DE1608163C3 - Use of steel as a high-strength packaging tape - Google Patents
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Description
Es ist bekannt, Verpackungsband mit einer Zugfestigkeit von weniger als 95 kp/mm2 durch eine Entspannungs- und Erholungsglühbehandlung von kaltgewalztem Band aus den Stahlsorten nach DIN 1624 sowie unberuhigtem, halb- und vollberuhigtem Baustahl mit Zusammensetzungen, wie sie derDIN 17100 entsprechen, mit den gewünschten Zugfestigkeitswerten herzustellen. Die Entspannungs- und Erholungsglühung kann dabei im Durchlauf-, Topfoder Haubenglühofen durchgeführt werden. Bei den genannten Stählen handelt es sich um Weichstähle mit etwa folgenden Analysen:It is known to use packaging tape with a tensile strength of less than 95 kp / mm 2 by stress-relieving and recovery annealing treatment of cold-rolled tape made of the steel grades according to DIN 1624 as well as unkilled, semi-calmed and fully calmed structural steel with compositions that correspond to DIN 17100 to produce desired tensile strength values. The relaxation and recovery annealing can be carried out in a continuous, pot or hood annealing furnace. The steels mentioned are mild steels with approximately the following analyzes:
Diese Stähle werden warmgewalzt, ohne besondereThese steels are hot rolled without special
ίο Bedingungen gehaspelt, kaltgewalzt und einer Erholungsglühung bei Temperaturen von etwa 450 bis 550° C unterworfen. Obwohl bei dieser Verarbeitungsweise nur auf Zugfestigkeiten von unter 95 kp/mm2 hingearbeitet wird, weisen die daraus hergestellten Verpackungsbänder eine Bruchdehnung auf, die im allgemeinen geringer als 10% ist.ίο Conditions coiled, cold-rolled and subjected to a recovery anneal at temperatures of around 450 to 550 ° C. Although this method of processing only works towards tensile strengths of less than 95 kp / mm 2 , the packaging tapes produced from them have an elongation at break which is generally less than 10%.
Die hochfesten Verpackungsbänder mit einer Zugfestigkeit von mehr als 95 kp/mm2 werden in bekannter Weise bisher durch ein kontinuierlichesThe high-strength packaging tapes with a tensile strength of more than 95 kp / mm 2 are known so far by a continuous
ao Patentieren oder Zwischenstufenvergüten in zwei Wärmebehandlungshitzen aus einem Stahl mit einer Zusammensetzung von etwa 0,20 bis 0,40% C, 0,15 bis 0,50% Si, 1,0 bis 1,5% Mn und jeweils höchstens 0,035% P und S hergestellt. Auch diese Stähleao patenting or inter-stage tempering in two Heat treatment heating from a steel with a composition of about 0.20-0.40% C, 0.15 up to 0.50% Si, 1.0 to 1.5% Mn and at most 0.035% P and S each. These steels too
as werden warmgewalzt, ohne besondere Bedingungen gehaspelt und kaltgewalzt, dabei wird teilweise beim Kaltwalzen noch eine Zwischenglühung durchgeführt. Durch eine an das Kaltwalzen anschließende Austenitisierungsglühung bei etwa 900° C wird das Ausgangsgefüge beseitigt, nachfolgend in einem Salzoder Bleibad innerhalb von 10 bis 30 see eine Zwischenstufenvergütung für die mit dem Kohlenstoffgehalt an der unteren Grenze bzw. ein Patentieren für die mit dem Kohlenstoffgehalt an der oberen Grenze liegenden Stähle durchgeführt und der Stahl von der Umwandlungstemperatur, die etwa zwischen 300 bis 550° C liegt, an Luft und anschließend in Wasser abgekühlt.he is hot rolled without any special conditions coiled and cold-rolled, an intermediate annealing process is sometimes also carried out during cold-rolling. The initial structure is created by an austenitizing annealing at around 900 ° C that follows cold rolling eliminated, subsequently in a salt or lead bath within 10 to 30 seconds an intermediate level remuneration for those with the carbon content at the lower limit or patenting for those with the carbon content at the upper limit Limit lying steels carried out and the steel of the transformation temperature, which is roughly between 300 to 550 ° C, cooled in air and then in water.
Die nach diesem Verfahren hergestellten Verpakkungsbänder weisen zwar die geforderte Zugfestigkeit von mehr als 95 kp/mm2 und eine Dehnung von 10 bis 17% auf, erreichen jedoch nur ein Streckgrenzenverhältnis von durchschnittlich 0,80.The packaging tapes produced by this process have the required tensile strength of more than 95 kp / mm 2 and an elongation of 10 to 17%, but only achieve an average yield strength ratio of 0.80.
Im einzelnen ist ferner aus der OE-PS 1 50 000 ein Stahl bekannt, der bis etwa 0,45% Kohlenstoff, 0,2 bis 3% Mangan, etwa 0,25 bis 1 % Silizium, maximal 0,06% Schwefel, maximal 0,45% Phosphor, Rest Eisen, weiterhin auch als Wahlkomponente bis zu 8% Nickel enthalten kann. Der bekannte Stahl wird für Schweißdrähte für die Kohlelichtbogenschweißung verwendet. Bekannt ist auch (vgl. DT-PS 6 86 181) ein Verfahren zur Herstellung von blanken, hartgezogenen Stahldrähten für das Umschnüren von Packstücken, das darin besteht, daß der Draht zwecks Aufbringung eines reibungserhöhenden Oxydüberzuges mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch einen mit oxydierenden Gasen oder Dämpfen gefüllten Erhitzungskanal oder -raum gezogen wird, in dem er auf eine unterhalb der Erhärtungsgrenze liegende Temperatur erhitzt wird. Dieses Verfahren dient somit zur Erzeugung eines reibungserhöhenden Oxydüberzuges, nicht aber zur Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften des Verpackungsbandes. Die Erwärmung erstreckt sich daher auf Temperatur-In detail, a steel is also known from OE-PS 1 50 000, the up to about 0.45% carbon, 0.2 up to 3% manganese, about 0.25 to 1% silicon, a maximum of 0.06% sulfur, a maximum of 0.45% phosphorus, the remainder Iron, also as an optional component, can contain up to 8% nickel. The familiar steel will used for welding wires for carbon arc welding. Is also known (see DT-PS 6 86 181) a process for the production of bare, hard-drawn steel wires for tying Package, which consists in that the wire for the purpose of applying a friction-increasing oxide coating at a steady rate through one filled with oxidizing gases or vapors Heating channel or space is drawn by placing it on a below the hardening limit Temperature is heated. This method thus serves to generate a friction-increasing Oxide coating, but not to influence the mechanical properties of the packaging tape. The warming therefore extends to temperature
bereiche unterhalb der Erhärtungsgrenze, d. h. also auch unterhalb der Erholungstemperatur. Ferner ist in der DT-PS 412 852 ein Verfahren zum Härten und Vergüten von Stahlbändern beschrieben, beiareas below the hardening limit, d. H. so also below the recovery temperature. Furthermore is in DT-PS 412 852 a method for hardening and quenching and tempering of steel strips
dem der Stahlstrang zwischen gekühlten oder beheizten Platten hindurchgeführt wird, wobei jedoch weder auf die analytische Zusammensetzung des Stahles Bezug genommen wird noch dargelegt wird, daß sich auf diese Weise durch die Auswahl bestimmter Temperaturen und Glühzeiten extrem günstige Festigkeitswerte ergeben.which the steel strand is passed between cooled or heated plates, however No reference is made to the analytical composition of the steel, nor is it explained, that in this way the selection of certain temperatures and annealing times is extremely favorable Result in strength values.
Aus der GB-PS 4 71568 geht weiterhin als bekannt hervor, Verpackungsbänder aus einem Stahl mit 0,35 bis 0,4% Kohlenstoff, 0,2 bis 0,3% Silizium, 0,015 bis 0,003% Phosphor, 0,025 bis 0,04% Schwefel, 0,55 bis 0,75% Mangan, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, herzustellen, in dem das warmgewalzte Band auf eine Bandstärke von 1 mm kaltgewalzt und anschließend bei einer Temperatur von 350 bis 550° C geglüht wird. Dabei werden Festigkeitswerte von 90 kp/mm2 und Dehnungswerte von 12% erreicht. Die nach diesem Verfahren angewendeten Glühzeiten sind jedoch sehr lang; sie betragen für das vorgesehene Zwischenglühen z.B. 21 und für das Schlußglühen nach dem Kaltwalzen 5 Stunden. Die erwünschten Zugfestigkeitswerte für Verpackungsband liegen daher verhältnismäßig niedrig.From GB-PS 4 71568 it is also known that packaging tapes made of a steel with 0.35 to 0.4% carbon, 0.2 to 0.3% silicon, 0.015 to 0.003% phosphorus, 0.025 to 0.04% Sulfur, 0.55 to 0.75% manganese, the remainder iron and production-related impurities, by cold-rolling the hot-rolled strip to a strip thickness of 1 mm and then annealing at a temperature of 350 to 550 ° C. Strength values of 90 kp / mm 2 and elongation values of 12% are achieved. However, the annealing times used according to this method are very long; they are, for example, 21 hours for the planned intermediate annealing and 5 hours for the final annealing after cold rolling. The desired tensile strength values for packaging tape are therefore relatively low.
Schließlich ist es aus der US-PS 33 11 512 bei Stählen mit 0,24 bis 0,30% Kohlenstoff bekannt, nach dem Kaltwalzen derartiger Bänder eine Glühung bei 454 bis 510° C so durchzuführen, daß nur eine teilweise Rekristallisation eintritt. Dadurch ist es möglich, höhere Werte der Dehnung und anderer physikalischer Eigenschaften bei Aufrechterhaltung der erforderlichen Zugfestigkeit zu erreichen. Das für Verpackungsband erwünschte hohe Streckgrenzenverhältnis wird jedoch nach diesem bekannten Verfahren ebenfalls nicht erreicht.Finally, it is known from US-PS 33 11 512 for steels with 0.24 to 0.30% carbon, after cold rolling such strips to carry out an annealing at 454 to 510 ° C so that only one partial recrystallization occurs. This makes it possible to have higher values of elongation and others physical properties while maintaining the required tensile strength. The However, the high yield strength ratio desired for packaging tape becomes known according to this Procedure also not achieved.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung von Verpackungsband zu vermeiden und ein Verpackungsband zu schaffen, das mit Sicherheit eine Zugfestigkeit von 95 bis 125 kp/mm2, eine Bruchdehnung von (55 von 10 bis 17% und ein Streckgrenzenverhältnis von 0,86 bis 0,98 aufweist sowie auf einfache Weise in nur einer Wärmebehandlungshitze herstellbar ist.The object of the present invention is to avoid the disadvantages of the known processes for the production of packaging tape and to create a packaging tape that definitely has a tensile strength of 95 to 125 kp / mm 2 , an elongation at break of (5 5 from 10 to 17% and has a yield strength ratio of 0.86 to 0.98 and can be produced in a simple manner in just one heat treatment heat.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch die Verwendung eines Stahles mit einer Zusammensetzung vonThis object is achieved according to the invention through the use of a steel with a composition from
0,25 bis 0,80% Kohlenstoff,0.25 to 0.80% carbon,
0,15 bis 0,50% Silizium,0.15 to 0.50% silicon,
jeweils höchstenseach at most
0,045% Phosphor und Schwefel,0.045% phosphorus and sulfur,
0,40 bis 2% Mangan und/oder Nickel,0.40 to 2% manganese and / or nickel,
Rest Eisen,Remainder iron,
der nach dem Warmwalzen ein sorbitisches oder Zwischenstufengefüge aufweist, auf Dicken von 0,30
bis 1,30 mm kaltgewalzt und anschließend einer kontinuierlichen kurzzeitigen Erholungsglühung mit
Rekristallisationsbeginn bei Temperaturen zwischen 500 bis 680° C unterworfen wird, wobei der Gehalt
an Mangan und/oder Nickel in der Weise auf den Kohlenstoffgehalt abgestimmt wird, daß bei steigendem
Kohlenstoffgehalt der Mangan- und/oder Nickelgehalt gesenkt wird, zur Herstellung von hochfestem
Verpackungsband mit einer Zugfestigkeit von 95 bis 125 kp/mm2, Bruchdehnung
<55 von 10 bis 17% und einem Streckgrenzenverhältnis von 0,86 bis 0,98.
Da der Kohlenstoffgehalt die Verarbeitung zu Warm- und Kaltband in starkem Maße beeinflußt,
wird zur Herstellung des Verpackungsbandes nach der Erfindung vorzugsweise ein Stahlband mit einem
Kohlenstoffgehalt von 0,40% und einem Mangan- und/oder Nickelgehalt von 1,5 bis 2% verwendet.which has a sorbitic or intermediate structure after hot rolling, is cold-rolled to thicknesses of 0.30 to 1.30 mm and then subjected to a continuous brief recovery annealing with the start of recrystallization at temperatures between 500 and 680 ° C, with the content of manganese and / or nickel is matched to the carbon content in such a way that the manganese and / or nickel content is reduced with increasing carbon content, for the production of high-strength packaging tape with a tensile strength of 95 to 125 kp / mm 2 , elongation at break <5 5 of 10 to 17% and a yield strength ratio of 0.86 to 0.98.
Since the carbon content has a strong influence on the processing into hot and cold strip, a steel strip with a carbon content of 0.40% and a manganese and / or nickel content of 1.5 to 2% is preferably used for the production of the packaging tape according to the invention .
ίο Wird ein Stahlband mit einem höheren C-Gehalt als 0,35% verwendet, so wird nach der Erfindung der Mangan- und/oder Nickelgehalt entsprechend erniedrigt. In weiterer vorteilhafter Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung wird das Stahlband nach dem Warmwalzen bei einer Haspeltemperatur von 500 bis 620° C aufgewickelt und die Erholungsglühung in einem direkt oder indirekt beheizten Gas-, Induktions- oder Widerstandsofen durchgeführt. Mit Vorteil wird die Erholungsglühung unter neutralem Schutzgas durchgeführt.ίο Is a steel belt with a higher C content than 0.35% is used, the manganese and / or nickel content is correspondingly reduced according to the invention. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the steel strip is after the hot rolling at a coiling temperature of 500 to 620 ° C and the recovery annealing carried out in a directly or indirectly heated gas, induction or resistance furnace. With The recovery annealing is advantageously carried out under a neutral protective gas.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß zur sicheren Erzielung eines hohen Streckgrenzenverhältnisses von 0,86 bis 0,98 bei einer gleichzeitigen Bruchdehnung von 10 bis 17% und einer Zugfestigkeit von 95 bis 125 kp/ mm2 nur eine Wärmebehandlungshitze bei sehr kurzen Zeiten und niedrigen Temperaturen erforderlich ist und gegenüber einem Verpackungsband mit einer Zugfestigkeit von weniger als 95 kp/mm2 und einer Bruchdehnung ö5 von 6 bis 10% das neue Verpackungsband höher zu belasten ist, womit Gewicht eingespart wird.The advantages achieved by the invention are particularly to be seen in the fact that to reliably achieve a high yield strength ratio of 0.86 to 0.98 with a simultaneous elongation at break of 10 to 17% and a tensile strength of 95 to 125 kp / mm 2 only one heat treatment is required for very short times and low temperatures and compared to a packaging tape with a tensile strength of less than 95 kp / mm 2 and an elongation at break ö 5 of 6 to 10%, the new packaging tape is to be loaded higher, which saves weight.
An Hand eines Beispiels sei das Verfahren nach der Erfindung näher erläutert:
Ein Stahlband mit einer Zusammensetzung vonThe method according to the invention will be explained in more detail using an example:
A steel band with a composition of
0,47% C,
0,21% Si,
1,43% Mn,
0,018% P,
0,014% S,
Rest Eisen,0.47% C,
0.21% Si,
1.43% Mn,
0.018% P,
0.014% S,
Remainder iron,
wurde auf 1,50 mm warmgewalzt und bei einer Temperatur von etwa 560 bis 580° C aufgehaspelt, wodurch für das nachfolgende Kaltwalzen ein sorbitisches Ausgangsgefüge erzeugt wird. Ohne Schwierigkeiten, z. B. Auftreten von Bandkantenrissen, wird dieses Warmbad auf 0,5 bzw. 0,8 mm kaltgewalzt und anschließend in einem Glühofen unter neutralem Schutzgas bei 600° C kontinuierlich 2 Minuten lang einer Erholungsglühung (mit eventuellem Rekristallisationsbeginn) unterworfen. Nach dieser Glühbehandlung werden am fertigen Verpackungsband die folgenden mechanischen Werte gemessen:was hot rolled to 1.50 mm and coiled at a temperature of about 560 to 580 ° C, whereby a sorbitic initial structure is produced for the subsequent cold rolling. Without difficulty z. B. Occurrence of strip edge cracks, this hot bath is cold-rolled to 0.5 or 0.8 mm and then in an annealing furnace under neutral protective gas at 600 ° C continuously for 2 minutes subjected to a recovery annealing (with a possible start of recrystallization). After this annealing treatment the following mechanical values are measured on the finished packaging tape:
Banddicke Tape thickness
Streckgrenze Stretch limit
Zugfestigkeit DehnungTensile strength elongation
mmmm
kp/mm2 kp/mm! kp / mm 2 kp / mm !
VoVo
Streckgrenzen
verhältnis
aslaB Yield strengths
ratio
a s la B
0,50
0,800.50
0.80
99,0
96,099.0
96.0
103,0
105,0103.0
105.0
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