DE1508429B2

DE1508429B2 - Verfahren zum Herstellen von Stahlblechen durch Walzen in einem zweistufigen Kaltwalzgang

Info

Publication number: DE1508429B2
Application number: DE1508429A
Authority: DE
Inventors: Yukio Hashimoto; Kazuo Matsudo; Osamu Muroga
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1965-12-22
Filing date: 1966-12-22
Publication date: 1975-07-24
Also published as: DE1508429A1; FR1507399A; BE691645A; US3453858A; GB1173440A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Stahlblechen durch Walzen in einem zweistufigen Kaltwalzgang, für den eine Kombination von zwei prozentuellen Stärkeverminderungen des auszuwalzenden Bleches gewählt wird, die bei gewählter Standardwärmebehandlung durch Erhalt einer ausgewählten Korngröße dem Endprodukt die für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneten mechanischen Eigenschaften gibt.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (FR-PS 13 41 095) handelt es sich zwar auch um einen zweistufigen Kaltwalzgang, jedoch findet hier zwischen den beiden Stufen des Kaltwalzganges eine Wärmebehandlung bei einer sehr hohen Temperatur statt, worauf eine ganz bestimmte prozentuelle Stärkeverminderung im zweiten Kaltwalzgang, also in der zweiten Verformungsstufe angestrebt wird. Die erste Verformungsstufe im ersten Kaltwalzgang dient demnach lediglich dazu, die Voraussetzungen für das Erreichen einer bestimmten Endstärke des Materials bei gegebener Ausgangsstärke zu schaffen. Hinsichtlieh der Eigenschaften des Materials ist der erste Kaltwalzgang jedoch völlig ohne Bedeutung, was insbesondere auch eine Folge der hohen Temperatur bei der Wärmebehandlung zwischen den beiden Kaltwalzgängen ist. Die prozentuellen Stärkeverminderungen in den beiden Kaltwalzgängen werden also nicht aufeinader abgestimmt.

Bekannt ist weiter ein Verfahren zur Herstellung von orientiertem Siliciumstahl (DT-AS 1181256), bei dem ebenfalls ein zweistufiger Kaltwalzgang mit verschiedenen Wärmebehandlungen kombiniert wird. Zwischen den beiden Kaltwalzgängen wird dabei bei einer sehr hohen Temperatur geglüht, so daß die in der ersten Verformungsstufe erzielten Materialeigenschaften wieder verlorengehen bzw. als Ausgangsgröße für den zweiten Kaltwalzgang bzw. die zweite Verformungsstufe nur von geringer Bedeutung sind.

Schließlich ist es auch schon bekannt (Bickel, »Die metallischen Werkstoffe des Maschinenbaues«, 1953, S. 81), daß die Qualität eines beim Tiefziehen einer Verformung unterliegenden und rekristallisierten Gefüges für die Eigenschaften des Werkstoffes maßgebend und abhängig von Werkstoff, Verformungsgrad, Glühtemperatur, Erhitzungsgeschwindigkeit und Glühdauer ist. Insbesondere ist ein rekristallisiertes Gefüge um so feinkörniger, je stärker der Verformungsgrad, je kürzer die Aufheizzeit, je niedriger die Glühtemperatur und je kürzer die Glühdauer war.

Die Berücksichtigung der Korngröße allein führt jedoch häufig nicht zu befriedigenden Ergebnissen bezüglich der Qualität des hergestellten Produktes. Es ist vielmehr nach den oben beschriebenen bekannten Verfahren häufig nicht möglich, eine angestrebte Eigenschaft und ausreichende Qualität der Endprodukte des zweistufigen Kaltwalzganges zu erzielen. So kann es bei unfreiwilligem Überschreiten gewisser Grenzwerte für die normale bzw. die planare Anisotropie zu einem Bruch der Stahlbleche kommen. Weiter treten häufig ungleichmäßige Materialspannungen auf, die in Richtungen senkrecht und parallel zur Blechebene Faltungen und Wellen zur Folge haben. Mangelnde Materialfestigkeit auf Grund der Eigenschaftveränderung bei der Stärkeverminderung bzw. beim Glühen kann sogar plastische Verformungen zur Folge haben. Alle diese Nachteile treten auf, weil die beim Herstellen von normalen Stahlblechen im zweistufigen Kaltwalzgang, insbesondere beim Herstellen von Blechen aus unberuhigtem Stahl erzielten mechanischen Eigenschaften bisher miteinander nicht vereinbar sind, und zwar selbst dann, wenn die Slärkeverminderungen und die Bedingungen der Wärmebehandlung verändert werden.

Die Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe, ein kaltgewalztes Stahlblech von ausgezeichneter gewünschter Qualität durch Einhaltung bestimmter Stärkeverminderungen in den beiden Kaltwalzgängen herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst die prozentuelle Stärkeverminderung in der ersten Verformungsstufe als Funktion der prozentuellen Stärkeverminderung in der zweiten Verformungsstufe mit der Korngröße, der planaren bzw. der normalen Anisotropie als Parameter schaubildlich im gleichen Maßstab dargestellt wird, daß durch anschließendes Vereinigen dieser drei Darstellungen zu einem einzigen Schaubild der entsprechend den jeweiligen Anforderungen an das Endprodukt die jeweils optimale Kombination der drei Parameter wiedergebende Schaubildpunkt und die zugehörigen prozentuellen Stärkeverminderungen für die beiden Verformungsstufen bestimmt werden und daß schließlich das Stahlblech im zweistufigen Kaltwalzgang mit der sich ergebenden Kombination zweier prozentueller Stärkeverminderungen ausgewalzt wird.

Zunächst fällt auf, daß hier nicht nur die Korngröße allein, sondern je nach der gewünschten Eigenschaftskombination für das Endprodukt des zweistufigen Kaltwalzganges noch zusätzliche Größen berücksichtigt werden, nämlich die planare bzw. die

3 4

normale Anisotropie. Es ist nun nicht möglich, eine F i g. 1 ein Beispiel eines Schaubildes, bei dem die

Vielzahl von definierten Größen, wie die drei aus- prozentuelle Stärkeverminderung im ersten Kaltwalz-

gewählten, die auf die eine oder andere Eigenschaft gang als Funktion der prozentuellen Stärkeverminde-

des Endproduktes oder auf gewisse Eigenschafts- rung im zweiten Kaltwalzgang mit der Korngröße

kombinationen Einfluß haben, gemeinsam auf Opti- 5 (ASTM-Zahl) als Parameter dargestellt ist (die im

malwerte zu bringen. Würde beispielsweise eine der Schaubild eingetragenen Kurven sind Linien für glei-

Größen, beispielsweise die Korngröße, auf ihren opti- ehe Korngrößenzahlen),

malen Wert für den jeweiligen Verwendungszweck F i g. 2 ein F i g. 1 entsprechendes Schaubild mit

des hergestellten Stahlbleches festgelegt, so werden der planaren Anisotropie als Parameter,

dafür andere, die Eigenschaft des Stahlbleches eben- io F i g. 3 ein F i g. 1 entsprechendes Schaubild mit

falls beeinflussende Größen mehr oder weniger stark der normalen Anisotropie als Parameter und

von ihrem für die gewünschten Eigenschaften opti- Fig. 4 eine Vereinigung der Fig. 1 bis 3 zu einem

malen Wert abweichen. Durch die Verwendung dreier einzigen Schaubild.

Größen bei der Bestimmung der prozentuellen Stärke- In den Figuren ist die prozentuelle Stärkevermindeverminderung in den beiden Verformungsstufen des 15 rung im ersten Kaltwakgang als erster Kaltwalzgrad zweistufigen Kaltwalzganges, nämlich zusätzlich zur und die prozentuelle Stärkeverminderung im zweiten Korngröße auch noch der normalen und der planaren Kaltwalzgang als zweiter Kaltwalzgrad bezeichnet.
Anisotropie, ist also das Problem noch nicht voll- Bei Stahlblechen, die gepreßt werden sollen, sind ständig gelöst. Zwar hat sich in der Praxis ergeben, Bildsamkeit und Verformbarkeit erforderlich. Diese daß bei Berücksichtigung dieser drei Größen die Er- 20 Eigenschaft muß vorliegen, ohne daß in irgendeinem zeugung hoch qualitativer, dem jeweiligen Verwen- verformten Abschnitt des Bleches Brüche eintreten, dungszweck in ihren Eigenschaften gut angepaßter In der Verformungstechnik kann die Umformbarkeit Stahlbleche mit geringem Ausschuß möglich ist. am besten durch den Erichsen-Wert und die Tief-Selbstverständlich sind aber auch die drei vorge- ziehfähigkeit durch den Lankford-Wert wiedergegeschlagenen Größen nicht gleichzeitig auf ein Opti- 25 ben werden. Andererseits bedeutet die Bildsamkeit mum zu bringen. Deshalb wird weiter auf einfache die Möglichkeit, eine gegebene Gestalt und gegebene Weise eine praktisch realisierbare optimale Kombi- Abmessung während und nach der Aufbringung der nation der drei Größen entsprechend ihrem jeweiligen äußeren Verformungskräfte aufrechtzuerhalten. Es Einfluß auf das Endprodukt erzielt, indem die Aus- ist klar, daß eine schlechte Konfiguration in großem Wirkungen der prozentuellen Stärkeverminderungen 30 Maße von der Streckgrenze der Stahlbleche abhängt in den beiden Verformungsstufen auf die drei aus- und daß die Formhalteeigenschaft nicht unter Nichtgewählten Größen in ein einziges Schaubild zusam- beachtung der Verformbarkeit betrachtet werden mengezogen werden, so daß, da der Einfluß der drei kann.

Größen auf die Eigenschaften des Endproduktes be- Aus diesen Gründen wird verständlich, daß es vorkannt sind, der den jeweiligen Anforderungen an das 35 teilhaft ist, die Preßbearbeitbarkeit von Stahlblechen Endprodukt bezüglich der optimalen Kombination in Abhängigkeit vom Erichsen-Wert, vom Lankfordder drei Größen entsprechende Schaubildpunkt be- Wert und von der Streckgrenze des Materials zu stimmt und daraus die in jedem der beiden Kaltwalz- bestimmen. Es ist jedoch unmöglich, diese Eigengänge anzuwendende prozentuelle Stärkeverminde- schäften in das Herstellungsverfahren von Stahlrung ermittelt werden kann. Entscheidend ist also, 40 blechen direkt einzubeziehen. Weitere Forschung hat daß bezüglich der gewünschten Eigenschaften des ergeben, daß der Erichsen-Wert und die Streckgrenze Endproduktes jede der beiden Verformungsstufen nicht voneinander unabhängig sind, sondern daß sie des zweistufigen Kaltwalzganges ihre Rolle spielt und mit der Korngröße eng in Verbindung stehen. Durch nicht mehr das Optimum für eine der Größen, wie Anpassen der Korngröße an einen entsprechenden beispielsweise der Korngröße, ermittelt wird, sondern 45 Wert wird es so möglich, den gewünschten Erichsendie optimale Kombination von drei Größen. Dabei Wert und die optimale Streckgrenze zu erreichen. Ein wird in der Regel keine der einzelnen Größen in derartiges Kristallgefüge wird in der Technik durch ihrem eigenen Optimum liegen. Dennoch führt die den Lankford-Wert wiedergegeben. Nun hat die nor-Kombination dazu, daß das Endprodukt den jeweili- male Anisotropie, die als Lankford-Wert wiedergen Anforderungen ausgezeichnet entspricht. Schwie- 50 gegeben ist, eine starke Richtungsabhängigkeit, so rigkeiten bei der Ermittlung der optimalen Kombi- daß es üblich ist, einen mittleren Lankford-Wert zu nation bzw. der entsprechenden prozentuellen Stärke- nehmen, der bei 0 bzw. 45 bzw. 90° in bezug auf Verminderungen für die beiden Verformungsstufen die Walzrichtung gemessen wird, und diesen Mitteides zweistufigen Kaltwalzganges bestehen dabei nicht. wert als r zu bezeichnen. Experimente haben jedoch Auf die angegebene Weise kann vielmehr die opti- 55 gezeigt, daß selbst bei Preßlingen mit demselben Wert male Kombination auf einfachste Weise ermittelt von r beträchtliche Unterschiede in ihren Zieheigenwerden. Dafür ist auch das bisher übliche mühsame schäften bestehen. Es kann angenommen werden, Zuschneiden und Prüfen von Probestreifen nicht daß ein derartiger Unterschied durch die planare mehr notwendig. Auch wird der Ausschuß vermin- Anisotropie Δ r des Materials verursacht wird. Natürdert. Für ein bestimmtes Ausgangsmaterial und eine 60 Hch verändert sich auch Λ r beträchtlich mit der probestimmte Standardwärmebehandlung lassen sich zentuellen Stärkeverminderung,
vielmehr nach Erstellung des Schaubildes die geän- Die Preßbearbeitbarkeit wird grundsätzlich durch derten gewünschten Eigenschaften des Endproduktes die Korngröße und die Struktur der Kristalle beentsprechenden prozentuellen Stärkeverminderungen stimmt. Nunmehr wird jedoch die Preßbearbeitbarkeit für den zweistufigen Kaltwalzgang mühelos bestim- 65 von Stahlblechen in Abhängigkeit von der ASTM-men. Zahl, die direkt die Korngröße anzeigt, und von τ Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeich- und Δ r bestimmt. Geschieht das, so kann das Vernungen beispielsweise erläutert, und zwar zeigt fahren im übrigen unter den üblichen Herstellungs-

bedingungen bei Verwendung von unberuhigtem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt durchgeführt werden, ohne daß es notwendig wäre, besondere Maßnahmen, wie Zusatz oder Entfernung von Elementen im Stahl, die großen Einfluß auf diese Größen haben, durchzuführen. Außerdem ist auch in den Heißwalzstufen kein besonderes Verfahren erforderlich. Das Verfahren kann vielmehr bei Berücksichtigung der ausgewählten Größen in der angegebenen Weise unter sonst üblichen Bedingungen durchgeführt werden.

Als erstes wurde bei den Experimenten eine Anzahl von Kombinationen- zwischen erster und zweiter Stärkeverminderung durchprobiert, die letzten Endes zur selben Stärke des Endproduktes führten, und das Material wurde mit den entsprechenden Kombinationen kaltgewalzt und dann einem Dauerglühen unterworfen. Nach Prüfung und Messung der erhaltenen Bleche in bezug auf die Korngröße (ASTM-Zahl), die normale Anisotropie (r) und die planare Aniso- a° tropie (Δ r) wurde folgende erstaunliche Tatsache gefunden: So zeigte es sich, daß durch Verändern der Kombination zweier prozentueller Stärkeverminderungen die Eigenschaften sehr große und komplizierte Änderungen erfuhren. Es stellte sich heraus, daß je eine Kombination von Kaltwalzgraden, die letztlich zu derselben Blechdicke führen, existiert, bei der die Korngröße ein Maximum oder ein Minimum erreicht, die normale Anisotropie ein Maximum erreicht, und die planare Anisotropie ein Maximum oder ein Minimum erreicht. Außerdem hat sich herausgestellt, daß keine Kombination besteht, bei der all diese Faktoren zufriedenstellend sind, und daß die Vielfalt der Veränderungen sich von der derjenigen stark unterscheidet, die bei einer einzigen Stärkeverminderung festgestellt wird.

Als zweite Maßnahme wurde die Stärke der heißgewalzten Stahlbänder verändert, eine Anzahl Kombinationen von Stärkeverminderungen vorbereitet, die, wie in den vorhergehenden Versuchen letztlich zu derselben Blechdicke des Endproduktes führten, und die Stahlbänder mit den entsprechenden Kombinationen gewalzt und geglüht. Bei der Überprüfung wurden Ergebnisse festgestellt, die sich von denjenigen der vorhergehenden Experimente unterschieden. Diese Tatsache zeigt, daß sich selbst bei derselben Endstärke die Eigenschaften des Endproduktes in Abhängigkeit von der Dicke des als Ausgangsprodukt dienenden heißgewalzten Stahlbandes unterscheiden. Es kann also gefolgert werden, daß, selbst wenn heißgewalzte Stahlbänder von unterschiedlichen Dikken verwendet werden, gleiche Eigenschaften erzielt werden können, solange nur der erste und der zweite Kaltwalzgrad jeweils dieselben sind. Während dieser Experimente wurden als Standardwärmebehandlung Zwischenglühen nach dem ersten Kaltwalzgang und Schlußglühen nach dem zweiten Kaltwalzgang bei 700° C für 5 Stunden durchgeführt. Es besteht kein besonderer Grund für die Auswahl dieser Temperatur und Glühzeit. Sie wurden vielmehr aus dem einfachen Grund ausgewählt, da sie den tatsächlichen Herstellungbedingungen in Fabriken entsprechen. Die mechanischen Eigenschaften des Endproduktes, die erzielt werden, wenn die Temperatur und die Glühzeit unabhängig verändert werden, kann im übrigen leicht vorhergesagt werden.

Unter diesen Bedingungen wurden die Experimente fortgeführt, um die Veränderung in diesen Eigenschaften festzustellen, wenn die Dicke des kaltgewalzten Stahlbandes oder des heißgewalzten Stahlbandes verändert wurde. Die aus diesen Experimenten erhaltenen Werte können in Tabellen erfaßt werden, um das Verfahren vom Versuchsstadium in die Praxis zu überführen. Bequemer ist es dabei jedoch, und so wird deshalb vorgegangen, die Daten in Schaubildern nach Art der F i g. 1 bis 3 darzustellen und diese dann zu einem einzigen Schaubild, wie F i g. 4, zu kombinieren, die eine Kombination der Fig. 1 bis 3 darstellt.

Heißgewalzte Stahlbänder, die in diesen Experimenten verwendet wurden, wurden aus derselben Charge unter folgenden Herstellungsbedingungen hergestellt:

Unberuhigter, in einem LD-Konverter hergestellter Stahl, üblicher Platinenwalzvorgang,

Bedingungen des Heißwalzens:

Endbearbeitungstemperatur 870° C,

Haspeltemperatur 575° C,

Kontrollanalyse:	S	P	O	N
C Mn	0,026	0,015	0,054	0,0015
0,05 0,25

Zur Erleichterung des Verständnisses wurden in F i g. 4 zusätzlich Kurven eingezeichnet, die Kombinationen von Stärkeverminderungen entsprechen, die bei gleicher Stärke des Ausgangsproduktes zu gleichen Stärken des Endproduktes führen. So kann leicht festgestellt werden, wie sich die Eigenschaften infolge der unterschiedlichen Kombinationen des ersten und zweiten Kaltwalzgrades bei gleicher Ausgangs- und Endstärke ändern. Kurve A-A faßt z. B. Werte zusammen, mit deren Hilfe ein kaltgewalztes Stahlband von 0,8 mm Stärke als Endprodukt bei Verwendung eines heißgewalzten Stahlbandes von 5 mm Stärke als Ausgangsprodukt hergestellt werden kann. Kurve B-B gibt die gleiche Stärke des Endproduktes bei einer Ausgangsstärke von 4 mm an. Die Beziehung zwischen der Blechdicke des heißgewalzten Stahls (Ausgangsprodukt) und der sich nach zwei Kaltwalzgängen ergebenden Stärke des fertigen Stahlbleches (Endprodukt) ist für die Kurven A-A, B-B, C-C und D-D in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt:

Tabelle 1

Dicke des	Kurvet	Kurve B	Kurve C	Kurve D
heißgewalz
ten Stahles
mm	mm	mm	mm	mm

3	0,48	0,6	0,9	1,2
4	0,64	0,8	1,2	1,6
5	0,8	1,0	1,5	2,0
6	0,96	1,2	1,8	2,4

Wird die Kurve A-A als Kurve für. den Fall betrachtet, bei dem ein heißgewalztes Stahlband mit einer Dicke von 5 mm in zwei Kaltwalzgängen zu einem Stahlband mit einer Dicke von 0,8 mm ausgewalzt wird, so können die Kombinationen von Kaltwalzgraden, die jeweils Maximum und Minimum der drei ausgewählten Größen entsprechen, in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt werden:

Tabelle 2	7	15	08 429	Minimum Wert	8	zweiter Kalt walzgrad °/o
	Maximum Wert	erster Kalt walzgrad °/o	zweiter Kalt walzgrad %>	6,5 1,16 0,0	erster Kalt walzgrad "In	ο ο ο CS OO CS
Korngröße ASTM-Zahl T ar	9,4 1,51 0,62	40 65 60	73 54 60	ο ο ο OO CS OO

Diese Tabelle 2 zeigt, daß, selbst wenn kaltgewalzte Stahlbleche mit derselben Dicke aus heißgewalzten Stahlplatten unter denselben Herstellungs- bedingungen hergestellt werden, die mechanischen Eigenschaften der Bleche beträchtlich verändert werden durch Verändern der Kombinationen der Stärkeverminderungen in den zwei Kaltwalzgängen und daß es bei gewöhnlichem unberuhigtem Stahl fast unmöglich ist, gleichzeitig die Preßformfähigkeit und die Verformbarkeit in einem einzigen Kaltwalzgang zu erreichen. Andererseits zeigt sich, daß es nach dem beanspruchten Verfahren leicht ist, Stahlbleche mit Eigenschaften herzustellen, die den Erfordernissen bei der Verwendung der Bleche durch den Verbraucher gut entsprechen.

Die Einzelheiten eines Beispiels der Experimente, die zum Schaubild nach F i g. 4 geführt haben, ist im folgenden dargestellt. So ist ein Beispiel der Werte der ausgewählten Größen, wenn ein heißgewalztes Stahlband von 5 mm kaltgewalzt wurde, um ein Blech von 0,8 mm Dicke zu erreichen (Kurve A-A in F i g. 4), in der nachfolgenden Tabelle 3 gezeigt:

35 Tabelle 3

Erster Korn- Mittlere Planare An-

KaIt- größe normale An- isotropie Δ r

walz- ASTM- j_Sotropie7

grad °/o Zahl

geglüht aber nicht entkohlt werden, wurde ein in der Tabelle 5 gezeigtes Ergebnis erzielt.

I	76	Q	8,2	1,48	0,27
II	65	P	9,2	1,51	0,52
III	35	R	9,4	1,32	0,34

Diese Werte wurden erreicht unter der Standardwärmebehandlung (für Zwischen- und Endglühen bei 700° C für 5 Stunden). Durch Behandeln dieser Stahlbleche, unter üblichen Glühbedingungen mit Entkohlung, nämlich

Zwischenglühen
Endglühen

700° C, 8 Stunden,
730⁰C, 10 Stunden,

Entkohlung,

wurden die in der Tabelle 4 gezeigten Werte erhalten.

Tabelle 4

Korngröße _
ASTM-Zahl r

Ar

I	6,4	1,94	0,26
II	6,9	2,03	0,58
III	7,3	1,71	0,35

Wenn dieselben Proben bei 720° C 8 Stunden sowohl für Zwischen- als auch für Endglühbehandlung

Tabelle	5	r	Ar
	Korngröße ASTM-Zahl	1,50 1,70 1,41	0,30 0,53 0,35
I II III	8,0 8,7 9,0

Aus diesen drei Tabellen ist zu erkennen, daß sich, wenn Temperatur und Glühzeit verändert werden, die normale Anisotropie? und die Korngröße entsprechend verändern, während sich die planare Anisotropie nicht wesentlich verändert. Diese Tatsache zeigt, daß der Verlauf der Kurven unter Standardbedingungen ohne wesentlichen Wechsel beibehalten wird und daß es gleichzeitig möglich wird, die gewünschten Werte der endgültigen mechanischen Eigenschaften bei üblichen Produktionen vorab zu bestimmen. Dementsprechend ist es möglich, mit großer Leichtigkeit Kombinationen von Stärkeverminderungen aufzustellen, um Stahlbleche zu erzeugen, die für die endgültige Verwendung beim Verbraucher am besten geeignet, sind, ohne daß irgendwelcher Verlust an Material, wie im Fall der herkömmlichen Schnitt- und Versuchsmethode erforderlich wird.

Stahlbleche für Erzeugnisse, wie z. B. Boden und Kühlerhauben von Kraftwagen, die einen hohen Grad an Verformbarkeit erfordern, können hergestellt werden durch Verwendung eines ersten Kaltwalzgrades von etwa 75% und einer entkohlenden Glühbehandlung. Für Ultratiefziehen hat sich ein erster Kaltwalzgrad von etwa 65% als geeignet ετ-wiesen. Wenn eine Starrheit nach dem Preßformen besonders erforderlich ist, wie bei Außenplatten von Kühlschränken, hat sich ein erster Kaltwalzgrad von etwa 35% als geeignet erwiesen. Dabei ist selbstverständlich für den zweiten Kaltwalzgrad der den angegebenen Werten auf der Kurve A-A zugeordnete Kaltwalzgrad zu verwenden.

Es wurden ähnliche Experimente an anderen Chargen mit etwas unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen durchgeführt, und dabei gelang es, Stahlbleche mit charakteristischen Daten zu erhalten, die im wesentlichen den oben beschriebenen gleich waren.

Die Kurve B-B in F i g. 4 stellt eine Kurve für ein kaltgewalztes Stahlband von 0,8 mm Dicke dar, das aus einem heißgewalzten Stahlband von 4 mm Dicke hergestellt wurde. Wiederum zeigt die Kurve B-B eine große Abweichung im Vergleich zur Kurve A-A bezüglich der Eigenschaften des Stahlbleches. Ähnliche Ergebnisse können auch für andere endgültige

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Blechdicken erzielt werden, wie aus Kurve C-C für die endgültige Blechdicke von 1,2 mm, hergestellt aus einem heißgewalzten Streifen von 4 mm Dicke, und aus Kurve D-D für die gleiche Blechdicke bei Herstellung aus einem heißgewalzten Streifen von 3 mm ersehen werden kann.

Wenn Charge, Temperatur und Zeit für jedes Muster verändert wurden, wurde ein ähnlicher Einfluß festgestellt, wie er oben für Kurve A-A erläutert wurde. So ergeben sich z. B. für Korngröße und normale Anisotropie gemäß F i g. 4 unterschiedliche Zahlenwerte, während die Kurven einen ähnlichen Verlauf zeigen. Das bedeutet, daß zum Erzielen für den Verbraucher bei der beabsichtigten Verwendung bestens geeigneter mechanischer Eigenschaften lediglich notwendig ist, ausgehend von der geforderten Blechdicke des Endproduktes unter Auswahl der zwei Kaltwalzgrade nach den gewünschten Eigenschaften rückrechnend die dann erforderliche Blechdicke des Ausgangsproduktes zu bestimmen. Das ist in der Praxis leicht durchführbar.

Parameterabhängige Kurven in schaubildlicher Kombination, wie in F i g. 4 gezeigt, dienen so als wirksame Hilfe zum Ermitteln der beim Herstellen von Stahlblechen gewünschter Eigenschaften einzuhaltender Bedingungen. Durch Verwendung dieser Figur wird es möglich, im voraus die Eigenschaften von kaltgewalzten Stahlblechen mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Es wurden in der Praxis kaltgewalzte Stahlbleche unter Verwendung der in Fig. 4 gezeigten Kurven hergestellt. Der Zweck, die Herstellungsbedingungen und die erzielten mechanischen Eigenschaften waren folgendermaßen:

Zweck der Herstellung:

A. ein äußerst tiefziehfähiges Material zu erhalten,

B. ein Material mit niedriger Streckgrenze zu er- - halten, ·. ,.- .

C. das Material zu.ziehen (entsprechend dem Experiment III im Laboratoriumstest),

D. ein Material mit einer Starrheit nach dem Preß- -..;. formen zu erhalten,

... E. .Vergleichsmaterial.

Herstellungsbedingung des Stahles:

unberuhigter Stahl wurde in einem LD-Konver-

. tee geschmolzen, ,

dieselbe Charge wurde für die obenerwähnten Zwecke A, B, C, D und E verwendet,
der-übliche Walzvorgang sowohl als auch die ■üblichen Warmwalzb.edingungen: wurden verwendet, ·.',· . ,.-.·.

: Endbearbeitungstemperatur: 860°,

Haspeltemperatur: ■·■,.· , 555°.

Dicke: 5 mm für A, B, C und D und 2,3 mm

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Ergebnis der Analyse:

Wicklung

Mn

A
B
C
D
E

0,08
0,08
0,06
0,07
0,07

0,38
0,40
0,39
0,39
0,38

0,014
0,019
0,018
0,016
0,015

0,019
0,021
0,020
0,019
0,018

0,038
0,032
0,036
0,035
0,037

0,0012 0,0013 0,0013 0,0014 0,0012

Bedingung des Kaltwalzens:

Die Wicklungen A, B, C und D wurden gewalzt unter Verwendung der Kaltwalzgrade gemäß Kurve A-A in Fig. 4, während die WicklungF in einem einzigen Walzvorgang gewalzt wurde.

Dicke: 0,8 mm für jede Wicklung. Kaltwalzgrade:

A. erster 60%; zweiter 60%,

B. erster 75%; zweiter 36%,

C. erster 36 %; zweiter 75 %,

D. dasselbe wie C,

E. 65,2%.

.-■■·■ ·■■■.·

Der erste und zweite Kaltwalzgrad für A, B, C bzw. D sind durch Kreuzungspunkte P, Q und R auf der Kurve A-A in Fig. 4 dargestellt. Da E ein Kontrollmaterial ist, das durch einen einzigen Walzvorgang hergestellt wurde, ist der Kaltwalzgrad desselben durch einen Punkt O auf der Abszisse (zweiter Kaltwalzgrad) darzustellen.

Glühbedingungen (offener Wicklungsglühofen):

Für Wicklungen A, B und C:

Zwischenglühen: 700° C, 8 Stunden,
Endglühen: 730⁰C, 10 Stunden,

Entkohlung,

Für Wicklung D:

dieselben Glühbedingungen wie oben beschrieben, ohne Entkohlung,

Für Wicklung E:

73O⁰C, 10 Stunden, ,
Dressieren: 1,2% für jede Wicklung.
Lage der Testmaterialien: ■"·'■'

Jede Wicklung wurde aus einer Platte am Boden eines Stahlbarrens hergestellt. ..·■ . .·....

Jedes Teststück wurde aus dem mittleren Abschnitt der entsprechenden Wicklungen entnommen. Daten der mechanischen Tests: ■' ·■ ■

Konigröße	Streckgrenze	Zugfestigkeit	Bruch	Normale	Planare	Erichsen-	Fukui-Wert
ASTM-Zahl	Y. P.	T. S.	dehnung	Anisotropie	Anisotropie	Wert	*c.c.v ■■:■-■■:*
	kp/mm²	kp/mm²	»/0 ^:	r	Ar	EV mm	mm.'
	14,8	28,6 .	55,7 :·.'	2,09	0,63	13,1 /;	Nachdem
A o,o ■^!							Ziehen abge
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D'9,1 .■·■.■.,■:■..·,	21,9 . .;.-.	.; .33,4 ,.· .. ■ :	47,3	1,21 : :	■.-,0,47.,. :;·.	f.,1P,6- ..,,	38,1 ..;_:i ^,,,,,
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Aus diesen Ergebnissen der Fabriktests wird klar, um beste Preßformbarkeit in Abhängigkeit von der daß die ausgewählten Kaltwalzgrade, die vorab aus Dicke des heißgewalzten Stahlbandes zu erzielen, der F i g. 4 entnommen wurden, in Abhängigkeit von Weiterhin hat sich herausgestellt, daß der Kaltwalzder Endverwendung der Stahlbleche zu korrekten grad, wie der der Wicklung C oder D, am besten geErgebnissen bei der Herstellung führen. Die Tat- 5 eignet war für einen Anwendungsbereich, der Preßsache, daß die Wicklung A, die mit einem ersten verformbarkeit und besondere Starrheit erfordert. In Dickenabnahmegrad von 60% gewalzt wurde, ein diesem Fall ist eine Entkohlungsbehandlung nicht Material mit mechanischen Eigenschaften ist, die be- erforderlich, wie aus der obigen Tabelle ersehen wersonders geeignet sind für einen Ultratiefziehvorgang, den kann. Die Ergebnisse des mechanischen Tests kann aus seinen Werten von r, EV und CCV io der Wicklung D waren besser als diejenigen der (Conical Cup Test; Fukuis Testwert) entnommen Wicklung E, die durch einen einzigen Walzvorgang werden. Natürlich sind die Wicklungen B und C hergestellt wurde. Die Tatsache, daß ungeachtet der ebenfalls für Tiefziehvorgänge geeignet, obwohl ihre sehr kleinen Korngröße, d. h. 9,1 der Wicklung D, Werte r, EV und C. CV nicht so hoch liegen wie der Wert von EV hoch ist, d. h. 11,1, und die Werte diejenigen der Wicklung A, wie es deutlich in der 15 von r und CCV 1,43 bzw. 37,4 sind, zeigt, daß obigen Tabelle gezeigt ist, die die mechanischen die Wicklung D eine sehr gute Tiefzieheigenschaft Eigenschaften zeigt. Wenn die Endverwendung des zusätzlich zur Starrheit aufweist. Weiterhin sind Verbrauchers besonders eine Tiefziehfähigkeit erfor- selbst bei Anwendungen, wo Starrheit nach dem dert, können sehr zufriedenstellende Ergebnisse mit Preßformen erforderlich ist und eine im wesentlichen demselben Material erreicht werden durch Verwen- *° gute Preßformbarkeit notwendig ist, diese Eigendung eines ersten Kaltwalzgrades von etwa 60 bis schäften weit besser als diejenigen der Wicklung E, 65%, kombiniert mit dem nach Kurve A-A züge- wie sie in der oben beschriebenen Tabelle der Ergebhörigen zweiten Kaltwalzgrad. Das kann leicht ver- nisse des mechanischen Tests beschrieben sind,
standen werden durch die Betrachtung der Daten der Es wurde angenommen, daß der zweite Kaltwalz-Wicklung A und denjenigen des Musters II des 25 grad von mehr als 70 % als Prüfergebnis der Kurven Laboratoriumstests. Wie es deutlich aus F i g. 4 ent- gemäß F i g. 4, die aus den Ergebnissen der Laboranommen werden kann, treten ähnliche Kurvenzüge toriumsversuche aufgestellt wurden, noch für Bleche nicht nur auf, wenn das Material durch Dickenver- verwendet werden sollte, die diese Starrheit und ringerung eines heißgewalzten Stahlbandes von 5 mm Tiefziehfähigkeit aufweisen sollen. Um diese An-Dicke hergestellt wird, sondern auch durch Dicken- 3° nähme zu bestätigen, wurden folgende Fabrikververringerung von Platten mit unterschiedlichen suche durchgeführt:
Dicken. Wenn infolgedessen eine Tiefziehfähigkeit „.. ,. p.
erwünscht ist, wird die Verwendung eines ersten ^1C ^xm^ '
Kaltwalzgrades von etwa 60 bis 65% in Abhängig- Warmwalzbedingungen:

keit von der Dicke des heißgewalzten Bandes vorge- 35 Endbearbeitungstemperatur 870° C

zogen. Wenn die Verformbarkeit des Produktes be- Haspeltemperatur . 560° C

sonders wichtig ist, sollte der Kaltwalzgrad der Plattendicke 4 5 mm

Wicklung B verwendet werden. Entsprechend den '

Testergebnissen der mechanischen Eigenschaften Kaltwalzbedingungen:

sind YP YP/TSund Ar sehr viel niedriger als die- 40 erster Kaltwalzgrad 40%

jenigen der Wicklungen A und C. . Kaltwakerad 70«/.

Obwohl die Wicklungen A und C zufriedenstel- zweiter Kaitwmzgraü /u/o

, , U-UT-U^ t. i_ j· * Endgültige Dicke 0,8 mm

!ende mechanische Eigenschaften haben, die gute °

Verformbarkeit sicherstellen, ist es offensichtlich,

daß ein Kaltwalzgrad im Bereich der Wicklung B zu 45 Glühbedingung und Dressieren: wie bei der Wick-

einem ausgezeichneten Ergebnis führt, um die maxi- lung D.

male Verformbarkeit aufzuweisen. F i g. 4 zeigt, daß Lage des Musters: dieselbe wie in dem eben erdas nicht auf heißgewalzte Stahlbänder mit einer wähnten Fabriktest.
Dicke von 5 mm begrenzt ist, sondern daß heißgewalzte Stahlbänder mit jeder anderen Dicke den- 50 Daten der Analyse:

selben Kurvenverlauf zeigen. Ein erster Kaltwalzgrad C Mn PSON
von wenigstens 70% ist (kombiniert mit dem ent- Wicksprechenden zweiten Kaltwalzgrad) am geeignetsten, lung F 0,05 0,025 0,014 0,025 0,048 0,0020

Daten des mechanischen Tests:

ASTM- Streckgrenze Zugfestigkeit Bruch-

Korngrößen- dehnung

Zahl kp/mm² kp/mm⁸ Vo

Normale	Planare	Erichsen-	Fukui-Wert
Anisotropie	Anisotropie	Wert	CCV
r	Ar	EV mm	mm

21,5

32,5

48,7

0,42

11,0

37,3

Die oben beschriebenen mechanischen Eigen- Ar sind besser als diejenigen der WicklungE. Entschaften entsprachen den erwarteten. Insbesondere 65 sprechend den Werten der Wicklungen D und E wird waren trotz der sehr kleinen Korngröße die Werte vorgezogen, die Dicke des warmgewalzten Stahlvon EV und CC. V zufriedenstellend und ähnlich bandes so auszuwählen, daß die Bleche mit der enddenjenigen der Wicklung D, und die Werte von r und gültigen Dicke bei einem ersten Kaltwalzgrad von

mehr als 40% und bei einem zweiten Kaltwalzgrad von mehr als 70% hergestellt werden, um dem Produkt gleichzeitig die erforderliche Preßformbarkeit und die Starrheit nach dem Preßformen zu geben. Obwohl sich die obige Beschreibung auf ein Beispiel von Fabriktests bezieht, das die in F i g. 4 gezeigten Kurven verwendet, wird verständlich sein, daß es möglich ist, jedes besondere Material zu verwenden, um es für entsprechende Anwendungen ge-

eignet zu machen, ohne sich auf irgendein besonderes Herstellungsverfahren zu stützen, sondern lediglich durch entsprechendes Auswählen einer besonderen der in F i g. 4 gezeigten Kurven. Außerdem sollte verständlich sein, daß, wenn üblicherweise bei der Herstellung von Stahlblechen angewandte Glühbedingungen verwendet werden, die in F i g. 4 gezeigten Kurven denselben prinzipiellen Verlauf beibehalten, obwohl sich ihre Werte ändern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von Stahlblechen durch Walzen in einem zweistufigen Kaltwalzgang, für den eine Kombination von zwei prozentuellen Stärkeverminderungen des auszuwalzenden Bleches gewählt wird, die bei gewählter Standardwärmebehandlung durch Erhalt einer ausgewählten Korngröße dem Endprodukt die für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneten mechanischen Eigenschaften gibt, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die prozentuelle Stärkeverminderung in der ersten Verformungsstufe als Funktion der prozentuellen Stärkever- minderung in der zweiten Verformungsstufe mit der Korngröße, der planaren bzw. der normalen Anisotropie als Parameter schaubildlich im gleichen Maßstab dargestellt wird, daß durch anschließendes Vereinigen dieser drei Darstellungen « zu einem einzigen Schaubild der entsprechend den jeweiligen Anforderungen an das Endprodukt die jeweils optimale Kombination der drei Parameter wiedergebende Schaubildpunkt und die zugehörigen prozentuellen Stärkeverminderungen für die beiden Verformungsstufen bestimmt werden und daß schließlich das Stahlblech im zweistufigen Kaltwalzgang mit der sich ergebenden Kombination zweier prozentueller Stärkeverminderungen ausgewalzt wird.