DE1508455C3 - Process for the production of steel sheets with low carbon content, improved ductility and yield strength - Google Patents

Process for the production of steel sheets with low carbon content, improved ductility and yield strength

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DE1508455C3 DE19661508455 DE1508455A DE1508455C3 DE 1508455 C3 DE1508455 C3 DE 1508455C3 DE 19661508455 DE19661508455 DE 19661508455 DE 1508455 A DE1508455 A DE 1508455A DE 1508455 C3 DE1508455 C3 DE 1508455C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahlblechen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt verbesserter Ziehbarkeit und Streckgrenze durch kristallographische Reorientierung des Korngefüges, wobei warmgewalzte Platten aus diesem Stahl mit mehr als 0,02% Kohlenstoff durch Kaltreduzierung um 50 bis 85% auf Blechstärke gewalzt und das kaltgewalzte Blech in einer Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur zwischen 552 und 843° C geglüht wird.The invention relates to a method for producing steel sheets with a low carbon content improved drawability and yield strength through crystallographic reorientation of the grain structure, whereby hot-rolled plates made of this steel with more than 0.02% carbon by cold reduction by 50 rolled up to 85% to sheet thickness and the cold rolled sheet in a hydrogen atmosphere at one temperature is annealed between 552 and 843 ° C.

Aluminiumberuhigte Stähle besitzen bekanntermaßen eine ausgezeichnete Ziehbarkeit. Solche Stähle, die nach der US-Norm »SK«-vergütete Stähle genannt werden, kennzeichnen sich durch abgeflachte oder topfkuchenförmige Ferritkörner, die kristallographisch orientiert sind und dadurch die gute Ziehbarkeit des Materials bewirken. Derartige Körner werden in dem fertigen Stahlblech durch Kastenglühen erzeugt, währenddessen durch die Aluminiumnitrid-Ausscheidung ein selektives Wachstum der günstig ausgerichteten Körner bewirkt wird. Aluminiumberuhigte Stähle sind jedoch relativ teuer, und zwar nicht nur wegen der Legierungskosten, sondern auch infolge der geringen Ausbeute der Rohblöcke und der hohen Konditionierungskosten. Es ist nun bekannt (GB-PS 10 01 877), den Glühvorgang in einer entkohlenden Atmosphäre zu vollziehen, wobei allerdings nicht angegeben ist, aus welchen Gasen diese Atmosphäre zusammengesetzt sein soll.Aluminum killed steels are known to have excellent drawability. Such steels, steels that are named "SK" -quenched and tempered steels according to the US standard are characterized by flattened or Cupcake-shaped ferrite grains, which are crystallographically oriented and therefore good drawability of the material. Such grains are box annealed in the finished steel sheet generates, meanwhile, a selective growth of the aluminum nitride precipitation favorably oriented grains is effected. However, aluminum killed steels are relatively expensive, not only because of the cost of the alloy, but also because of the low yield of the ingots and the high conditioning costs. It is now known (GB-PS 10 01 877), the annealing process in in a decarburizing atmosphere, although it is not specified from which gases this atmosphere should be composed.

Es ist ferner bekannt, den Glühvorgang zunächst in feuchter und danach in trockener Wasserstoffatmosphäre stattfinden zu lassen (US-PS 32 15 566), wobei für den Hauptteil der Glühzeit feuchter Wasserstoff verwendet wird und lediglich für eine kurze Nachglühzeit die Verwendung von trockenem Wasserstoff als entkohlendes Gas empfohlen wird, um die normale Duktilität des Stahls wieder herzustellen, nachdem der Stahl durch das Glühen in feuchter Wasserstoffatmosphäre eine Versprödung erfahren hat.It is also known to perform the annealing process first in a moist and then in a dry hydrogen atmosphere to take place (US-PS 32 15 566), with moist hydrogen for the main part of the glow time is used and only for a short afterglow time the use of dry hydrogen as After decarburizing gas is recommended to restore normal ductility of the steel the steel has become brittle as a result of annealing in a moist hydrogen atmosphere.

Auch bei einem anderen bekannten Verfahren dieser Art (OE-PS 2 39 294) wird die Glühbehandlung des Stahls in einer Wasserstoffatmosphäre vorgeschrieben, die über einen bestimmten Zeitraum feucht sein muß, um die entkohlende Wirkung gegenüber der einer trockenen Wasscrstoffatmosphäie zu steigern, wobei die geringe Entkohlungswirkung von trockenem Wasserstoff gegenüber der von feuchtem Wasserstoff weitgehend bekannt ist (Zeitschrift »Engeneering«, 22. Januar 1932. S. 92).In another known method of this type (OE-PS 2 39 294) the annealing treatment of the Stahls in a hydrogen atmosphere, which must be moist for a certain period of time, to increase the decarburizing effect compared to that of a dry hydrogen atmosphere, whereby the low decarburization effect of dry hydrogen compared to that of moist hydrogen to a large extent is known (Engeneering magazine, January 22, 1932. p. 92).

Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei dem Verfahren der genannten Art die Verwendung ihrem Feuchtigkeitsgrad unterschiedlicher Wasserstoffatmosphären, die die Streckgrenzenfestigkeit des Stahls nachteilig beeinflussen, zu vermeiden und dadurch die Verfahrenskosten zu senken.The object of the invention is now to use its degree of moisture in the method of the type mentioned different hydrogen atmospheres, which adversely affect the yield strength of the steel influence, avoid and thereby reduce the procedural costs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Glühvorgang zur Einstellung eines Kohlenstoffgehalts im BlechTvon 0,004 bis 0,02% sich über 10 Stunden erstreckt und ausschließlich in trockenem Wasserstoff mit einem Taupunkt von —34,4°C stattfindet. Dabei hat sich besonders eine Glühzeit bewährt, die über 15 bis etwa 20 Stunden beträgt.This object is achieved in that the annealing process for setting a Carbon content in the sheet T from 0.004 to 0.02% extends over 10 hours and exclusively in dry hydrogen with a dew point of -34.4 ° C takes place. An annealing time that is more than 15 to about 20 hours has proven particularly useful.

Mit Hilfe des neuartigen Verfahrens wird eine kristallographische Textur mit einer hochgradigen (111)-Orientierung und einer geringeren (lOO)-Orientierung geschaffen. Der auf die erfindungsgemäße Weise behandelte Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt weist einen sehr günstigen durchschnittlichen R-Wert auf, der somit eine gute Ziehbarkeit anzeigt. Dieser R-Wert gibt den Grad der Anisotropie des Bleches an. Definiert ist der R-Wert als das Verhältnis der prozentualen Breitenänderung (ew, Formänderung der Breite) zur prozentualen Dickenänderung (e„ Formänderung der Dicke), es ist alsoWith the help of the novel process, a crystallographic texture with a high-grade (111) -orientation and a lower (100) -orientation is created. The low carbon steel treated in the manner according to the invention has a very favorable average R value, which thus indicates good drawability. This R value indicates the degree of anisotropy of the sheet. The R-value is defined as the ratio of the percentage change in width (e w , change in shape of the width) to the percentage change in thickness (e " change in shape of the thickness), so it is

= eje„
In (W,/
= eje "
In (W, /

R =R =

Darin bedeuten W und L die Breite und Länge des Meßabschnitts vor (Index i) und nach der Formänderung (Index/). Dieser Ausdruck beruht auf der Annahme, daß das Volumen des Meßabschnitts während des Versuchs konstant bleibt, und durch ihn wird die direkte Messung der Dicke vermieden, die auf Grund ihres bei Blechmaterial kleinen Wertes zu weniger genauen Ergebnissen führt.Here, W and L denote the width and length of the measuring section before (index i) and after the change in shape (index /). This expression is based on the assumption that the volume of the measuring section remains constant during the test and it avoids the direct measurement of the thickness which, because of its small value in the case of sheet material, leads to less accurate results.

Zur Ermittlung eines durchschnittlichen R-Wertes werden an mehreren Proben, die in verschiedenen Winkeln dem Material entnommen worden sind, gewöhnlich etwa unter Winkeln von 0, 45 und 90° zur Walzrichtung, Zugversuche unternommen. Der durchschnittliche .R-Wert des Bleches läßt sich dann wie folgt errechnen:To determine an average R- value, tensile tests are carried out on several samples taken from the material at different angles, usually at angles of 0, 45 and 90 ° to the rolling direction. The average .R value of the sheet can then be calculated as follows:

R = (R0. + 2i?45o + R = (R 0. + 2i? 45 o +

Der R-Wert ist daher ein brauchbarer Parameter für die Anzeige des Grades der mechanischen Anisotropie eines vorhandenen Materials. Ein isotropes Blechmaterial besitzt den R-Wert 1. Falls R kleiner als 1 ist, verdünnt sich das Blech übermäßig und ist daher für Ziehvorgänge ungeeignet. Für das Tiefziehen sollen die R-Werte vorzugsweise gleich oder größer als etwa 1,5 sein, jedoch eignen sich für einige Anwendungsfälle auch Materialien mit niedrigeren R-Werten.The R-value is therefore a useful parameter for indicating the degree of mechanical anisotropy of an existing material. An isotropic sheet material has the R value 1. If R is smaller than 1, the sheet thins excessively and is therefore unsuitable for drawing operations. For deep drawing the R values should preferably be equal to or greater than about 1.5, but are suitable for some applications also materials with lower R-values.

Die Differenz zwischen den einzelnen R-WertenThe difference between the individual R values

zeigt die Neigung des Bleches an, beim Ziehvorgang Zipfel zu bilden. Je größer die Differenz ist, desto stärker ist auch die Tendenz zur Zipfelbildung.shows the inclination of the sheet metal during the drawing process To form lobes. The greater the difference, the more the tendency to form earing is also stronger.

Gemäß dem oben gekennzeichneten Verfahren wurde festgestellt, daß durch Steuerung des schließlich vorhandenen Kohlenstoffgehalts und durch Verhinderung zu starker Entkohlung eine hohe Streckgrenze beibehalten werden kann und sich ein niedriggekohlter Stahl erzeugen läßt, der sowohl eine verbesserte Ziehbarkeil als auch eine hohe Zugfestigkeit besitzt.According to the method characterized above, it was found that by controlling the eventual existing carbon content and by preventing excessive decarburization a high yield point can be maintained and a low carbon steel can be produced, which both an improved drawbar wedge as well as having a high tensile strength.

Die kristallographischc Textur einer Probe wird normalerweise durch die Konstruktion vollständiger Polfiguren aus Röntgenstrahlintensitätsmessungen bestimmt. Zur Auffindung einer geringen Abweichung in der Textur kann jedoch ein direkter Vergleich zweier Polfiguren genaue Unterschiede in qualitativer Hinsicht nicht offenbaren. Es hat sich deshalb als bester Weg erwiesen, die integrierten Maximal-Intensitäten einiger Reflexionen von der Ebene des Metallbleches zu messen und sie in Einheiten der entsprechenden Maximal-]ntensitäten einer beliebigen Probe auszudrücken. Die numerischen Werte der auf diese Weise erhaltenen relativen Intensitäten sind direkt proportional den Poldichten einer bestimmten Ebene, die der Blechebene parallel ist. Da die Ziehbarkeit eines Bleches von der relativen Häufigkeit der speziellen kristallographischen Ebenen in der Blechebene abhängt, ist diese Technik sehr brauchbar. Die Intensitäten von fünf verschiedenen Reflexionen, beispielsweise (110), (200), (112), (310) und (222) werden gemessen. Die Intensität der (222)-Reflexion stellt die zweite Ordnung der (111)-Reflexion dar und zeigt deshalb den Anteil der(l 11)-Texturan. In gleicher Weise stellt die Intensität der (200)-Reflexion den Anteil der (lOO)-Textur an. Diese beiden Texturen sowie ihre Gegenstücke beeinflussen deshalb die Ziehbarkeit. Bei den vorliegenden Versuchsergebnissen hat sich eine gute Übereinstimmung zwischen den R-Werten und der Textur herausgestellt.The crystallographic texture of a sample is usually determined by constructing complete pole figures from X-ray intensity measurements. To find a slight deviation in texture, however, a direct comparison of two pole figures cannot reveal exact differences in qualitative terms. It has therefore proven to be the best way to measure the integrated maximum intensities of some reflections from the plane of the metal sheet and express them in units of the corresponding maximum intensities of any sample. The numerical values of the relative intensities obtained in this way are directly proportional to the pole densities of a certain plane which is parallel to the plane of the sheet. Since the drawability of a sheet depends on the relative frequency of the special crystallographic planes in the plane of the sheet, this technique is very useful. The intensities of five different reflections, e.g. (110), (200), (112), (310) and (222) are measured. The intensity of the (222) reflection represents the second order of the (111) reflection and therefore shows the proportion of the (l 11) texture. In the same way, the intensity of the (200) reflection represents the proportion of the (100) texture. These two textures and their counterparts therefore influence the drawability. The present test results showed a good agreement between the R values and the texture.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand yon Beispielen näher beschrieben. In der folgenden Darstellung wird auf drei Stranggußstähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt Bezug genommen, die mit »A«, »B« und »C« bezeichnet sind, und die folgenden in Gewichtsprozent angegebenen Zusammensetzungen aufweisen.The invention is illustrated below by means of examples described in more detail. The following illustration is based on three continuously cast steels with low Carbon content referred to as "A", "B" and "C" and the following in Have percent by weight specified compositions.

Tabelle ITable I.

Chemische Zusammensetzung der StähleChemical composition of steels

MnMn

SiSi

AIsolAIsol

AA. 0,040.04 0,420.42 0,010.01 0,0170.017 0,0140.014 0,0050.005 0,0030.003 0,0120.012 BB. 0,050.05 0,450.45 0,030.03 0,0180.018 0,0140.014 0,0060.006 0,0030.003 0,0110.011 CC. 0,0140.014 0,230.23 0,010.01 0,0180.018 0,0120.012 0,0060.006 0,0040.004 0,0250.025

Man erkennt, daß die Zusammensetzungen A und B den verlangten Kohlenstoffgehalt von über 0,02% besaßen, wohingegen die Zusammensetzung C einen geringeren Ausgangskohlenstoffgehalt aufwies. Jeder dieser Stähle wurde in einem Walzwerk unter den folgenden Bedingungen warmgewalzt.It can be seen that compositions A and B have the required carbon content of over 0.02% whereas Composition C had a lower starting carbon content. Everyone these steels were hot rolled in a rolling mill under the following conditions.

Tabelle II
Warmwalzbedingungen
Table II
Hot rolling conditions

Stahl Temperaturen in 0C
Eintritt
Steel temperatures in 0 C
entry

Austritt HaspelExit reel

AA. 1060—10661060-1066 BB. 1060—10661060-1066 CC. 12601260

871871

Enddicke
(mm)
Final thickness
(mm)

621621 2,442.44 621621 2,442.44 582582 2,182.18

4545

50 Kristallngraphische Untersuchungen der warmgewalzten Platte, deren Ergebnisse in der folgenden Tabelle III wiedergegeben sind, zeigen nur geringfügige Differenzen zwischen den drei Stählen, ausgenommen die Tatsache, daß die (HO)-Intensität der Stahlverbindung C sehr hoch und die (222)-lntensität geringer waren als in beiden Verbindungen A und B. Die Textur der Verbindungen A und B war praktisch die gleiche. 50 Crystal graphic examinations of the hot rolled plate, the results of which are given in Table III below, show only minor differences between the three steels, except for the fact that the (HO) intensity of the steel compound C is very high and the (222) intensity is lower were than in both compounds A and B. The texture of compounds A and B was practically the same.

Tabelle IIITable III

Relative Intensitäten der ausgewählten
Röntgenstrahlreflexionen von der warmgewalzten Platte, Stähle A, B und C
Relative intensities of the selected
X-ray reflections from the hot rolled plate, steels A, B and C

5555

Die Feinstruktur der aus diesen Stählen warmgewalzten Platte bestand aus gleichgerichteten Körnern mit einer ASTM-Korngröße von etwa 8. Bei den Zusammensetzungen A und B wurden an den Kornecken feine perlitische Einlagerungen gefunden, während an den Korngrenzen Karbidplatten vorhanden waren. In der Zusammensetzung C waren die Perliteinlagerungen nur spärlich vorhanden, jedoch traten an einigen Korngrenzen ein paar dünne Karbidplatten auf.The fine structure of the plate hot-rolled from these steels consisted of unidirectional grains with an ASTM grain size of about 8. For compositions A and B, at the grain corners fine pearlitic inclusions found, while carbide plates are present at the grain boundaries was. In composition C the pearlite inclusions were only sparsely present, but occurred a few thin carbide plates at some grain boundaries.

60 (HO)
(200)
(Π2)
(310)
(222)
60 (HO)
(200)
(Π2)
(310)
(222)

65 0,80
1,59
1,23
1,16
1,57
65 0.80
1.59
1.23
1.16
1.57

0,89
1,70
1,26
1,10
1,34
0.89
1.70
1.26
1.10
1.34

1,12 1,78 1,14 1,10 1,141.12 1.78 1.14 1.10 1.14

Bei aluminiumberuhigten Stählen wird die kristallographische Textur durch Ausscheidung des Aluminiumnitrids gesteuert. Bei erfindungsgemäß behan-In the case of aluminum killed steels, the crystallographic texture is created by the precipitation of aluminum nitride controlled. When treated according to the invention

delten, niedriggekohlten Stählen erfolgt die Steuerung der kristallographischen Textur durch Verwendung des normalerweise vorhandenen Zementits. Dies kann vor dem Kaltwalzen durch verschiedene Glühbehandlungen, beispielsweise Lösungsbehandlungen und Anlassen, geschehen oder durch Entkohlung während des Kristallisationsglühens, wodurch die Entstehung der gewünschten Texturen bewirkt wird. Es hat sich herausgestellt, daß ausgezeichnete R-Werte in Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt erhalten werden können, deren anfanglicher Kohlenstoffgehalt über etwa 0,02% lag, wie dies beispielsweise bei den Verbindungen A und B der Fall ist, indem das Glühen in einer trockenen Wasserstoffatmosphärc vorgenommen wurde, wobei der Kohlenstoffgehalt bis auf etwa 0,004 bis 0,02% verringert wurde. Auch wurde gefunden, wie im folgenden gezeigt werden soll, daß eine derartige Behandlung bei der Verbindung C zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen führt, weil der anfängliche Kohlenstoffgehalt bereits unter der 0,02% Grenze lag.In the case of old, low-carbon steels, control of the crystallographic texture is achieved through the use of the cementite normally present. This can be done before cold rolling by various annealing treatments, for example solution treatments and tempering, or by decarburization during crystallization annealing, which causes the creation of the desired textures. It has been found that excellent R values can be obtained in low carbon steels whose initial carbon content is above about 0.02%, such as compounds A and B, by annealing in a dry hydrogen atmosphere was made with the carbon content reduced to about 0.004-0.02%. It was also found, as will be shown below, that such a treatment does not lead to satisfactory results in the case of compound C because the initial carbon content was already below the 0.02% limit.

Die warmgewalzten Proben der Zusammensetzungen A, B und C wurden durch Kaltwalzen um 70% ihrer Dicke, nämlich von 2,44 mm auf 0,74 mm, was die Verbindungen A und B anbelangt, reduziert, während die Verbindung C von 2,18 mm auf 0,66 mm reduziert wurde. Die Proben wurden dann bei 716° C in trockenem Wasserstoff geglüht, dessen Taupunkt bei -67,8° C lag. Sie wurden darauf 20 Stunden lang auf Glühtemperatur gehalten und konnten sich dann im Ofen abkühlen. Die Textur der Proben ist zusammen mit derjenigen eines typischen aluminiumberuhigten (SK-Güte) Tiefziehstahls in der Tabelle IV wiedersesieben.The hot rolled samples of compositions A, B and C were reduced by 70% by cold rolling their thickness, namely from 2.44 mm to 0.74 mm, as far as connections A and B are concerned, reduced, while compound C was reduced from 2.18 mm to 0.66 mm. The samples were then at 716 ° C annealed in dry hydrogen, the dew point of which was -67.8 ° C. They were on it for 20 hours kept at annealing temperature and then allowed to cool in the oven. The texture of the samples is related with that of a typical aluminum-killed (SK quality) deep-drawing steel in Table IV again seven.

Tabelle IVTable IV

Relative Intensitäten selektiver Röntgenstrahlreflexionen von unter trockenem Wasserstoff
geglühten Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt
und einem typischen SK-Stahl
Relative intensities of selective X-ray reflections from under dry hydrogen
Annealed low carbon steels
and a typical SK steel

AA. BB. CC. SKSK (Π0)(Π0) 0,090.09 0,170.17 0,250.25 0,250.25 (200)(200) 0,170.17 0,230.23 0,540.54 0,380.38 (112)(112) 1,181.18 1,121.12 1,421.42 2,042.04 (310)(310) 0,240.24 0,270.27 0,450.45 0,260.26 (222)(222) 6,006.00 5,805.80 4,704.70 4,904.90

gegeben. Die entsprechenden Werte für den SK-Gülestahl sind zum Vergleich ebenfalls angegeben.given. The corresponding values for the SK-Gülestahl are also given for comparison.

Tabelle VTable V

Die R-Werte. die Streckgrenze und Korngröße
von in trockener Wasserstoffatmosphärc geglühten
Stählen mil niedrigem Kohlenstoffgehall im Vergleich zu den entsprechenden Werten eines typischen
SK-Slahls
The R values. the yield strength and grain size
of annealed in a dry hydrogen atmosphere
Low carbon steels compared to the equivalent values of a typical
SK-Slahls

SKSK

3535

4040

4545

5050

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß die ungünstigen Texturkomponenten, also (200) und (110) der Verbindungen A und B erheblich unter denjenigen des SK-Stahls liegen, wohingegen die sehr günstige Texturkomponente (222) größer ist als bei dem SK-Stahl. Andererseits sind die (110)- und (222)-Komponenten der Verbindung C gleich denjenigen des SK-Stahls, während die (200)- und (310)-Komponenten merklich höher sind. Die (112)-Komponente aller drei Stähle mit geringem Kohlenstoffgehalt liegt unter denjenigen des SK-Stahls.From this table it can be seen that the unfavorable texture components, i.e. (200) and (110) of compounds A and B are considerably below those of SK steel, whereas the very favorable one Texture component (222) is larger than the SK steel. On the other hand are the (110) and (222) components of compound C is the same as that of SK steel, while the (200) and (310) components are noticeably higher. The (112) component of all three low carbon steels is below those of SK steel.

Die i?-Werte, die die relative Ziehbarkeit, die Streckgrenze und die Korngröße anzeigen, die ebenfalls untersucht wurden, sind so, wie sie von Doppelproben erhalten wurden, in der Tabelle V wieder-The i? Values, which indicate the relative drawability, the yield strength and the grain size, also are as they were obtained from duplicate samples, in Table V again-

R0.R 0 . 1,821.82 1,771.77 1,251.25 1,731.73 R45 R 45 1,701.70 1,161.16 0,910.91 1,311.31 R90 R 90 2,482.48 2,302.30 1,931.93 2,222.22 RR. 1,931.93 1,601.60 1,251.25 1,641.64 StreckgrenzeStretch limit 13,113.1 16,216.2 21,921.9 16,316.3 (kp/mm2)(kp / mm 2 ) ASTM-ASTM 5,55.5 6,06.0 9,09.0 6,56.5 KornsrößeGrain size

Wie der Tabelle entnommen werden kann, sind die .R-Werte der Legierungen A und B denjenigen des SK-Stahls gleich oder überlegen, während die R-Werte der Verbindung C nicht befriedigen. Die Körner sind in allen drei Kohlenstoffstählen im Gegensatz zu den SK-Stählen gleichgerichtet.As can be seen from the table, the R values of alloys A and B are equal to or superior to those of SK steel, while the R values of compound C are unsatisfactory. In contrast to the SK steels, the grains are aligned in all three carbon steels.

Der Entkohlungsgrad hängt in gewissem Maße von der Strömungsmenge bzw. Geschwindigkeit der wasserstoffhaltigen Atmosphäre und der dieser Atmosphäre ausgesetzten Oberfläche der Probe ab. Bei einem Mengenstrom von annähernd 60 bis 80 cm3/Min. kann der Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,004% verringert werden, wenn die Bleche sorgfältig angeordnet werden. Wenn die Bleche so angeordnet werden, daß sie einander lose berühren, kann der Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,016% gehalten werden. Umfangreiche Versuche haben ergeben, daß eine grundsätzlich gute Textur, hohe .R-Werte und eine hohe Streckgrenze immer dann erhalten werden, wenn der Kohlenstoffgehalt im geglühten Bandstahl bis auf etwa 0,02% gesenkt wird. Andererseits hat sich ergeben, daß die Textur und die i?-Werte des geglühten Bandstahls immer schlecht sind, wenn der am Ende vorhandene Kohlenstoffgehalt größer als 0,02% ist. Den Ergebnissen vieler Versuche ist zu entnehmen, daß die gewünschte kristallographische Textur während des Glühens in trockener Wasserstoffatmosphäre durch den Einfluß der Eisenkarbidausscheidung auf die Wachstumseigenschaften der Körner entwickelt wird. The degree of decarburization depends to a certain extent on the flow rate or speed of the hydrogen-containing atmosphere and the surface of the sample exposed to this atmosphere. With a flow rate of approximately 60 to 80 cm 3 / min. the carbon content can be reduced to about 0.004% if the sheets are carefully arranged. If the sheets are arranged so that they are loosely in contact with one another, the carbon content can be maintained at about 0.016%. Extensive tests have shown that a fundamentally good texture, high R values and a high yield point are always obtained when the carbon content in the annealed steel strip is reduced to about 0.02%. On the other hand, it has been found that the texture and the i? Values of the annealed steel strip are always poor when the carbon content present at the end is greater than 0.02%. It can be seen from the results of many experiments that the desired crystallographic texture is developed during annealing in a dry hydrogen atmosphere through the influence of the precipitation of iron carbide on the growth properties of the grains.

Die Wirkung der Aufheizzeit und der Haltezeit auf das Verhältnis von bleibender Formänderung zur Spannung ist in der Tabelle VI dargestellt. Diese Ergebnisse zeigen, daß die durchschnittlichen R- Werte bei einer konstanten Durchwärmungszeit mit wachsender Erwärmungszeit und bei konstanter Erwärmungszeit leicht ansteigen, während sie mit abnehmender Durchwärmungszeit geringer werden. Der Rest-Kohlenstoffgehalt wirkt sich auf die Ä-Werte in der Weise aus, daß niedrige R-Werte mit hohen Kohlenstoffgehalten verbunden sind, d. h. mit Kohlenstoffgehalten größer als 0,02%. Der Kohlenstoffrestgehalt zeigt aber auch an, daß die wirksamste Entkohlung hauptsächlich während der Durchwärmungsperiode der Glühbehandlung vor sich geht.The effect of the heating time and the holding time on the ratio of permanent deformation to stress is shown in Table VI. These results show that with a constant soak time, the average R values increase slightly with increasing heating time and with constant heating time, while they decrease with decreasing soaking time. The residual carbon content affects the λ values in such a way that low R values are associated with high carbon contents, ie with carbon contents greater than 0.02%. However, the residual carbon content also indicates that the most effective decarburization takes place mainly during the soaking period of the annealing treatment.

Tabelle VITable VI

Auswirkung der Erwärmungsgeschwindigkeit oder
Haltezeit auf das durchschnittliche Verhältnis von
bleibender Formänderung zur Spannung, auf den
i?-Wert und den Kohlenstoffrestgehalt
Effect of heating rate or
Hold time to the average ratio of
permanent change in shape to tension on the
i? value and the residual carbon content

Erwärmungsgeschwindigkeit Heating rate

(Zeit bis 7160C)(Time up to 716 0 C)

Haltezeit R Hold time R

(Std. bei A
716° C)
(At A
716 ° C)

6 Min.
30 Min.
360 Min.
900 Min.
900 Min.
900 Min.
900 Min.
6 min.
30 min.
360 min.
900 min.
900 min.
900 min.
900 min.

2020th

20.20th

2020th

2020th

•■2• ■ 2

1010

2020th

1,65
1,75
1,74
1,97
1,15
1,35
1,97
1.65
1.75
1.74
1.97
1.15
1.35
1.97

1,45
1,59
1,53
1,60
1,26
1,39
1,60
1.45
1.59
1.53
1.60
1.26
1.39
1.60

0,011
0,011
0,007
0,029
0,024
0,007
0.011
0.011
0.007
0.029
0.024
0.007

0,011
0,010
0,004
0,034
0,023
0,004 Restkohlenstoffgehalt und/oder der Neigung zur Bildung längerer Körner liegen, die durch das Glühen in nasser Wasserstoffatmosphäre geweckt wird. Die chemische Zusammensetzung der in trockener Wasser-Stoffatmosphäre geglühten Proben A und B ist in der Tabelle VI11 angegeben. Wie ersichtlich ist, hat sich der Stickstoffgehalt erheblich gesenkt. Da der nicht gebundene Stickstoff eine Hauptursache für die Spannungsalterung von Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt ist, lassen sich die unerwünschten Wirkungen der Alterung auf die mechanischen Eigenschaften durch diese Behandlung auf ein Mindestmaß beschränken.
0.011
0.010
0.004
0.034
0.023
0.004 residual carbon content and / or the tendency to form longer grains, which is awakened by annealing in a wet hydrogen atmosphere. The chemical composition of the samples A and B annealed in a dry water-substance atmosphere is given in Table VI11. As can be seen, the nitrogen content has decreased significantly. Since the unbound nitrogen is a major cause of stress aging in steels with a low carbon content, the undesirable effects of aging on the mechanical properties can be kept to a minimum by this treatment.

Tabelle VIIITable VIII

Chemische Zusammensetzung des Stahls nach dem Glühen in trockenem WasserstoffChemical composition of steel after annealing in dry hydrogen

20 Stahl Si20 steel Si

A BAWAY

Um die Bedeutung der Verwendung von trockenem Wasserstoff zu zeigen, wurde eine Versuchsreihe durchgeführt, bei der sich die Einzelversuche nur dadurch unterschieden, daß in einigen trockener Wasserstoff und in den anderen nasser Wasserstoff verwendet wurde. Obgleich, wie bekannt ist, nasser Wasserstoff eine größere Wirkung auf die Entkohlung hat als trockener Wasserstoff, wurde gefunden, daß bei Ver- 30 Tabelle IX wendung von nassem Wasserstoff sich eine zu starke Entkohlung und ein übermäßiges Kornwachstum einstellen, obgleich annehmbare R-Werte erhalten werden können. In der Tabelle VII sind die Ergebnisse von vier Versuchen mit den Legierungen A und B wiedergegeben, von denen zwei mit trockenem Wasserstoff beim Glühvorgang und zwei mit nassem Wasserstoff beim Glühen durchgeführt wurden.To show the importance of using dry hydrogen, a series of tests was carried out, in which the individual experiments differed only in that in some dry hydrogen and the others used wet hydrogen. Although, as is known, wet hydrogen has a greater effect on decarburization than dry hydrogen, it has been found that for 30 Table IX Using wet hydrogen results in excessive decarburization and excessive grain growth adjust, although acceptable R-values can be obtained. In Table VII are the results of four experiments with alloys A and B, two of which with dry hydrogen in the glow process and two with wet hydrogen in the glow.

0,02
0,03
0.02
0.03

0,016 0,0160.016 0.016

0,001 0,0010.001 0.001

0,009 0,0080.009 0.008

Der Spannungsalterungsindex der Produkte, die in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre geglüht worden sind, wird in der Tabelle IX angegeben.The stress aging index of products that have been annealed in a dry hydrogen atmosphere is given in Table IX.

Spannungsalterungsindex*) von unter trockenem Wasserstoff geglühten Stählen (vorgereckt 8%, gealtert 4 Stunden bei 100° C und erneut gemessenStress aging index *) of steels annealed under dry hydrogen (pre-stretched 8%, aged 4 hours at 100 ° C and measured again

3535

Tabelle VIITable VII TrockenerDrier 1,901.90 Wasser-Water- 1,681.68 Nasser WasserstoffWet hydrogen BB. stoffmaterial 1,761.76 1,211.21 1,541.54 AA. 2,552.55 BB. 2,262.26 AA. 1,201.20 1,991.99 1,591.59 1,821.82 2,082.08 R0OR 0 O 12,512.5 16,316.3 1,431.43 1,501.50 R450 R45 0 2,252.25 6,96.9 R90OR 90 O 6,06.0 7,07.0 1,731.73 RR. 7,07.0 7,07.0 StreckgrenzeStretch limit 0,0070.007 0,0040.004 (kp/mm2)(kp / mm 2 ) 6 bis 16 to 1 0,0015 bis0.0015 to ASTM-ASTM 0,00140.0014 KorngrößeGrain size 0,00150.0015 Kohlenstoffcarbon gehalt (%)salary (%)

4040

5555

Den in der Tabelle VII aufgeführten Ergebnissen ist zu entnehmen, daß, wie oben angezeigt wurde, die Streckgrenze beim Glühen in nasser Wasserstoffatmosphäre nur etwa halb so hoch wird wie beim Glühen in trockener Wasserstoffatmosphäre, obgleich die erhaltenen R-Werte im allgemeinen befriedigen. Die Ursache für diese Differenz kann in dem niedrigen Prozentualer Anstieg der Streckgrenze 12,7 12,4 (Reckspannungsalterungsindex)It can be seen from the results shown in Table VII that, as indicated above, the yield strength when annealing in a wet hydrogen atmosphere is only about half as high as when annealing in a dry hydrogen atmosphere, although the R values obtained are generally satisfactory. The reason for this difference can be found in the low percentage increase in the yield strength 12.7 12.4 (stretching stress aging index)

*) Prozentualer Anstieg der Streckgrenze, wenn die Probe mindestens 5% vorgereckt oder über den diskontinuierlichen Dehnungsbereich hinaus gedehnt wird, dann 4 Stunden bei 1000C gealtert und dann nachgeprüft wird.*) Percentage increase in the yield point if the sample is pre-stretched by at least 5% or stretched beyond the discontinuous stretch range, then aged for 4 hours at 100 ° C. and then checked.

Die obigen Werte sind im Vergleich zum Spannungsalterungsindex der bekannten kastengeglühten Randstähle, der gewöhnlich zwischen 20 und 25% liegt, günstig.The above values are compared to the stress aging index the well-known box-annealed edge steels, which are usually between 20 and 25%.

Für den Erfolg des neuartigen Verfahrens ist es wesentlich, daß der Anfangskohlenstoffgehalt der behandelten Stähle über 0,02% liegt und daß ferner der Kohlenstoffgehalt während des Glühvorgangs unter trockenem Wasserstoff auf etwa 0,016 bis 0,04% reduziert wird. Die Wirkung dieser Behandlung liegt darin, daß die Ziehbarkeit des Materials verbessert wird, ohne daß die Streckgrenze verschlechtert wird. Den obigen Ausführungen ist ebenfalls zu entnehmen, daß eine zu starke Entkohlung ein übermäßiges Kornwachstum zur Folge hat, daß die Ziehbarkeit und die Streckgrenze des Stahlblechs nachteilig beeinflußt. Darüber hinaus ist das Produkt auf Grund der Tatsache, daß mit Hilfe des trockenen Wasserstoffs beim Glühen auch eine erhebliche Verringerung des Stickstoffgehalts, beispielsweise bis etwa 0,001%, erreicht wird, relativ alterungsbeständig sowie tiefziehbar.It is essential for the success of the novel process that the initial carbon content of the treated Steels is above 0.02% and that also the carbon content during the annealing process is below dry hydrogen is reduced to about 0.016-0.04%. The effect of this treatment is to that the drawability of the material is improved without the yield strength being deteriorated. The It can also be seen from the above that excessive decarburization results in excessive grain growth As a result, the drawability and the yield strength of the steel sheet are adversely affected. In addition, the product is due to the fact that with the help of dry hydrogen at Annealing also achieves a significant reduction in nitrogen content, for example to about 0.001% becomes, relatively age-resistant and deep-drawable.

609 621/14609 621/14

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Stahlblechen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt verbesserter Ziehbarkeit und Streckgrenze durch kristallographische Reorientierung des Korngefüges, wobei warmgewalzte Platten aus einem Kohlenstoffstahl mit mehr als 0,02% Kohlenstoff durch Kaltreduzierung um 50 bis 85% auf Blechstärke gewalzt und das kaltgewalzte Blech in einer Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur zwischen 552 und 843° C geglüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühvorgang zur Einstellung eines Kohlenstoffgehaltes im Blech von 0,004 bis 0,02% sich über 10 Stunden erstreckt und ausschließlich in trockenem Wasserstoff mit einem Taupunkt von unter - 34,4° C stattfindet.1. Method of making low carbon steel sheets with improved drawability and yield strength through crystallographic reorientation of the grain structure, being hot-rolled Plates made from a carbon steel with more than 0.02% carbon by cold reduction rolled by 50 to 85% to sheet thickness and the cold rolled sheet in a hydrogen atmosphere is annealed at a temperature between 552 and 843 ° C, characterized in that that the annealing process to set a carbon content in the sheet of 0.004 to 0.02% extends over 10 hours and exclusively in dry hydrogen with a dew point of takes place below - 34.4 ° C. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne Tür den Glühvorgang mehr als 15 Stunden bis etwa 20 Stunden beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the time period door the annealing process is more than 15 hours to about 20 hours.
DE19661508455 1965-12-20 1966-12-13 Process for the production of steel sheets with low carbon content, improved ductility and yield strength Expired DE1508455C3 (en)

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US515232A US3404047A (en) 1965-12-20 1965-12-20 Method for producing deep-drawing low-carbon steel sheet
DEU0013351 1966-12-13

Publications (3)

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DE1508455A1 DE1508455A1 (en) 1969-10-30
DE1508455B2 DE1508455B2 (en) 1975-10-16
DE1508455C3 true DE1508455C3 (en) 1976-05-20

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