DE1927381B2 - Verfahren zur Herstellung von nicht rostendem, hartbarem Chromstahlband und blech - Google Patents

Description

3 4

dungsgemäße Verfahren ist gegenüber dem bekann- schritte eingeschaltet werden. Bezüglich der Bildsamten Verfahren wesentlich vereinfacht, da auf die keit wurde festgestellt, daß sich eine Temperaturvielen Kaltwalz- und Zwischenglühstufen zugunsten grenze zwischen 600 und 650⁰C befindet. Bei der einer einzigen Walzstufe in dem genannten Tempe- obengenannten Stahlsorte ist die untere Grenze etwa raturbereich verzichtet werden kann. Die derart 5 620° C. Von 650 bis 750° C ist die Bildsamkeit gut, einfach hergestellten Chromstahlbänder und -bleche so daß bei jedem Walzdurchgang beträchtliche Querzeichnen sich durch ein sehr homogenes Gefüge, Schnittsverminderungen erzielbar sind und die Geeine vorzügliche Korrosionsbeständigkeit und durch samtzahl der Durchgänge gering bleibt. So konnte die Erzielbarkeit hoher Härtewerte in kurzer Zeit beispielsweise in einem einzigen Durchgang eine und einen geringen Streubereich der Härtewerte aus. io Querschnittsvenninderung bis zu 44 % erzielt wer-Außerdem haben sie im ungehärteten Zustand ein den, die in Anbetracht des bei diesem Beispiel durchgroßes Verhältnis zwischen Streckgrenze und Zer- geführten labormäßigen Verfahrens noch nicht als reißfestigkeit und daher gute Stanzbarkeit. Ihre Ober- das endgültig erzielbare Maximum anzusehen ist. flächenbeschaffenheit ist sehr glatt und eben. Dar- Nach jedem Durchgang wurde eine Musterstück von über hinaus können sogar geringe Anteile von etwa 15 20 cm Länge vom Material abgeschnitten und wurden 0,1 bis 2% Desoxydationsmittel, wie Silicium, Alu- Gefügetests bezüglich der Härte und Korrosionsminium od. dgl., im Stahl belassen werden. festigkeit des gewalzten und gehärteten Materials

Es empfiehlt sich besonders, das Ausgangsmaterial durchgeführt.

in einem Temperaturbereich zwischen 700 und 780° C Im folgenden wird die Erfindung an Hand von bis zu einer Querschnittsvenninderung von minde- ao um den Faktor 1200 vergrößerten Schliffbildern und stens 85% so stark auszuwalzen, daß das Walz- (gemäß Fig. 8) eines Diagramms der Härte (in produkt ein Gefüge erhält, dessen ferritische Grund- Vickers-Einheiten) in Abhängigkeit von der Standmasse mindestens 80 Karbidkügelchen pro 100 μ m² zeit näher erläutert,
enthält. Das Gefüge des Ausgangsmaterials entspricht dem

Die beim Walzen gemäß dem erfindungsgemäßen 25 in Fig. 1 dargestellten Schliffbild.
Verfahren erforderliche Temperatur kann aus Das Schliffbild der F i g. 2 entspricht dem Gefüge Kostenersparnisgründen dadurch aufrechterhalten nach Walzen bei 750° C bis zu einer Querschnittswerden, daß das Ausgangsmaterial während des verminderung von 67% mit mindestens 40, vorzugs-Auswalzens kontinuierlich in direkter Verbindung weise mindestens 60 kugelförmigen Karbidkörnchen mit dem Walzwerk erhitzt wird. 30 pro 100 μ m² feinverteilt im Gefüge. Das Gefüge ist

Als Ausgangsmaterial wird zweckmäßigerweise ein im wesentlichen homogen und weist keine merklichen

solches verwendet, das mindestens zu 80% aus Perlit Perlitreste auf.

besteht. Es empfiehlt sich, das Ausgangsmaterial Gemäß F i g. 3 wurde weiter auf eine Querschnitts-

nach dem Warmwalzen langsam und vorzugsweise verminderung von 76% heruntergewalzt, wodurch

in einem isolierenden Medium auf Raumtemperatur 35 das Gefüge weit mehr als 80 Karbidkörner pro

abzukühlen, um das Gefüge mit lamellarem Perlit 100 μ m² aufweist und keine Perlitanteile mehr fest-

zu erhalten. An graphitbildenden Substanzen, wie gestellt werden konnten.

Silicium, Nickel oder Aluminium, sollte das Aus- Das Ausgangsmaterial gemäß dem Schliffbild von

gangsmaterial höchstens jeweils 2% aufweisen. Fig. 4 entspricht zwar nach der analytischen Zu-

Zur Herstellung von nichtrostendem Bandstahl 40 sammensetzung dem obengenannten Beispiel, besteht

wird als Ausgangsmaterial ein Stahl der Zusammen- jedoch aus einem Mischgefüge, so daß nach dem

Setzung 0,66 % C, 0,38 % Si, 0,45 % Mn, 13,8 % Cr, Herunterwalzen bei 700° C bis zu einer Querschnitts-

0,06% Ni, 0,04% Mo und 0,063% N neben Eisen verminderung von etwa 78% ein Gefüge gemäß

verwendet. An dieser Stelle sei bemerkt, daß auch F i g. 5 mit ungleichmäßiger Karbidverteilung erzielt

andere härtbare, nichtrostende Chromstähle ver- 45 wurde. Die Vorteile des erfindungsgemäß hergestell-

wendbar sind, deren Kohlenstoffgehalt etwa 0,1 bis ten Chromstahlbandes bzw. -bleches werden dadurch

etwa 1 % beträgt. Diese können auch weitere Legie- daher noch nicht erreicht.

rungsbestandteile in mäßigen Anteilen, beispielsweise Das Schliffbild gemäß F i g. 6 läßt erkennen, daß bis zu jeweils 2% Silicium, Mangan, Molybdän, das Kugligglühen nur teilweise stattgefunden hat, Nickel, Kupfer, Bor, Beryllium, Stickstoff u. dgl., 50 wodurch wiederum nur ein ungleichmäßiges Gefüge aufweisen. Der Stahl wird in bekannter Weise zu- vorhanden ist. Nach dem Herunterwalzen bei 750° C nächst bis zu einer Dicke von 6 mm warmgewalzt, auf eine Querschnittsvenninderung von 77 % wird in Asche verpackt und allmählich auf Raumtempe- gemäß Fig. 7 ein Walzprodukt erzielt, das noch ratur abgekühlt. Anschließend wird das Material unerwünschte Bereiche geringeren Karbidgehalts aufgebeizt. Das Gefüge sollte homogen sein und nicht 55 weist, obwohl das Kugligglühen hinreichend erfolgte, mehr als 20% andere Gefügebestandteile als das Im Anschluß an das Walzen bei der vorerwähnten Hauptgefüge aufweisen. hohen Temperatur unterhalb der Rekristallisations-

Nach der Beizbehandlung oder einer anderen temperatur kann die Dicke des Bandstahls vorzugs-Oberflächenbehandlung, z. B. durch Schleifen, Sand- weise durch ein in bekannter Weise durchgeführtes strahlen u. dgl., wird das Ausgangsmaterial in einem 60 Kaltwalzen bei Raumtemperatur noch weiter verElektroofen erhitzt, der einen beweglichen harten mindert werden. Diese Operation dient vor allem Boden aufweist und so nahe wie möglich am Walzen- dazu, die gewünschten Toleranzen einzustellen. Zuspalt angeordnet ist. Die Temperatur des Ofens wurde gleich verbessert sie die Stahlqualität insofern, als zwischen 600 und 750° C variiert. Bei diesen Tem- das Streckgrenze-Zerreißfestigkeits-Verhältnis auf peraturen ist das Gefüge des Stahls noch ferritisch. 65 einen Wert erhöht wird, der nur schwer zu erreichen

Unmittelbar nach Einstellung der gewünschten ist, wenn man ausschließlich die konventionellen

Temperatur wird nun das Material bis auf die End- Arbeitsmethoden anwendet. Diese Operation wird

dimension heruntergewalzt, ohne daß Zwischenglüh- in diesem Beispiel nicht durchgeführt, jedoch wird

der Bandstahl statt dessen direkt nach dem Walzen bei der genannten hohen Temperatur gehärtet.

Das Härten wird in einem Simulator durchgeführt, der so konstruiert ist, daß er die bei einem kontinuierlichen Härtungsprozeß anzuwendenden Betriebsbedingungen zu simulieren vermag. Bei einem solchen Härtungsprozeß wird das Band beim Durchgang durch einen auf eine Temperatur von 1100° C erhitzten Ofen kontinuierlich einem Lösungsglühen unterworfen. Die Zeit, die bei den angewendeten Bandgeschwindigkeiten zur Verfügung steht, beträgt 45 Sekunden. Das Band wird dann kontinuierlich auf -70° C abgekühlt.

Die Härte wurde an einem Walzprodukt getestet, das bei 650, 700 und 750° C gewalzt und danach während der Austenitisierungsbehandlung bei verschiedenen Standzeiten gehärtet worden war. Als Vergleichsmaterial dienten 2 Muster, welche die gleiche Zusammensetzung wie der obengenannte Stahl aufwiesen, jedoch durch das in bekannter Weise durchgeführte Kaltwalzen erzeugt worden waren. Das Vergleichsmaterial war unter den gleichen Bedingungen gehärtet worden.

Das nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellte Produkt zeigte im Gegensatz zu dem Vergleichsmaterial eine sehr geringe Streuung der Härtewerte, während gleichzeitig die gemessenen Werte auf einem höheren Niveau lagen. Diese Umstände können dem feinen, leicht lösbaren und homogenen Gefüge zugeschrieben werden, sind aber dennoch bemerkenswert. Im einzelnen wurden die folgenden Werte gemessen:

Tabelle I
Härte in Vickers-Einheiten (20-5kp); Austenitisierungstemperatur HOO⁰C; Abkühlung auf -7O⁰C

	Nr.	25 Sekunden	Standzeiten bei 1100° C	60 Sekunden	90 Sekunden	120 Sekunden	Walztemperatur
		517	45 Sekunden	811	817	832	(0C)
Walzprodukt	146	464	770	811	832	825	650
nach der	612	513	776	825	825	832	700
Erfindung	711	493	770	803	832	825	750
	197	483	751	817	825	832	Raumtempe
	1711	449	744	732	790	811	ratur
Vergleichs	17A	506	680	776	811	803
material	19A	732

In F i g. 8 ist die Härte als Funktion der Standzeit für die beiden Vergleichsstähle und die beiden bei 700° C gewalzten Stähle Nr. 612 und 711 dargestellt, und es zeigt sich mit aller Deutlichkeit die Überlegenheit der Erfindung hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Härte. Außerdem ist ersichtlich, daß durch die Erfindung das Walzprodukt seine Höchstwerte überraschenderweise schneller erreicht und diese Werte höher als beim Vergleichsmaterial liegen. Um die Streuung graphisch darzustellen, ist die Fläche zwischen assoziierten Kurven schraffiert worden.

Zusätzlich zu der verbesserten Härte werden auch in anderer Hinsicht gute Ergebnisse erzielt. So war z. B. der Grad der Ebenheit des Materials gut, und zwar vermutlich wegen seines homogenen Gefüges. Auch die Korrosionsbeständigkeit des Materials war gut, und die Stanzbarkeit nach dem Durchgang des Materials durch das Fertigwalzwerk war sehr gut dank des hohen Streckgrenze-Zerreißfestigkeits-Verhältnisses.

Die Stahlzusammensetzungen sind hier nur als mögliche Beispiele von analytischen Zusammensetzungen zu betrachten, die im Rahmen der erfinderischen Lehre angewendet werden können. So sollte der Stahl einen Kohlenstoffgehalt von über 0,1%, vorzugsweise über 0,2%, aufweisen. Außer dem Kohlenstoff und dem Chrom können andere Zusatzstoffe, wie sie gemeinhin in nichtrostenden Stählen vorhanden sind, Anwendung finden. Obwohl Materialien mit Elementen, die das Auftreten von Graphit begünstigen, wie Silicium, Nickel oder Aluminium, bei den bekannten Arbeitstechniken Anlaß zu großen Schwierigkeiten in Verbindung mit der Kaltbearbeitung und den Glühprozessen geben, können diese beim erfindungsgemäßen Verfahren überraschenderweise jedoch verwendet werden. Es ist auch möglich, einen Stahl einzusetzen, der weniger Schlacke enthält als Stahl, der bei der Behandlung nach konventionellen Methoden zur Graphitbildung neigt, und zwar dadurch, daß man die Deoxydationsmittel Aluminium und Silicium in Mengen bis zu etwa 0,1 bzw. 2% zusetzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Band 8, 1967, S. 481 ff.), bei dem legierter Bandstahl Patentansprüche: durch Warmwalzen, anschließendes Entzundern und anschließendes Kaltwalzen als weiteres Walzen, das

1. Verfahren zur Herstellung von nichtrosten- durch Zwischenglühungen unterbrochen ist, herdem, härtbarem Chromstahlband und -blech 5 gestellt wird. Ein derartiger Bandstahl ist für die durch Warmwalzen und anschließendes Walzen Herstellung von Rasierklingen geeignet. Das KaItsowie eine Behandlung nach dem Warmwalzen walzen erfolgt in mehreren Walzstichen bei etwa bei erhöhten Temperaturen, bei dem das Aus- Raumtemperatur. Zwischen den einzelnen Kaltwalzgangsmaterial für das weitere Walzen vorwiegend Stichen wird das Material jeweils bei etwa 650 bis aus einem Gefüge aus blättchenartigem bzw. io 750° C in Schutzgasatmosphäre zwischengeglüht und lamellarem Perlit, Ferrit und Karbid besteht, abgekühlt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist der gekennzeichnet durch folgende Verfah- große Herstellungsaufwand und die dadurch bedingrensschritte: ten hohen Herstellungskosten. Außerdem weist der

a) als Ausgangsmaterial wird ein solches ver- *"****■ ^ve^rhältoif?fßig ^ Karbidkörner auf, wendet, da? zu mindestens 80·/. aus dem ¹^ *?** Weiterverarbeitung erschweren und in vielen genannten Gefüge besteht; ΪΑ-Τ G attungsverfahren erfordern, um die

b) das weitere Walzen wird während der Be- Oberflachenqualitat zu verbessern Erhebhche Abhandlung im Temperaturbereich zwischen ™bhniig*i der Hartewerte trotz gleicher Hartungs-600 und 790° C bi£ zu einer Querschnitts- verfahren wurden auch festgeste It verminderung von mindestens 70Vo ohne ^ao 3^^^^ £?^kamit (^deuts^^e Auslegethermische Zwischenbehandlung durchge- ^f ^{l 169}^⁷A Messerklingerι aus nichtrostendem,

«;i,^f _ΓΛ j„o hartbarem Chromstahl dadurch besser harten zu

rührt, so daß ,.. , _o , ,, ^₁

c) das Walzprodukt ein Gefüge erhält, dessen *^οη^^η' ^daß f"; &™&™>* Menge von Chromferritische Grundmasse Karbidkügelchen, ^¹^ Ta *}^ ?T ιΓ^ί und zwar mindestens 40 pro 100 μ m«, to ²⁵ ^^dmch\f·^ der fertig warm- und kaltgewalzte wesentlichen fein verteilt, enthält. Messerrohhng vor dem Lösungsglühen an der Kante

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ^um <*"* !°,^bls f °(⁰™. 9^υθΓ5^ verringert wird,

^ ^& um eine hohe Austenitisierungstemperatur und em

kennzeichnet, daß das Material in einem Tem- längeres Halten auf Austenitisierungstemperatur ver-

peraturbereich von 700 bis 780° C und bis zu 30 meiden zu können.

einer Querschnittsverminderung von mindestens Darüber hinaus ist auch ein Verformungsverfahren

85% bis zu einem Gefüge ausgewalzt wird, das für weiche und harte Stähle, die gegen anschließendes

mindestens 80 Karbidkörner pro 100 μ m² auf- Kaltverformen und Altern unempfindlich sein sollen,

weist. bekannt (USA.-Patentschrift 1 844 994). Dabei wird

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 35 das Material im Verlaufe des Bearbeitens so extensiv gekennzeichnet, daß das Material während des wie möglich bei Temperaturen unterhalb des ^-Über-Auswalzens kontinuierlich in direkter Verbindung gangspunktes verformt. Die Verformung beginnt mit dem Walzwerk erhitzt wird. unmittelbar unterhalb des >4_rl-Punktes und wird so

4. Verfahren nach einem der vorangehenden schnell wie möglich wieder beendet, worauf das Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von 40 Erzeugnis dem Normalisierungsglühen unterworfen einem Ausgangsmaterial mit einem Gefüge aus- wird.

gegangen wird, das mindestens zu 80% aus Perlit Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das

besteht. eingangs genannte Herstellungsverfahren dahingehend

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden zu verbessern und zu vereinfachen, daß ein Produkt Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von 45 vorzüglicher Eigenschaften, unter anderem mit homoeinem nach dem Warmwalzen langsam und vor- genem Gefüge, hoher und gleichmäßiger Härte, einem zugsweise in einem isolierenden Medium auf großen Streckgrenzen-Zerreißfestigkeits-Verhältnis, Raumtemperatur abgekühlten Ausgangsmaterial guter Korrosionsbeständigkeit glatter Oberflächenausgegangen wird. beschaffenheit erzielt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden 50 Die Erfindung geht von einem Material mit einem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von blättchenartigen bzw. lamellaren Perlit, Ferrit und einem Ausgangsmaterial ausgegangen wird, das Karbid enthaltendem Gefüge aus und besteht in der bis jeweils höchstens 2% graphitbildender Sub- Vereinigung folgender Verfahrensschritte: stanzen, wie Silicium, Nickel oder Aluminium, _{a) Als} Ausgangsmaterial wird ein solches verwenenthält. 55 ^et, das zu mindestens 80% aus dem genannten

Gefüge besteht;

b) das weitere Walzen wird während der Behandlung im Temperaturbereich zwischen 600 und 790° C bis zu einer Querschnittsverminderung

^. ^ „ . , ., ., ,.„r,., 790 C bis zu einer Querschnittsverminderung

Die Erfindung bezieht sich auf em Verfahren zur 60 _yon ,^^^ ₇₀ o_{/o ohne} thermische Zwischen-

Herstellung von nichtrostendem, hartbarem Chrom- behandlung durchgeführt, so daß

Stahlband oder -blech durch Warmwalzen und an- _{c) das Walz}p_{rodukt ein G}efüge erhält, dessen

schließendes Walzen sowie eine Behandlung nach ferritische Grundmasse Karbidkügelchen, und

dem Warmwalzen bei erhöhten Temperaturen bei ^ _{mmdestens 40 pr0} 100 μ m*, im wesent-

dem das Ausgangsmatenal fur das weitere Walzen 65 _{Uohen fem verteilt enthält} vorwiegend aus einem Gefuge aus blättchenartigem

bzw. lamellarem Perlit, Ferrrit und Karbid besteht. Das weitere Walzen kann in mehreren auf einander-

Es ist bereits ein Verfahren bekannt (Lueger, folgenden Stufen bzw. Stichen erfolgen. Das erfin-