/C auf 1 oder
weniger und des Atomverhältnisses
von Al/N auf 0,5 bis 1,5; Homogenisieren von Stahl, der Eisen (Fe)
und Elemente enthält,
die unvermeidlicherweise beim Herstellen des Stahls enthalten sind,
als Rest bei einer Temperatur von 1150 bis 1300°C, was ein Austenitbereich ist,
Formen eines warmgewalzten Stahlblechs durch Walzen des Stahls bei
einer Temperatur von 890 bis 950°C,
die über
einem kritischen Punkt Ar3 ist, bei dem letzten Warmwalzen; Warmwickeln
des warmgewalzten Stahlblechs bei einem Temperaturbereich von 450
bis 650°C,
Walzen des warmgewalzten Stahlblechs mit einem Kaltwalzreduktionsverhältnis von
40 bis 80% und Ausführen eines
Glühens
bei einer Temperatur von 750 bis 880°C.
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Danach
kann ein feuerbeschichtetes plattiertes Stahlblech hergestellt werden
durch Ausführen
einer Feuerbeschichtungsplattierung bei einer Temperatur von 460°C in einem
Prozess der Galvalume- oder Zinkplattierung auf einer legierenden
Feuerbeschichtungsplattierungslinie und Ausführen eines Legierens bei einer Temperatur
von 460 bis 560°C.
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Es
wird bevorzugt, die Überalterung
bei einer Temperatur von 400°C
nach dem Glühen
auszuführen, kann
aber nicht ausgeführt
werden, wenn das Glühen
bei einer niedrigen Temperatur erfolgt.
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Die
Plattierungstemperatur von 460°C
ist eine Temperatur in einem Schmelzofen, der in der Technik bekannt
ist, und es wird bevorzugt, die Temperatur nicht zu spezifizieren.
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Die
Temperatur des Warmwickelns liegt unter 450°C, Stickstoff wird in einem
Brammenerwärmungsprozess
in AlN gebondet, so dass die Wärmehärtbarkeit
durch den Stickstoff nicht sichergestellt werden kann.
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Wenn
im Gegensatz dazu die Wickeltemperatur über 650°C liegt, nimmt die Wärmehärtbarkeit
rapide ab, so dass es möglich
ist, die Temperatur des Warmwickelns auf 450 bis 650°C zu begrenzen.
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Gemäß der Legierungszusammensetzung
der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein 0,005 Gew.-% oder
weniger Kohlenstoff enthaltender ultrakohlenstoffarmer Stahl dazu
verwendet, Mischkristallkohlenstoff maximal zu verhindern, was das
Bake-Hardening des
Stahls steuert, wobei nur Mischkristallstickstoff verwendet wird
durch Reduzieren des Kohlenstoffgehalts von dem Rohstahl.
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Eine
Steuerung nur unter Verwendung des Stickstoffs ist vorteilhafter,
um ein Bake-Hardening
zu erzielen, als die Verwendung des Kohlenstoffs. Dem ist so, weil
der Stickstoff in Stahl eine geringere Diffusionsgeschwindigkeit
als der Kohlenstoff aufweist, so dass er bei der Reckalterungsfestigkeit
bei Raumtemperatur vorteilhaft ist. Die Reckalterungsfestigkeit
bei Raumtemperatur implementiert eine Änderung bei der Qualität des Stahls
mit verstreichender Zeit, und ein wärmegehärteter Stahl sollte bei der
Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur sichergestellt werden,
weil er verwendet wird, nachdem nach der Lieferung von Stahlherstellern
an Autohersteller viel Zeit verstrichen ist.
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Eine
sehr kleine Menge an verbleibendem Mischkristallkohlenstoff wird
durch Einstellen des Atomverhältnisses
von Nb/C maximal entfernt. Das Atomverhältnis von Nb/C wird auf 1 oder
mehr eingestellt, was den ganzen Mischkristallkohlenstoff in dem
Stahl in ein Präzipitat
von NbC derart abzieht, dass in dem Stahl nur Mischkristallstickstoff
vorliegt. Dementsprechend wird ein Effekt durch den Mischkristallkohlenstoff
beim Bake-Hardening verhindert.
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Der
Mischkristallstickstoff wird durch Aluminium gesteuert, der mit
Stickstoff ein Präzipitat
bildet. Wenn der Mischkristallstickstoff nicht angemessen gesteuert
wird, verschlechtern sich die Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur
und die Formbarkeit. Das Atomverhältnis von Al/N zum Steuern
des Mischkristallstickstoffs wird auf 0,5 bis 1,5 eingestellt. Dies
ist deshalb, weil die Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur nicht
stabil sichergestellt ist, wenn das Atomverhältnis von Al/N unter 0,5 liegt,
wohingegen eine entsprechende Menge von Mischkristallstickstoff
nicht sichergestellt ist, wenn es über 1,5 liegt, so dass sich
die Wärmehärtbarkeit
verschlechtert.
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Weiterhin
verbessert die Legierungszusammensetzung der Erfindung die Bearbeitbarkeit
und die Punktschweißbarkeit
durch Reduzieren der Inhaltsmenge an Mangan, was die Bearbeitbarkeit
und Punktschweißbarkeit
verschlechtert. Eine Festigkeitsreduktion des kaltgewalzten Stahlblechs,
die durch Reduzieren des Mangangehalts verursacht wird, wird dadurch
kompensiert, dass die Struktur durch NbC und AlN-Ausscheidungshärten homogenisiert
und winzig klein gemacht wird.
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In
dem kaltgewalzten Stahlblech der vorliegenden Erfindung enthaltene
Bestandteile sind unter Bezugnahme auf Gew.-% (im Folgenden als
% bezeichnet) wie folgt.
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1. Kohlenstoff (C): 0,005% oder weniger
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Wenn
die Menge an Kohlenstoff 0,005% oder mehr beträgt, nimmt die Menge an Niob
Nb zum Fixieren des Kohlenstoffs zu, so dass nicht nur die Herstellungskosten
des Stahls zunehmen, sondern auch die Bearbeitbarkeit des Stahls
abnimmt.
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Wenn
das Fixieren des Kohlenstoffs unter Verwendung des Niobs unzureichend
ist, schreitet die Alterung aufgrund des Kohlenstoffs weiterhin
rapide fort, so dass die Reckalterungsfestigkeit des Stahls bei
Raumtemperatur reduziert sein kann. Deshalb wird die Menge an Kohlenstoff
auf 0,005% oder weniger begrenzt.
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2. Silizium (Si): 0,3% oder weniger
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Das
Silizium (Si) vergrößert die
Aktivität
des in einem Mischkristallzustand im Stahl vorliegenden Kohlenstoffs,
so dass sich die Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur verschlechtert
und die Plattierungsqualität
signifikant reduziert wird. Wenngleich weiterhin mit der Zunahme
der Menge die Festigkeit durch Mischkristallhärtung zunimmt, was aber die
Duktilität
reduziert, so dass die größte zusätzliche
Menge an Silizium auf 0,3% begrenzt ist.
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3. Mangan (Mn): 0,1 bis 1,0%
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Das
Mangan (Mn) liegt in dem Mischkristallzustand in dem Stahl vor und
weist eine Funktion auf, die Festigkeit des Stahls zu vergrößern. Die
Menge von 1,0% oder mehr setzt jedoch größtenteils die Duktilität herab,
so dass die größte zusätzliche
Menge an Mangan auf 1,0% begrenzt ist. Wenn andererseits kein Mangan
dem Stahl zugesetzt wird, kann eine Warmbrüchigkeit dadurch hervorgerufen
werden, dass Schwefel in dem Stahl vorliegt, so dass die kleinste
zusätzliche
Menge an Mangan bevorzugt auf 0,1% begrenzt ist.
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4. Phosphor (P): 0,005 bis 0,1%
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Der
Phosphor ist in Gegenwart in dem Mischkristallzustand in dem Stahl
weist eine Funktion auf, die Festigkeit des Stahls zu vergrößern. Die
Menge von 0,1% oder mehr reduziert die Duktilität und Schweißbarkeit
des Stahls erheblich, so dass die größte zusätzliche Menge des Phosphors
auf 0,1% begrenzt ist. Wenn jedoch dem Stahl kein Mangan zugesetzt
wird, ist es schwierig, eine ausreichende Festigkeit des Stahls
sicherzustellen, so dass die kleinste zusätzliche Menge an Phosphor bevorzugt
auf 0,005% begrenzt ist.
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5. Niob (Nb): 0,015 bis 0,04%
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Das
Niob wird zugesetzt, um den Kohlenstoff in gegenwart in dem Mischkristallzustand
in dem Stahl zu fixieren. Der Mischkristallkohlenstoff in Anwesenheit
in dem Stahl verhindert, dass eine Kaltwalzsammelstruktur entsteht,
so dass sich die Bearbeitbarkeit des Stahls verschlechtert. Wenn
weiterhin Kohlenstoff in dem Mischkristallzustand existiert, verschlechtert
sich die Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur durch schnelle
Diffusion des Kohlenstoffs, so dass eine ausreichende Menge an Niob
benötigt
wird, um den Mischkristallkohlenstoff zu fixieren. Die erforderliche
Menge an Niob wird so eingestellt, dass das Atomverhältnis von Nb/C
1 oder mehr beträgt;
deshalb ist die kleinste Menge auf 0,015% begrenzt und das Maximum
ist unter Berücksichtigung
der Kohlenstoffmenge auf 0,04% begrenzt.
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6. Stickstoff (N): 0,002 bis 0,005%
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Im
Allgemeinen ist der Stickstoff (N) ein Element, das unvermeidlicherweise
dem Stahl zugesetzt wird; es wird jedoch benötigt, um die zusätzliche
Menge an Stickstoff in der vorliegenden Erfindung einzustellen,
weil die vorliegende Erfindung die Wärmehärtbarkeit unter Verwendung
des Stickstoffs steuert. Wenn die zusätzliche Menge zu klein ist,
ist es schwierig, die Wärmehärtbarkeit
sicherzustellen, und wenn die zusätzliche Menge zu groß ist, kann
es möglich
sein, ausreichende Wärmehärtbarkeit
durch den Stickstoff sicherzustellen, kann aber wegen des Mischkristallstickstoffs
eine Alterung verursachen und die Bearbeitbarkeit verschlechtern.
Deshalb liegt die zusätzliche
Menge an Stickstoff im Bereich von 0,02 bis 0,005%.
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7. Aluminium (Al): 0,001 bis 0,03%
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Das
Aluminium wird auch zugesetzt, um den Stahl zu deoxidieren, wird
aber verwendet, um die Wärmehärtbarkeit
durch Bonden mit dem Stickstoff in der vorliegenden Erfindung zu
steuern. Wenn die Menge an Aluminium 0,001% oder weniger beträgt, wird
die Desoxidation herabgesetzt und Sauerstoff ist in Gegenwart in
dem Stahl. Wenn Elemente, die oxidierte Substanzen bilden, wie etwa
Mangan und Silizium, während
der Herstellung des Stahls zugesetzt werden, entstehen dementsprechend
Manganoxid und Siliziumoxid, so dass die Elementsteuerung des Siliziums
usw. schwierig ist. Wenn jedoch die Menge an Aluminium 0,03% oder mehr
beträgt,
wird eine unnötig übermäßige Menge
zugesetzt, so dass sie mit Stickstoff in Gegenwart in dem Stahl
reagiert und ein Aluminiumnitridpräzipitat bildet. Deshalb kann
die Wärmehärtbarkeit
durch den Stickstoff nicht erreicht werden. Dementsprechend ist
die größte zusätzliche
Menge an Stickstoff auf 0,03% begrenzt.
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Außerdem ist
der Schwefel (S) ein Element, das während der Herstellung des Stahls
im Allgemeinen unvermeidlich enthalten ist, so dass der Zusatzbereich
auf 0,02% oder weniger begrenzt ist.
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Die
folgende Tabelle 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung und
ein Vergleichsbeispiel, die jeweils unterschiedliche Bestandteile
besitzen. Tabelle 1 [Tabelle]
| Stahl Nr. | Chemisches
Element | Referenz |
| C | Nb | Mn | P | S | Al | N | Al/N |
| 1 | 0,0023 | 0,028 | 0,2 | 0,011 | 0,007 | 0,005 | 0,0024 | 1,11 | Ausführungsform |
| 2 | 0,0030 | 0,030 | 0,4 | 0,040 | 0,005 | 0,005 | 0,0030 | 0,86 | Ausführungsform |
| 3 | 0,0021 | 0,025 | 0,6 | 0,030 | 0,005 | 0,006 | 0,0035 | 0,89 | Ausführungsform |
| 4 | 0,0031 | 0,030 | 0,3 | 0,060 | 0,005 | 0,010 | 0,0044 | 1,18 | Ausführungsform |
| 5 | 0,0022 | 0,020 | 0,2 | 0,020 | 0,005 | 0,040 | 0,0025 | 8,30 | Vergleichsbeispiel |
| 6 | 0,0025 | 0,050 | 0,2 | 0,011 | 0,006 | 0,02 | 0,0024 | 4,30 | Vergleichsbeispiel |
| 7 | 0,0023 | 0 | 0,2 | 0,011 | 0,006 | 0,01 | 0,0048 | 1,08 | Vergleichsbeispiel |
| 8 | 0,0025 | 0,018 | 0,3 | 0,06 | 0,005 | 0,045 | 0,0034 | 6,8 | Vergleichsbeispiel |
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In
Tabelle 1 werden die Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele dadurch erhalten, dass der Ingot des Mischkristallstahls
zwei Stunden lang in einem Heizofen von 1250°C gehalten und dann warmgewalzt wird,
wobei die Endtemperatur des Warmwalzens 900°C beträgt, die Temperatur des Warmwickelns
560°C beträgt und das
Kaltwalzen bei einem Kaltwalzreduktionsverhältnis von 70% durchgeführt wird.
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Die
kaltgewalzte Probe wird mit einer Kühlgeschwindigkeit von –3°C/s gekühlt und
bei einer Temperatur von 800°C
kontinuierlich geglüht,
und die Probe ist nach dem kontinuierlichen Glühen einer Zugprüfung in einer
Universalprüfmaschine
unterzogen worden.
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Die
folgende Tabelle 2 zeigt Änderungen
bei den mechanischen Eigenschaften gemäß Wärmebehandlungsbedingungen und
Herstellungsbedingungen der Ausführungsform
und ein Vergleichsbeispiel von Tabelle 1. Tabelle 2 [Tabelle]
| Stahl Nr. | Mechanische
Eigenschaft | Referenz |
| Streckgrenze
(MPa) | Zugfestigkeit
(MPa) | Dehnungsverhältnis (%) | BH(MPa) | Al(MPa) |
| 1 | 182 | 283 | 46 | 35 | 23 | Ausführungsform |
| 2 | 230 | 355 | 39 | 37 | 24 | Ausführungsform |
| 3 | 233 | 357 | 40 | 33 | 22 | Ausführungsform |
| 4 | 240 | 360 | 38 | 40 | 20 | Ausführungsform |
| 5 | 170 | 280 | 45 | 20 | 10 | Vergleichsbeispiel |
| 6 | 160 | 280 | 47 | 0 | 0 | Vergleichsbeispiel |
| 7 | 210 | 270 | 45 | 48 | 38 | Vergleichsbeispiel |
| 8 | 230 | 350 | 38 | 25 | 22 | Vergleichsbeispiel |
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Wie
in Tabelle 2 gezeigt, entsprechen die Probenummern 1 bis 4 der vorliegenden
Erfindung und besitzen eine Zugfestigkeit von 270 bis 360 MPa, ein
Dehnungsverhältnis
von 38 bis 47%, eine Bake-Hardening-Festigkeit von 33 bis 40 MPa
und einen Alterungsindex von 30 oder weniger, so dass sie einen
hochfesten Stahl erzielen, eine ausgezeichnete Duktilität beibehalten,
eine hohe Wärmehärtfähigkeit
und eine ausgezeichnete Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur
besitzen.
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Andererseits
ist bei den Vergleichsbeispielen von Nr. 5, 6 und 8 die Zusatzmenge
an Al hoch, so dass eine ausreichende Wärmehärtfähigkeit durch das den Stickstoff
fixierende Aluminium nicht sichergestellt werden kann, obwohl der
Wickelprozess bei einer niedrigen Wickeltemperatur ausgeführt wird.
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Weiter
wird bei der vergleichenden Nr. 7 kein Niob zugesetzt, so dass eine
große
Menge an Kohlenstoff in Gegenwart in dem Mischkristallzustand in
dem Stahl vorliegt, und dementsprechend ist die Wärmehärtfähigkeit
hoch, aber die Reckalterungsfestigkeit bei Raumtemperatur ist niedrig.
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1 zeigt
eine grafische Darstellung, die Änderungen
bei den Bake-Hardening-Werten
gemäß einer Warmwickeltemperatur
bei einem Beispiel jedes des Vergleichsbeispiels und der Ausführungsform
zeigt (Ausführungsform
Nr. 1 und Vergleichsbeispiel Nr. 5), und 2 ist eine
grafische Darstellung, die Änderungen
bei Bake-Hardening-Werten gemäß einer
Glühtemperatur
zeigt.
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Aus 1 ist
ersichtlich, dass die Wärmehärtbarkeit
mit abnehmender Wickeltemperatur von Ausführungsform Nr. 1 zunimmt und
insbesondere nimmt die Wärmehärtbarkeit
unter 600°C
schnell zu.
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Dem
ist so, weil die Ausfällung
von AlN verzögert
wird, wenn die Warmwalzwickeltemperatur sinkt, so dass Stickstoff
in einer großen
Menge von Mischkristallzustand existieren kann.
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Bei
den Ausführungsformen
Nr. 1, 2, 3 und 4 mit ausreichendem Mischkristallstickstoff wird
in dem Warmwalzwickelprozess sichergestellt, wie in 1 gezeigt,
ist es möglich,
eine ausreichende Wärmehärtbarkeit
selbst bei einer niedrigen Glühtemperatur
sicherzustellen, so dass Glühen
bei niedriger Temperatur möglich
ist. Je niedriger die Glühtemperatur,
umso mehr wird Energie gespart und die Legierungstauchbeschichtungseigenschaft
wird verbessert.
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Zusammenfassung:
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EIN KALTGEWALZTES STAHLBLECH
UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
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Ein
Verfahren zum Herstellen eines kaltgewalzten Stahlblechs beinhaltet:
in Gew.-% Hinzufügen
von 0,005% oder weniger Kohlenstoff (C), 0,002 bis 0,005% Stickstoff
(N), 0,1 bis 1,0% Mangan (Mn), 0,005 bis 0,1% Phosphor (P), 0,015
bis 0,04% Niob (Nb), 0,3% oder weniger Silizium (Si), 0,02% oder
weniger Schwefel (S), 0,001 bis 0,03% Aluminium; Einstellen des
Atomverhältnisses
von Nb/C auf 1 oder mehr und des Atomverhältnisses von Al/N auf 0,5 bis
1,5, Homogenisieren eines Stahls, der Eisen (Fe) und Elemente enthält, die unvermeidlicherweise
beim Herstellen des Stahls als Rest enthalten sind, bei einer Temperatur
von 1150 bis 13000C, Einstellen der Warmwalzendtemperatur auf 890
bis 9500C, die über
einem kritischen Punkt Ar3 liegt; und Warmwickeln des warmgewalzten
Stahlblechs und Kaltwalzen des warmgewalzten Stahlblechs bei einem Kaltwalzreduktionsverhältnis von
40 bis 80%