DE1219242B - Cold-rolled, deep-drawable sheet steel, resistant to atmospheric corrosion - Google Patents

Cold-rolled, deep-drawable sheet steel, resistant to atmospheric corrosion

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DE1219242B
DE1219242B DEY657A DEY0000657A DE1219242B DE 1219242 B DE1219242 B DE 1219242B DE Y657 A DEY657 A DE Y657A DE Y0000657 A DEY0000657 A DE Y0000657A DE 1219242 B DE1219242 B DE 1219242B
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Kameo Matsukura
Toru Muta
Tadashi Nishi
Mineo Shimizu
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Yawata Iron and Steel Co Ltd
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Yawata Iron and Steel Co Ltd
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

C22cC22c

Deutsche Kl.: 40 b-39/54 German class: 40 b-39/54

Nummer: 1219242Number: 1219242

Aktenzeichen: Y 657 VI a/40 bFile number: Y 657 VI a / 40 b

Anmeldetag: 28. November 1962 Filing date: November 28, 1962

Auslegetag: 16. Juni 1966Opening day: June 16, 1966

Die Erfindung betrifft ein gegen atmosphärische Korrosion beständiges, kaltgewalztes, tiefziehbares Stahlblech.The invention relates to a cold-rolled, deep-drawable material that is resistant to atmospheric corrosion Sheet steel.

Es werden allgemein kaltgewalzte, niedriggekohlte Stahlbleche aus unberuhigtem oder mit Aluminium beruhigtem Stahl als Tiefziehstahlbleche verwendet, jedoch sind derartige Stahlbleche nicht gegen atmosphärische Korrosion beständig.There are generally cold-rolled, low-carbon steel sheets made of unkilled or with aluminum Killed steel is used as deep-drawing steel sheets, but such steel sheets are not against atmospheric Corrosion resistant.

Werden derartige Stahlbleche z.B. für Autokarosserien verwendet, so erhalten sie eine Grundierung und anschließend als Schutz gegen Korrosion einen Farbanstrich, nachdem die Karosserien zusammengebaut sind. Teile jedoch, die dem Erdboden gegenüberliegen, z. B. Bodenplatten, Schutzbleche und Steuerplatten, rosten früher. Um die Produktionskosten und das Gewicht von Personenwagen zu vermindern, wird neuerdings versucht, rahmenlose Karosserien zu bauen, um sowohl die Festigkeit als auch die Steifheit mit nur einem Körper zu erhalten. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß eine Korrosion oder ein Bruch des Stahlbleches der Karosserie sich auf die Festigkeit sehr unangenehm auswirkt. Für den Unterbau von Autos wurden daher häufig galvanisierte Stahlbleche verwendet. Solche galvanisierten Stahlbleche haben eine merklich bessere Korrosionsbeständigkeit, sie haben jedoch den Nachteil, daß, da die Einzelteile meist zusammengeschweißt werden, die Plattierung sich rings um den geschweißten Teil durch die Wärme abschält oder auch durch mechanischen Abrieb abbröckelt. Das Blech beginnt dort zu rosten, wo die Plattierung abgeblättert ist, wobei außerdem die Tiefziehbarkeit solcher Bleche nicht ausreichend ist.If such steel sheets are used, for example, for car bodies, they are given a primer and then a coat of paint to protect against corrosion after the bodies are assembled are. However, parts facing the ground, e.g. B. Floor panels, mudguards and control plates, rust earlier. To reduce the production cost and weight of passenger cars too Lately attempts have been made to build frameless bodies to increase both strength and also get stiffness with just one body. However, there is a risk of corrosion or breakage of the steel sheet of the body has a very unpleasant effect on the strength. For the For this reason, galvanized steel sheets were often used as substructures for automobiles. Such galvanized Steel sheets have a noticeably better corrosion resistance, but they have the disadvantage that Since the individual parts are usually welded together, the plating extends around the welded one Part peeled off by the heat or crumbled off by mechanical abrasion. The sheet begins to rust where the plating has peeled off, and also the deep-drawability of such sheets is not sufficient.

Stahlbleche mit verschiedener Zusammensetzung, die sehr fest und gegen atmosphärische Korrosion beständig sind, sind bekannt. Diese Bleche können dünner sein als gewöhnliche Stahlbleche und müssen daher eine große Zugfestigkeit aufweisen. Um jedoch Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion zu erhalten, müssen diesen zugfesten Stählen bestimmte Elemente zugesetzt werden, wodurch jedoch wieder eine Einbuße bei der Verarbeitbarkeit dieser Bleche in Kauf genommen werden muß, da sie zwar eine leichte Druckverformung, nicht jedoch eine kräftige Zugverformung aushalten, wie dies für tiefziehbare Stahlbleche notwendig ist, die bei der Autoherstellung Verwendung finden.Steel sheets with various compositions that are very strong and resistant to atmospheric corrosion are stable are known. These sheets can and must be thinner than ordinary steel sheets therefore have a large tensile strength. However, in order to maintain resistance to atmospheric corrosion, Certain elements must be added to these tensile steels, which, however, again a loss in the processability of these sheets must be accepted because they are a withstand slight compression deformation, but not strong tensile deformation, as is the case for deep-drawable ones Sheet steel is necessary, which are used in car manufacturing.

Es ist nun ein gegen atmosphärische Korrosion beständiges, kaltgewalztes, tiefziehbares Stahlblech mit 0,03 bis 1% Kohlenstoff, 0,25 bis 1,5% Mangan, 0,05% bis 0,8% Molybdän, 0,02 bis 0,5% Arsen, 0,02 bis 0,5% Antimon, 0,04 bis 0,25% Gegen atmosphärische Korrosion beständiges,
kaltgewalztes, tiefziehbares Stahlblech
It is now a cold-rolled, deep-drawable sheet steel which is resistant to atmospheric corrosion and contains 0.03 to 1% carbon, 0.25 to 1.5% manganese, 0.05% to 0.8% molybdenum, 0.02 to 0.5% % Arsenic, 0.02 to 0.5% antimony, 0.04 to 0.25% atmospheric corrosion resistant,
cold-rolled, deep-drawable sheet steel

Anmelder:Applicant:

Yawata Iron & Steel Co., Ltd., TokioYawata Iron & Steel Co., Ltd., Tokyo

Vertreter:Representative:

Dr. F. Zumstein,Dr. F. Zumstein,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. AssmannDipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann

und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,and Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,

Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4Patent Attorneys, Munich 2, Bräuhausstr. 4th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Toru Muta,Toru Muta,

Ohaza Ohkura,Ohaza Ohkura,

Mineo Shimizu,Mineo Shimizu,

Ohaza Tsukita,Ohaza Tsukita,

Kameo Matsukura,Kameo Matsukura,

Ohaza Ohkura,Ohaza Ohkura,

Tadashi Nishi, Tobata City (Japan)Tadashi Nishi, Tobata City (Japan)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Japan vom 11. Dezember 1961 (45 152)Japan December 11, 1961 (45 152)

Zinn, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen bekannt.Tin, the remainder iron and unavoidable impurities known.

Bei diesem bekannten Stahl wird zwar durch die Zugabe einer geringen Menge Phosphor die Korrosionsbeständigkeit verbessert, jedoch damit auch die Tiefziehbarkeit herabgesetzt und die Streckgrenze erhöht.In the case of this known steel, the addition of a small amount of phosphorus increases the corrosion resistance improved, but also the deep-drawability and the yield point reduced elevated.

Es ist ein weiterer korrosionsbeständiger Stahl bekannt, bei dem Aluminium, Vanadin und Bor zulegiert sind. Dieser Stahl ist jedoch, da er auch Nickel enthält, relativ teuer.Another corrosion-resistant steel is known in which aluminum, vanadium and boron are added are. However, because it also contains nickel, this steel is relatively expensive.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in der Schaffung eines Stahlblechs, das dieselbe Zugfestigkeit wie ein normales Tiefziehblech hat und sowohl gegen atmosphärische Korrosion beständig ist als auch eine sehr gute Tiefziehbarkeit besitzt.The object of the invention is therefore to provide a steel sheet that has the same tensile strength like a normal deep-drawn sheet and is resistant to atmospheric corrosion also has very good deep-drawability.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Stahlblech, das aus weniger als 0,01% Kohlenstoff, weniger als 0,08% Silicium, 0,20 bis 0,50% Mangan, 0,05 bis 0,12% Phosphor, 0,2 bis 0,6% Kupfer, weniger als 0,05% Arsen, weniger als 0,001% freien Stickstoff, Rest Eisen mit unvermeidbaren Verunreinigungen besteht.This is achieved according to the invention by a steel sheet that consists of less than 0.01% carbon, less than 0.08% silicon, 0.20 to 0.50% manganese, 0.05 to 0.12% phosphorus, 0.2 to 0.6% copper, less than 0.05% arsenic, less than 0.001% free nitrogen, the remainder iron with unavoidable impurities consists.

Das erfindungsgemäße Stahlblech kann eines oder mehr Elemente aufweisen, die eine große Affinität zuThe steel sheet according to the invention may have one or more elements which have a great affinity to

609 579/328609 579/328

Stickstoff haben, z.B. 0,01 bis 0,08% Aluminium, weniger als 0,1% Vanadin und weniger als 0,01% Bor, was von den jeweiligen Umständen abhängt.Have nitrogen, e.g. 0.01 to 0.08% aluminum, less than 0.1% vanadium and less than 0.01% Boron, depending on the circumstances.

In der Figur der Zeichnung ist ein Diagramm dargestellt, das den Zusammenhang zwischen der Zeit (Abszisse) und der Gewichtsverminderung durch Korrosion (Ordinate) bei Prüfung in der freien Atmosphäre zeigt, wobei die Kurve A einen üblichen Flußstahl und die Kurve B den erfindungsgemäßen Stahl betrifft. Aus dem Diagramm ergibt sich, daß der erfindungsgemäße Stahl eine bessere Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion als der übliche Flußstahl hat.The figure of the drawing shows a diagram which shows the relationship between the time (abscissa) and the weight reduction due to corrosion (ordinate) when tested in the open atmosphere, curve A relating to a conventional mild steel and curve B to the steel according to the invention . It can be seen from the diagram that the steel according to the invention has a better resistance to atmospheric corrosion than the usual mild steel.

Erfindungsgemäß wird weniger als 0,08 % Silicium zum Desoxydieren entsprechend der Stahlherstellung zugesetzt. Durch Mangan wird die Schweißbarkeit und die Desoxydation verbessert. Wird jedoch mehr als 0,5% Mangan zugegeben, so wird zwar die Zugfestigkeit erhöht, aber die Verarbeitbarkeit vermindert. Bei weniger als 0,2% Mangan wird die Schweißbarkeit des Stahles herabgesetzt.According to the invention, less than 0.08% silicon is used for deoxidizing, corresponding to steel making added. Manganese improves weldability and deoxidation. But it will be more added than 0.5% manganese, the tensile strength is increased, but the processability is reduced. With less than 0.2% manganese, the weldability of the steel is reduced.

Durch die Zugabe von Phosphor im Bereich von 0,05 bis 0,12% wird, wenn gleichzeitig Kupfer zugegeben wird, sowohl der Widerstand gegen atmosphärische Korrosion als auch gleichzeitig die Zugfestigkeit erhöht. Bei mehr als 0,12% Phosphor wird der Stahl härter, bei weniger als 0,05% Phosphor wird die Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion vermindert.By adding phosphorus in the range from 0.05 to 0.12%, copper is added at the same time both the resistance to atmospheric corrosion and the tensile strength at the same time elevated. With more than 0.12% phosphorus the steel becomes harder, with less than 0.05% phosphorus the resistance to atmospheric corrosion is reduced.

Durch die Zugabe von Phosphor und Kupfer erhält man schon praktisch eine Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion, wird jedoch noch Arsen bis 0,05% zugesetzt, dann kann die Korrosionsfestigkeit weiter verbessert werden, ohne daß die Verarbeitbarkeit herabgesetzt wird.Preserved by the addition of phosphorus and copper one already has practically a resistance to atmospheric corrosion, however arsenic is still up 0.05% is added, then the corrosion resistance can be further improved without affecting the processability is reduced.

Der Stickstoffgehalt (nicht mit anderen Metallen kombiniert) im Stahlblech ist kleiner als 0,001%, um praktisch eine Alterung des Stahlbleches zu verhindern. The nitrogen content (not combined with other metals) in the steel sheet is less than 0.001%, to practically prevent aging of the steel sheet.

Um den Sauerstoffgehalt im Stahl, der einen nachteiligen Einfluß auf die Tiefziehbarkeit hat, herabzusetzen, kann der schmelzflüssige Stahl in bekannter Weise im Vakuum entgast oder im Vakuum oder in einer inerten Gas vergossen werden, oder der im Vakuum entgaste schmelzflüssige Stahl kann außerdem im Vakuum oder in einer Atmosphäre eines inerten Gases vergossen werden. Der so behandelte Stahl hat nur wenig nichtmetallische Einflüsse und daher eine gute Oberfläche und eine sehr gute Tiefziehbarkeit. In order to reduce the oxygen content in the steel, which has a negative influence on deep-drawability, the molten steel can be degassed in a known manner in a vacuum or in a vacuum or in an inert gas can be cast, or the molten steel degassed in a vacuum can also cast in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas. So treated Steel has only a few non-metallic influences and therefore a good surface and very good deep-drawability.

Nach dem Vergießen wird der Stahl in bekannter Weise nach der Warmverformung mit einem Reduktionsverhältnis von 30 bis 90% zu Stahlcoils mit der erforderlichen Dicke kaltgewalzt und geglüht. Die einzelnen Ringbunde werden rekristallisationsgeglüht, wobei sie, unter Verwendung einer geeigneten Atmosphäre und eines kontinuierlich arbeitenden Glühofens oder eines Glühofens für offene Bunde, entkohlt und denitriert werden. Soll in diesem Fall nur entkohlt werden, so besteht die Gasmischung aus 3 bis 20% Wasserstoff, Rest im wesentlichen Stickstoff; soll sowohl entkohlt als auch denitriert werden, so besteht die Gasmischung aus mehr als 70% Wasserstoff, Rest Stickstoff. Ist die Rekristallisationstemperatur erreicht, so wird Dampf in- das atmosphärische Gas eingeführt, damit das Stahlcoil während der dazu notwendigen Zeit eine Ausgleichbehandlung erhält.After casting, the steel is hot-worked in a known manner with a reduction ratio cold rolled and annealed from 30 to 90% into steel coils of the required thickness. the individual coils are recrystallization annealed, using a suitable atmosphere and a continuous annealing furnace or an annealing furnace for open coils, decarburized and be denitrated. If only decarburization is to be carried out in this case, the gas mixture consists of 3 to 20% hydrogen, the remainder essentially nitrogen; should be both decarburized and denitrated, the gas mixture consists of more than 70% hydrogen, the remainder nitrogen. Once the recrystallization temperature is reached, steam becomes atmospheric Gas introduced so that the steel coil undergoes equalization treatment for the time necessary for this receives.

Soll eine derartige DenitrierungswärmebehandlungShould such denitration heat treatment

unterbleiben, so kann schon bei der Erschmelzung des Stahles in bekannter Weise ein oder mehrere stickstoffaffines Element, wie z. B. Aluminium, Vanadin oder Bor, der Schmelze zugegeben werden. Es werden in diesem Fall 0,01 bis 0,08% Aluminium, weniger als 0,1% Vanadin und weniger als 0,01% Bor zugesetzt. Diese Elemente haben praktisch keinen Einfluß auf die Beständigkeit gegen atmosphärischeomitted, one or more can be used in a known manner when the steel is melted nitrogen-affine element, such as. B. aluminum, vanadium or boron, are added to the melt. It in this case 0.01 to 0.08% aluminum, less than 0.1% vanadium and less than 0.01% Boron added. These elements have practically no influence on the resistance to atmospheric agents

ίο Korrosion und auf die Tiefziehbarkeit des Stahlblechs.ίο Corrosion and the deep-drawability of the steel sheet.

Es ist jedoch auch die Denitrierungswärmebehandlung wirksamer, wenn diese Legierungszusätze bereits im Stahlblech vorhanden sind.However, the denitration heat treatment is also more effective if these alloy additives are already in place are present in the sheet steel.

Das so gewonnene Stahlblech enthält weniger als 0,01% Kohlenstoff und weniger als 0,001% Stickstoff, wenn die Denitrierungsbehandlung durchgeführt wird. Dabei liegt der Stickstoff nicht an anderen Metallen abgebunden vor.The steel sheet obtained in this way contains less than 0.01% carbon and less than 0.001% nitrogen, when the denitration treatment is performed. The nitrogen is not due to others Metals bonded before.

Durch diese Herabsetzung des Gehalts an Kohlenstoff und Stickstoff auf die obengenannten Werte wird die Verarbeitbarkeit des Stahlbleches wesentlich verbessert, so daß man ein sehr gut tiefziehbares Blech erhält.By reducing the carbon and nitrogen content to the above values the processability of the steel sheet is significantly improved, so that you can deep-draw a very good Sheet receives.

Insbesondere erhält man durch die Verminderung a5 des Stickstoffgehaltes in bekannter Weise ein praktisch nichtalterndes Blech, weshalb die Tiefziehbarkeit nicht durch Spannungsalterung nach dem Walzdurchgang verschlechtert wird.In particular, by reducing a5 in the nitrogen content in a known manner, a practical non-aging sheet metal, which is why the deep-drawability is not due to stress aging after the rolling pass is worsened.

Die Eigenschaften eines gemäß der Erfindung hergestellten Stahls werden im folgenden an Hand eines Beispiels erläutert.The properties of a steel produced according to the invention are given below on the basis of a Example explained.

Beispielexample

Ein kaltgewalztes Band mit 0,8 mm Dicke, das aus einem schmelzflüssigen Stahl hergestellt war, dessen Schöpfanalyse 0,08% Kohlenstoff, 0,01 % Silicium, 0,38% Mangan, 0,09% Phosphor, 0,013% Schwefel, 0,41 % Kupfer, 0,036% Arsen und 0,0019% Stickstoff ergab, durchlief alle erforderliehen Arbeitsschritte bis zum Kaltwalzen und wurde danach in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von —40 auf 700° C erwärmt und darauf 10 Stunden in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von 30° C durch Einleitung von Dampf erwärmt, neuerdings gekühlt, indem auf trockene Wasserstoffatmosphäre umgeschaltet wurde, und schließlich rekristallisationsgeglüht. A cold-rolled strip 0.8 mm thick made from a molten steel, its scoop analysis 0.08% carbon, 0.01% silicon, 0.38% manganese, 0.09% phosphorus, 0.013% Sulfur, 0.41% copper, 0.036% arsenic and 0.0019% nitrogen went through all required Work steps up to cold rolling and was then in a dry hydrogen atmosphere with a dew point of -40 to 700 ° C and then 10 hours in a moist hydrogen atmosphere recently heated to a dew point of 30 ° C by the introduction of steam cooled by switching to a dry hydrogen atmosphere and finally recrystallization annealed.

Das so erhaltene Produkt hatte die folgende Zusammensetzung: 0,004% C, 0,01% Si, 0,38% Mn,The product thus obtained had the following composition: 0.004% C, 0.01% Si, 0.38% Mn,

0,09% P, 0,012% S, 0,'39% Cu, 0,0005% N, 0,036% As und Verunreinigungen von 0,022% Ni, 0,017% Cr und 0,013% Sn.0.09% P, 0.012% S, 0.139% Cu, 0.0005% N, 0.036% As and impurities of 0.022% Ni, 0.017% Cr and 0.013% Sn.

Die mechanischen Eigenschaften des Produkts betrugen nach einem Walzgang bei einem Reduktionsverhältnis von 0,6%: The mechanical properties of the product after one rolling pass at a reduction ratio of 0.6% were:

6o6o Unmittelbar
nach, dem
Walzdurch
gang
Direct
after this
Rolling through
corridor
Nach
künstlicher
lstündiger
Alterung bei
1000C
To
more artificial
l hour
Aging at
100 0 C
Zugfestigkeit, kg/mm2 ...
Streckgrenze, kg/mm2
65 Dehnung (Länge der
Probe 50 mm), %
Erichsen-Wert, mm
Kegelnapfwert, mm
Tensile strength, kg / mm 2 ...
Yield strength, kg / mm 2
65 elongation (length of
Sample 50 mm),%
Erichsen value, mm
Cone cup value, mm
31,8
22,4
45,1
10,8
35,7
31.8
22.4
45.1
10.8
35.7
31,9
23,0
44,9
10,6
35,7
31.9
23.0
44.9
10.6
35.7

Aus diesen Werten ergibt sich, daß man dieselbe Tiefziehbarkeit erhält wie bei einem üblichen niedriggekohlten Tiefziehstahlblech, und selbst nach einer künstlichen Alterungsbehandlung, die 1 Stunde lang bei 100° C durchgeführt wurde, wird die Tiefziehbarkeit praktisch nicht herabgesetzt.It follows from these values that the same deep-drawability is obtained as with a conventional low-carbon one Deep-drawn steel sheet, and even after an artificial aging treatment that lasts for 1 hour was carried out at 100 ° C, the deep-drawability is practically not reduced.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Gegen atmosphärische Korrosion beständiges, kaltgewalztes, tiefziehbares Stahlblech, bestehend aus1. Cold-rolled, deep-drawable sheet steel, resistant to atmospheric corrosion, consisting of the end weniger als 0,01 % Kohlenstoff, weniger als 0,08 % Silicium, 0,20 bis 0,50% Mangan, 0,05 bis 0,12% Phosphor, 0,2 bis 0,6% Kupfer, weniger als 0,05% Arsen, weniger als 0,001 % freien Stickstoff, Rest Eisen mit unvermeidbaren Verunreinigungen. less than 0.01% carbon, less than 0.08% silicon, 0.20-0.50% manganese, 0.05 to 0.12% phosphorus, 0.2 to 0.6% copper, less than 0.05% arsenic, less than 0.001% free nitrogen, Remainder iron with unavoidable impurities. 2. Stahlblech nach Anspruch 1, das zusätzlich noch2. Steel sheet according to claim 1, which additionally has weniger als 0,080 % Aluminium, weniger als 0,1% Vanadin, weniger als 0,01% Bor, einzeln oder zu mehreren enthält.less than 0.080% aluminum, less than 0.1% vanadium, less than 0.01% boron, contains individually or in groups. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2121057, 2 867 531.References considered: U.S. Patents Nos. 2121057, 2,867,531. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 609 579/328 6. 66 © Bundesdruckerei Berlin609 579/328 6. 66 © Bundesdruckerei Berlin
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