DE1608162B1

DE1608162B1 - Verwendung von flachstahlprodukten

Info

Publication number: DE1608162B1
Application number: DE19671608162
Authority: DE
Inventors: Gotthold Dr Phys Becker; Walter Dipl-Ing Middeldorf
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1967-11-13
Filing date: 1967-11-13
Publication date: 1972-06-29

Description

Beim Warmwalzen von Blechen und Bändern, besonders auf kontinuierlichen Bandstraßen erfolgt die Verformung des Werkstoffes hauptsächlich durch Streckung in Längsrichtung, auf jeden Fall aber nur in einer Ebene, wobei die unvermeidlichen Verunreinigungen ebenfalls parallel zur Walzebene und vorwiegend in der Hauptwalzrichtung verformt werden. Mit zunehmendem Verformungsgrad der Bleche in Walzrichtung werden dabei die Bruchdehnung und Brucheinschnürung sowie die Kerbschlagzähigkeit quer zur Walzrichtung verschlechtert. Bei der Mehrzahl der aus Blechen gefertigten Bauteile liegt die Beanspruchungsrichtung in der Walzebene. In. den Abnahmevorschriften für Grobbleche wird deshalb die Prüfung der Eigenschaften quer zur Hauptwalzrichtung als der ungünstigsten Beanspruchungsrichtung gefordert.
Seitdem jedoch leichtere Konstruktionen aus wirtschaftlichen Gründen gefordert werden, z. B. der Ersatz von bisher in Gußkonstruktion hergestellter Bauteile durch geschweißte Bauteile, treten Schwierigkeiten durch zusätzliche Beanspruchungen senkrecht zur Walzhaut bzw. Blechdicke auf. Da sämtliche Flachstahlerzeugnisse, wie Bleche, Bänder und Breitflachstähle in dieser Richtung gegenüber der Walzrichteng sowie quer zu der Walzrichtung geringere Festigkeitseigenschaften, insbesondere eine sehr viel geringere plastische Dehnung wegen der Unterbrechung des Werkstoffzusammenhaltes durch die genannten Verunreinigungen aufweisen, kann in nachteiliger Weise Flachstahl z. B. in Schweißkonstruktionen nur in der Hauptwalzrichtung bzw. quer zu dieser Richtung beansprucht werden; soll dagegen Flachstahl senkrecht zur Walzhaut beansprucht werden, so müssen die Konstruktionen, wenn überhaupt ausführbar, entsprechend stärker ausgelegt werden, gegebenenfalls muß vom Schweißen abgesehen werden, da sonst die Beanspruchungen, die einerseits durch äußere Kräfte; andererseits durch die Schrumpfspannungen des abkühlenden Schweißgutes, das z. B. mittels Kehlnähten oder K-Nähten verschweißt wurde, nicht aufgefangen werden können und zu Rissen und Brüchen der Bauteile führen.
In gleicher Weise gelten diese Nachteile, wenn z. B. für Reparaturzwecke schnell benötigte Maschinenbauteile aus vorrätigen Grobblechen hergestellt werden sollen, weil die Beschaffung des entsprechenden Schmiedestückes sehr zeitraubend ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und die Verwendung des Flachstahles auch für solche Zwecke zu ermöglichen, bei denen hohe Beanspruchungen senkrecht zur Walzhaut auftreten.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Verwendung eines mit Aluminium beruhigten Stahles., bestehend aus 0,03 bis 0,250/, Kohlenstoff, höchstens 0,55 °/o Silizium, 0,3 bis. 20/, Mangan, höchstens 0,05 °/o Phosphor, höchstens 0,05 °/o Schwefel, 0 bis 10/, Nickel, 0 bis 10/0 Chrom, 0 bis 0,5 °/o Molybdän, mehr als 0,020/, Aluminium als Beruhigungsmittel, 0,1 bis 0,25 °/o Titan, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, als Werkstoff für Flachstahlprodukte, bei denen die senkrecht zur Walzhaut und in der Walzebene gemessenen Werte der Streckgrenze und Zugfestigkeit etwa gleich und die senkrecht zur Walzhaut gemessene Dehnung mehr als zwei Drittel der parallel zur Walzebene gemessenen Dehnung beträgt, gelöst. Vorzugsweise beträgt der Titangehalt 0,15 °/o.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Zugabe schwefelaffiner Elemente, insbesondere von Titan, die Festigkeitseigenschaften bekannter Baustähle, wie sie z. B. in »Stahl und Eisen«, 86 (1966), S. 645 bis 662, beschrieben sind, jeder Festigkeitsstufe in ihrer Dickenrichtung entscheidend verbessert werden. Insbesondere werden die Werte für die plastische Dehnung in Dickenrichtung weitgehend denen in der Walzebene angeglichen, so daß solche Flachstahlprodukte für Zwecke verwandt werden können, bei denen man bisher aus Furcht vor Rissen und Brüchen parallel zur Walzebene von ihrer Verwendung absehen mußte.
Die Vorteile der neuen Anwendung nach der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß die zur Verwendung gelangenden Flachstahlprodukte in der Richtung senkrecht zur Walzhaut eine Dehnung aufweisen, die überraschenderweise oberhalb zwei Drittel der in der Walzebene gemessenen Werte liegt, wobei gleichzeitig die Werte für die Streckgrenze und Zugfestigkeit in der Richtung senkrecht zur Walzhaut mit denen in der Walzebene gemessenen etwa übereinstimmen. Bei den bekannten Baustählen dagegen erreicht insbesondere der Dehnungswert in Richtung senkrecht zur Walzhaut lediglich ein Drittel bis ein Zehntel der in der Walzebene gemessenen Werte.

Die Erfindung sei an Hand eines Beispiels näher erläutert. Ein in bekannter Weise erschmolzener Stahl wurde in zwei Pfannen A und B abgestochen und mit Al und Si beruhigt. Zusätzlich wurde der Stahl in Pfanne B mit Ferrotitan legiert. Die Analyse der beiden Stahlschmelzen ergab sich wie folgt:

Blech C Si Mn P S A1 Ti

°/o

°%

% °/o

A ......... 0,23 0,50 1,54 0,031 0,020 0,050 -

B . . . . . . . . . . 0,22 0,55 1,50 0,026 0,022 0;040 0,14

Beide Stähle wurden zu Brammen vergossen und anschließend zu Blechen von 40 mm Dicke ausgewalzt. Aus den Blechen wurden einerseits quer zur Walzrichtung Flachzerreißproben und andererseits senkrecht zur Walzhaut Proben mit 4 mm Durchmesser Prüfquerschnitt entnommen, die die nachfolgend aufgeführten Festigkeitseigenschaften aufwiesen:

Streck- Zug- Dehnung

Schmelze Probenlage grenze festigkeit %

kp/mm2 kp/mm2 1 = 5d

A ..... quer 42,1 63,6 23

A ..... senkrecht 42,9 47,6 4

B ...... quer 41,7 58,4 28

B ...... senkrecht 40,2 59,1 24

Es zeigt sich somit, daß die Festigkeitseigenschaften, und zwar insbesondere die Dehnung quer zur Walzrichtung und senkrecht zur Walzhaut weitgehend isotrop sind, und damit entgegen der Auffassung der Fachwelt die Flachstahlprodukte nach der Erfindung auch senkrecht zur Walzhaut beansprucht werden können.

Claims

Patentansprüche: 1. Verwendung eines mit Aluminium beruhigten Stahles bestehend aus 0,03 bis 0,25°/a Kohlenstoff, höchstens 0,55 °/o Silizium, 0,3 bis 2°% Mangan, höchstens 0,05010 Phosphor, höchstens 0,05°/o Schwefel, 0 bis 10/0 Nickel, 0 bis 10/0 Chrom, 0 bis 0,5 °/o Molybdän, mehr als 0,020/0 Aluminium als Beruhigungsmittel, 0,1 bis 0,250/, Titan, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen als Werkstoff für Flachstahlprodukte, bei denen die senkrecht zur Walzhaut und in der Walzebene gemessenen Werte der Streckgrenze und Zugfestigkeit etwa gleich und die senkrecht zur Walzhaut gemessene Dehnung mehr als zwei Drittel der parallel zur Walzebene gemessenen Dehnung beträgt.
2. Verwendung eines Stahles nach Anspruch 1, bei dem der Titangehalt 0,15 °/o beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1.