DE202017007170U1 - Steel substrate for painted parts - Google Patents
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Abstract
Stahlband, -blech oder -rohling, das bzw. der für lackierte Teile verwendet wird, wobei das Stahlband, -blech oder der -rohling optional metallisch beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl ein Stahl vom Typ Ultra Low Carbon (ULC) ist, mit der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%):C: max 0,007Mn: max 1,2Si: max 0,5Al: max 0,1P: max 0,15S: 0,003-0,045N: max 0,01Ti, Nb, Mo:wenn Ti ≥ 0,005 und Nb ≥ 0,005:0,06 ≤ 4Ti + 4Nb + 2Mo ≤ 0,60ansonsten0,06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0,60und einem oder mehreren der optionalen Elemente:Cu: max 0,10Cr: max 0,06Ni: max 0,08B: max 0,0015V: max 0,01Ca: max 0,01Co: max 0,01Sn: max 0,01wobei der Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen sind, resultierend in einer Delta-Welligkeit ΔWsa ≤ 0,12 µm der Oberfläche infolge der Formgebung des Bandes, Blechs oder Rohlings, wobei ΔWsa als Wsa(Geformt) minus Wsa(Eben) definiert ist, wobei Wsa(Geformt) der Wsa-Wert der optional metallbeschichteten Substratoberfläche nach der Formgebung ist und Wsa(Eben) der Wsa-Wert der optional metallbeschichteten Substratoberfläche vor der Formgebung ist.Steel strip, sheet or blank that is used for painted parts, the steel strip, sheet or blank optionally being coated with a metal, characterized in that the steel is an ultra low carbon (ULC) type steel , with the following composition (in% by weight): C: max 0.007Mn: max 1.2Si: max 0.5Al: max 0.1P: max 0.15S: 0.003-0.045N: max 0.01Ti, Nb , Mo: if Ti ≥ 0.005 and Nb ≥ 0.005: 0.06 ≤ 4Ti + 4Nb + 2Mo ≤ 0.60 otherwise 0.06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0.60 and one or more of the optional elements: Cu: max 0.10Cr : max 0.06Ni: max 0.08B: max 0.0015V: max 0.01Ca: max 0.01Co: max 0.01Sn: max 0.01, the rest being iron and unavoidable impurities, resulting in a delta ripple ΔWsa ≤ 0.12 µm of the surface due to the shaping of the strip, sheet metal or blank, where ΔWsa is defined as Wsa (shaped) minus Wsa (flat), where Wsa (shaped) is the Wsa value of the optionally metal-coated substrate surface after shaping and Wsa (Eben) is the Wsa value of the optionally metal-coated substrate surface before shaping.
Description
Die Erfindung betrifft ein Stahlband, -blech oder -rohling, das bzw. der für lackierte Teile verwendet wird, z. B. in der Automobilbranche. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieses Bandes, Blechs oder Rohlings.The invention relates to a steel strip, sheet or blank, which is used for painted parts, for. B. in the automotive industry. The invention further relates to a method for producing this strip, sheet or blank.
Lackierte Stahlteile, z. B. für die Außenverkleidung von Fahrzeugen, wie die Haube und die Türen, unterliegen seitens der Hersteller strengen Anforderungen. Eine dieser Anforderungen betrifft das Aussehen der Lackierung des lackierten Teils.Painted steel parts, e.g. B. for the outer cladding of vehicles, such as the hood and doors, are subject to strict requirements on the part of the manufacturer. One of these requirements concerns the appearance of the paint on the painted part.
Das Stahlsubstrat zur Herstellung der lackierten Teile wird in der Regel mit einer metallischen Schicht beschichtet, z. B. mit einer Beschichtung auf Zinkbasis. Ein Hersteller formt in einer Presse das (beschichtete) Substrat in die für die Außenverkleidung gewünschte Form. Nach dem Pressen wird die Außenverkleidung in der Regel mit einer oder mehreren Lackschichten lackiert.The steel substrate for producing the painted parts is usually coated with a metallic layer, e.g. B. with a zinc-based coating. A manufacturer forms the (coated) substrate in a press into the shape desired for the outer cladding. After pressing, the outer cladding is usually painted with one or more layers of paint.
Außenverkleidungen mit einem sehr guten Aussehen des Lacks, d.h., wenn die Außenverkleidung eine spiegelartige Oberfläche aufweist, die das Licht ungestört reflektiert und scharf reflektierte Bilder erzeugt, sind sehr geschätzt. Das Aussehen des Lacks wird durch die Qualität des Lacks, aber auch durch die Oberfläche des (beschichteten) Substrats beeinflusst. Diese Oberfläche besteht aus Strukturen in der Ebene mit verschiedener Größe und Amplitude. Die kleineren Strukturen werden von der Oberflächenrauheit angezeigt, wohingegen die größeren Strukturen von der sogenannten Welligkeit der Oberfläche angezeigt werden.Outer claddings with a very good appearance of the paint, i.e. if the outer cladding has a mirror-like surface that reflects the light undisturbed and produces sharply reflected images, are very much appreciated. The appearance of the paint is influenced by the quality of the paint, but also by the surface of the (coated) substrate. This surface consists of structures in the plane with different sizes and amplitudes. The smaller structures are shown by the surface roughness, whereas the larger structures are shown by the so-called ripple of the surface.
Dem Fachmann ist bekannt, dass die größeren Strukturen der Oberfläche, z. B. die Welligkeit der Oberfläche, durch die unterschiedlichen lackierten Flächen weitergegeben werden. Somit ist die Welligkeit der Oberfläche des (beschichteten) Substrats in einem bestimmten Maß noch auf der Oberfläche der äußeren Lackschicht vorhanden. Das Aussehen des Lacks des lackierten Teils kann gemessen werden und wird mittels verschiedener Messwerte angegeben, z. B. Langwelligkeit LW, wenn es mit einem BYK Wavescan Dual gemessen wird. Aufgrund der Übertragungswirkung beruht die Langwelligkeit, oder ein ähnlicher Wert des lackierten Teils, auf der Welligkeit der Oberfläche des unlackierten geformten Teils. Eine typische Beziehung zwischen LW und der Welligkeit der Oberfläche des (beschichteten) Substrats wird beispielsweise in der Cannes Konferenz angegeben: Lightweight Design: New High Performance Steel with Optimized Paint Appearance for New Car Bodies, Matthijs Toose, 28th International Conference on Automotive Body Finishing „Surcar“, 18.-19. Juni 2015, Cannes, oder der Bad Nauheim-Konferenz: Karosserielackierung 2015, 32. Workshop des 1. Deutschen Automotive Circle, 9-10 November 2015, Bad Nauheim. Es ist wichtig zu wissen, dass die Welligkeit der Oberfläche nach dem Press- oder Formgebungsvorgang gemessen werden sollte.It is known to the person skilled in the art that the larger structures of the surface, e.g. B. the ripple of the surface are passed through the different painted surfaces. Thus, the waviness of the surface of the (coated) substrate is still present to a certain extent on the surface of the outer lacquer layer. The appearance of the lacquer of the painted part can be measured and is indicated by means of various measured values, e.g. B. Longwave LW when measured with a BYK Wavescan Dual. Because of the transfer effect, the long ripple, or a similar value of the painted part, is based on the ripple of the surface of the unpainted molded part. A typical relationship between LW and the undulation of the surface of the (coated) substrate, for example, specified in the Cannes Conference: Lightweight design: High Performance Steel with Optimized Paint Appearance for New Car Bodies, Matthijs Toose, 28 th International Conference on Automotive Body Finishing "Surcar", 18th-19th June 2015, Cannes, or the Bad Nauheim conference: Body painting 2015, 32nd workshop of the 1st German Automotive Circle, 9-10 November 2015, Bad Nauheim. It is important to know that the waviness of the surface should be measured after the pressing or molding process.
Dem Fachmann ist bekannt, dass die Welligkeit der Oberfläche eines Formteils das Ergebnis der Welligkeit der Oberfläche des ungeformten Teils, z. B. des flachen Teils, und des Anstiegs der durch den Formgebungsschritt eingebrachten Welligkeit ist. Der Unterschied zwischen der Welligkeit des Formteils und der Welligkeit des ungeformten Teils wird als Delta-Welligkeit bezeichnet, bspw. ΔWsa. Infolge der speziellen Art des Produktionsverfahrens für Bandprodukte zeigt die geformte Oberfläche ein linienartiges Muster, in der die Linien senkrecht zur Walzrichtung liegen. Eine Auswirkung dieser Beobachtung ist, dass die Delta-Welligkeit in Walzrichtung höher ist als in anderen Richtungen. Diese Richtwirkung wirkt sich auch stark auf die Werte bezüglich des Aussehens des Lackes aus. Daher ist es wichtig, dass die Delta-Welligkeit in Walzrichtung so groß wie möglich ist.It is known to those skilled in the art that the waviness of the surface of a molded part is the result of the waviness of the surface of the unshaped part, e.g. B. the flat part, and the increase in the ripple introduced by the shaping step. The difference between the ripple of the molded part and the ripple of the unshaped part is called the delta ripple, for example ΔWsa. Due to the special nature of the production process for strip products, the shaped surface shows a line-like pattern in which the lines are perpendicular to the rolling direction. One effect of this observation is that the delta ripple is higher in the rolling direction than in other directions. This directivity also has a strong impact on the values regarding the appearance of the paint. It is therefore important that the delta ripple in the rolling direction is as large as possible.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Stahlband, -blech oder rohling bereitzustellen, der bzw. das für lackierte Teile vorgesehen ist, mit einer Welligkeit, die ein gutes Aussehen des Lackes bereitstellt.It is an object of the present invention to provide a steel strip, sheet or blank, which is intended for painted parts, with a waviness which provides a good appearance of the paint.
Es wird auch ein Verfahren vorgestellt, mit dem ein Stahlband mit einer Welligkeit hergestellt werden kann, die ein gutes Aussehen des Lackes bereitstellt.A method is also presented by means of which a steel band can be produced with a waviness which provides a good appearance of the lacquer.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Stahlband, -blech oder -rohling bereitzustellen, bei dem die Delta-Welligkeit kontrolliert werden kann.It is a further object of the invention to provide a steel strip, sheet or blank in which the delta ripple can be controlled.
Gemäß der Erfindung wird ein Stahlband, -blech oder -rohling bereitgestellt, das bzw. der für lackierte Teile verwendet wird, wobei das Band, Blech oder der Rohling optional metallisch beschichtet ist, wobei der Stahl ein Stahl vom Typ Ultra Low Carbon (ULC) ist, mit der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%):
- C: max 0,007
- Mn:
max 1,2 - Si:
max - Al:
max 0,1 - P:
max 0,15 - S: 0,003-0,045
- N:
max 0,01 - Ti, Nb, Mo:
- wenn Ti ≥
- 0,005 und Nb
- ≥ 0,005:
- 0,06 ≤ 4Ti +
- 4Nb + 2Mo ≤
- 0,60
- ansonsten
- 0,06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0,60 und einem oder mehreren der optionalen Elemente:
- Cu:
max 0,10 - Cr:
max 0,06 - Ni:
max 0,08 - B:
max 0,0015 - V:
max 0,01 - Ca:
max 0,01 Co: max 0,01- Sn:
max 0,01
- C: max 0.007
- Mn: max 1.2
- Si: max 0.5
- Al: max 0.1
- P: max 0.15
- S: 0.003-0.045
- N: max 0.01
- Ti, Nb, Mo:
- if Ti ≥
- 0.005 and Nb
- ≥ 0.005:
- 0.06 ≤ 4Ti +
- 4Nb + 2Mo ≤
- 0.60
- otherwise
- 0.06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0.60 and one or more of the optional elements:
- Cu: max 0.10
- Cr: 0.06 max
- Ni: 0.08 max
- B: max 0.0015
- V: max 0.01
- Ca: max 0.01 Co:
- max 0.01
- Sn: max 0.01
Die Erfinder haben entdeckt, dass Ultra-Low-Carbon-Stähle für die Herstellung eines Teils mit einer niedrigen Delta-Welligkeit ΔWsa, insbesondere einem ΔWsa ≤ 0,12 µm; notwendig sind.The inventors have discovered that ultra-low carbon steels for the production of a part with a low delta ripple ΔWsa, in particular a ΔWsa ≤ 0.12 µm; are necessary.
ULC-Stähle sind oft für Anwendungen ausgelegt, die eine hohe Formbarkeit erfordern. Der Kohlenstoffgehalt in Ultra-Low-Carbon-Stählen sollte niedrig gehalten werden, da beim Tiefziehen jeglicher Kohlenstoff in einer festen Lösung eine schädliche Auswirkung auf die bevorzugte Umkristallationstextur aufweist. In IF (interstitiellfreiem)-Stahl, einem besonderen Typ des ULC-Stahls, wird der gesamte Kohlenstoff ausgefällt, um jeglichen Kohlenstoff in fester Lösung zu vermeiden. In BH (bake-hardenable)-Stahl, ebenfalls ein besonderer Typ des ULC-Stahls, wird ein begrenzter Gehalt an Kohlenstoff in fester Lösung gehalten, um während der Wärmebehandlung einen Nutzen aus dem Festigkeitsanstieg zu erzielen. Der restliche Kohlenstoff sollte ebenfalls ausgefällt werden. In beiden Fällen sollte der Gesamtgehalt an Kohlenstoff nicht mehr als 0,007 Gew.-% betragen, da ansonsten die Menge und Größe der gebildeten Ausfällungen die Formbarkeit beeinträchtigt. Um die Formbarkeit noch mehr zu verbessern, weist in der vorliegenden Erfindung die Legierung bevorzugt nicht mehr als 0,005 Gew.-% Kohlenstoff auf.ULC steels are often designed for applications that require high formability. The carbon content in ultra-low-carbon steels should be kept low, since any carbon in a solid solution has a detrimental effect on the preferred recrystallization texture during deep drawing. In IF (interstitial-free) steel, a special type of ULC steel, all of the carbon is precipitated to avoid any carbon in solid solution. In BH (bake-hardenable) steel, also a special type of ULC steel, a limited content of carbon is kept in solid solution in order to benefit from the increase in strength during the heat treatment. The remaining carbon should also be precipitated. In both cases, the total carbon content should not be more than 0.007% by weight, since otherwise the amount and size of the precipitates formed impair moldability. In the present invention, in order to further improve the formability, the alloy preferably has not more than 0.005% by weight of carbon.
Mangan ist ein Element zur Mischkristallverfestigung und kann daher hinzugegeben werden, um die Festigkeit zu erhöhen. Es hat allerdings eine negative Auswirkung auf die Tiefziehfähigkeit. Daher sollte die Mn-Konzentration bei maximal 1,2 Gew.-% liegen. Außerdem kann die Bildung von MnS die Bildung der bevorzugten Ti4C2S2-Ausfällungen beeinträchtigen. Aus dem letzteren Grund, und um die Formbarkeit nicht zu sehr zu gefährden, sollten maximal 1,0 Gew.-% Mn, oder insbesondere maximal 0,8 Gew.-% vorliegen.Manganese is an element for solid solution strengthening and can therefore be added to increase strength. However, it has a negative impact on the thermoformability. The Mn concentration should therefore be at most 1.2% by weight. The formation of MnS can preferred Ti4C2S2 precipitates. For the latter reason, and in order not to endanger the formability too much, a maximum of 1.0% by weight of Mn, or in particular a maximum of 0.8% by weight, should be present.
Silizium ist ebenfalls ein Element zur Mischkristallverfestigung und kann daher zur Erhöhung der Festigkeit hinzugegeben werden. Ist jedoch der Si-Gehalt zu hoch, kann sich aufgrund der Bildung von spinellartigen Mn2SiO4-Oxiden und/oder SiO2 die Schichthaftung verschlechtern. Daher beträgt der maximale Si-Gehalt 0,5 Gew.-%, insbesondere maximal 0,25 Gew.-%.Silicon is also an element for solid solution strengthening and can therefore be added to increase strength. However, if the Si content is too high, the layer adhesion can deteriorate due to the formation of spinel-like Mn2SiO4 oxides and / or SiO2. The maximum Si content is therefore 0.5% by weight, in particular a maximum of 0.25% by weight.
Phosphor ist ein sehr wirksames Element zur Mischkristallverfestigung, aber hohe P-Gehalte könnten die Duktil-Spröd-Übergangstemperatur (DBTT) zu sehr erhöhen, insbesondere bei IF-Stählen. Die Zugabe von Bor kann hier entgegenwirken, trotzdem sollte der Gehalt an P maximal 0,15 Gew.-% betragen. Außerdem erhöht ein hoher P-Gehalt die Änderung zur Bildung unerwünschter FeTi-P-Ausfällungen. Daher wird der P-Gehalt bevorzugt bei maximal 0,10 Gew.-% gehalten.Phosphorus is a very effective element for solid solution strengthening, but high P contents could increase the ductile-brittle transition temperature (DBTT) too much, especially with IF steels. The addition of boron can counteract this, but the P content should nevertheless be a maximum of 0.15% by weight. In addition, a high P content increases the change to form undesirable FeTi-P precipitates. The P content is therefore preferably kept at a maximum of 0.10% by weight.
Schwefel ist notwendig, um sicherzustellen, dass sich die bevorzugte Ti4C2S2-Ausfällung bildet. Ist jedoch der S-Gehalt zu hoch, wird beim Warmwalzen die Bildung von TiC unterdrückt. Dies führt zu einer schnellen Umkristallisation mit anschließendem Kornwachstum. Daher ist es für die vorliegende Erfindung wichtig, den S auf maximal 0,045 Gew.-% zu begrenzen, insbesondere auf maximal 0,02 Gew.-%.Sulfur is necessary to ensure that the preferred Ti4C2S2 precipitation forms. However, if the S content is too high, the formation of TiC is suppressed during hot rolling. This leads to rapid recrystallization with subsequent grain growth. It is therefore important for the present invention to limit the S to a maximum of 0.045% by weight, in particular to a maximum of 0.02% by weight.
Aluminium wird hauptsächlich zur Bindung von verbleibendem Sauerstoff hinzugegeben, kann aber auch zur Ausfällung mit Stickstoff verwendet werden. Zur Bildung von Sauerstoff wird ein Aluminium-Mindestgehalt von 0,01 Gew.-% bevorzugt. Mit zunehmendem Aluminiumgehalt erhöht sich während des Gießverfahrens auch die Gefahr der Verstopfung. Daher wird der Maximalgehalt von Al auf 0,1 Gew.-% festgesetzt.Aluminum is mainly added to bind remaining oxygen, but can also be used to precipitate with nitrogen. A minimum aluminum content of 0.01% by weight is preferred for the formation of oxygen. As the aluminum content increases, the risk of clogging increases during the casting process. Therefore, the maximum content of Al is set at 0.1% by weight.
Stickstoff liegt in der festen Lösung als interstitielles Element vor, das die Formbarkeit beeinträchtigt. Es sollte daher vollständig ausgefällt werden. In der Regel werden Ti, Al oder B hinzugegeben, um sicherzustellen dass der gesamte N ausgefällt wurde. Nichtsdestotrotz sollte der N-Gehalt 0,01 Gew.-% nicht überschreiten und die Menge an N sollte vorzugsweise nicht mehr als 0,006 Gew.% betragen.Nitrogen is present in the solid solution as an interstitial element that affects the formability. It should therefore be completely precipitated. Typically, Ti, Al, or B are added to ensure that all of the N has been precipitated. Nevertheless, the N content should not exceed 0.01% by weight and the amount of N should preferably not be more than 0.006% by weight.
Titan, Niob und Molybdän sind starke Kornverfeiner und das Vorhandensein von mindestens einem dieser Elemente ist wesentlich für die vorliegende Erfindung. Nb und Mo sind als Kornverfeiner noch wirksamer als Ti; basierend auf den Beobachtungen der Erfinder sind Nb und Mo etwa zweimal wirksamer (bei Angabe in Gew.-%). Wenn sowohl Ti als auch Nb vorliegen, verstärken sie sich darüber hinaus gegenseitig derart, dass ihr kombiniertes Vorliegen eine etwa 4-fach wirksamere Wirkung als Kornverfeiner aufweist als Ti allein. Diese Elemente sind von Nutzen, weil sie mit N und/oder C ausfällen und die gebildeten Ausfällungen die Umkristallisation und das Kornwachstum verhindern. Es ist auch bekannt, dass Nb in einer festen Lösung die Umkristallisation und das Kornwachstum verhindert. Auch Vanadium kann nützlich sein. Allerdings können sich Vanadiumausfällungen bei den Temperaturen, die für das nach dem Kaltwalzen durchgeführte Härten verwendet werden, auflösen. Daher sind diese Ausfällungen weniger wirksam.Titanium, niobium and molybdenum are strong grain refiners and the presence of at least one of these elements is essential to the present invention. Nb and Mo are more effective as grain refiners than Ti; based on the inventors' observations, Nb and Mo are about twice more effective (when expressed in% by weight). If both Ti and Nb are present, they also reinforce one another in such a way that their combined existence has an approximately 4-fold more effective effect than grain refiners than Ti alone. These elements are useful because they precipitate with N and / or C and the precipitates formed prevent recrystallization and grain growth. It is also known that Nb prevents recrystallization and grain growth in a solid solution. Vanadium can also be useful. However, vanadium precipitates can dissolve at the temperatures used for the post-cold hardening. Therefore, these precipitates are less effective.
Für BH-Legierungen ist die Menge an Kohlenstoff in der festen Lösung wichtig und muss kontrolliert werden. Da Ti, Nb, Mo und V mit Kohlenstoff ausfallen, sind auch diese wichtig, um die Menge von C in der festen Lösung zu kontrollieren. Bei BH-Stählen muss das Gleichgewicht zwischen C, N, Ti, Mo, V und Nb sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Bei IF-Stählen ist ein gewisser Überschuss von Ti oder Nb erlaubt. Dies grenzt Ti zwischen 0,06 und 0,60 Gew.-%, oder Nb zwischen 0,03 und 0,30 Gew.-% oder Mo zwischen 0,03 und 0,30 Gew.-% ein; Kombinationen dieser drei Elemente sind ebenfalls möglich, in diesem Fall sollte 4×(Ti+Nb)+2xMo zwischen 0,06 und 0,6 Gew.-% liegen.For BH alloys, the amount of carbon in the solid solution is important and must be checked. Since Ti, Nb, Mo and V precipitate with carbon, these are also important to control the amount of C in the solid solution. In the case of BH steels, the balance between C, N, Ti, Mo, V and Nb must be carefully coordinated. A certain excess of Ti or Nb is permitted for IF steels. This limits Ti between 0.06 and 0.60% by weight, or Nb between 0.03 and 0.30% by weight or Mo between 0.03 and 0.30% by weight; Combinations of these three elements are also possible, in this
Die Erfinder haben entdeckt, dass die Menge an Ti, Nb und Mo besonders wichtig ist. Die Menge an Ti oder 2 × Nb oder 2 × Mo muss mindestens 0,06 Gew.% betragen; werden diese Elemente kombiniert, muss die Menge an 4×(Ti+Nb)+2×Mo mindestens 0,06 Gew.-% betragen. Bei einem niedrigeren Gehalt an Ti oder Nb oder Mo oder der Kombination erhält man mit dem ULC-Stahl kein Stahlteil mit dem richtigen ΔWsa-Wert. Wenn mehr als 0,60 Gew.-% Ti oder mehr als 0,30 Gew.-% Nb oder mehr als 0,30 Gew.-% Mo verwendet werden, oder wenn die Elemente kombiniert werden und eine Menge von 4×(Ti+Nb)+2Mo (alle in Gew.-%) mit mehr als 0,6 verwendet wird, wird sich die Güte des ULC-Stahls nicht verbessern oder die Güte des Stahls wird sich sogar verschlechtern.The inventors have discovered that the amount of Ti, Nb and Mo is particularly important. The amount of Ti or 2 × Nb or 2 × Mo must be at least 0.06% by weight; if these elements are combined, the amount of 4 × (Ti + Nb) + 2 × Mo must be at least 0.06% by weight. With a lower content of Ti or Nb or Mo or the combination, no steel part with the correct ΔWsa value is obtained with the ULC steel. If more than 0.60% by weight of Ti or more than 0.30% by weight of Nb or more than 0.30% by weight of Mo is used, or if the elements are combined and an amount of 4 × (Ti + Nb) + 2Mo (all in% by weight) with more than 0.6, the quality of the ULC steel will not improve or the quality of the steel will even deteriorate.
Kupfer ist in einer Menge von bis zu 0,10 Gew.-% erlaubt. Dies kann zur Bildung von CuS führen, was bei den richtigen Abmessungen die Umkristallisation und das Kornwachstum verhindern kann, welches aber auch mit dem erstrebenswerteren Ti4C2S2 im Wettbewerb liegt. Daher ist ein maximaler Gehalt von 0,04 Gew.-% mehr bevorzugt.Copper is permitted in an amount of up to 0.10% by weight. This can lead to the formation of CuS, which, with the correct dimensions, can prevent recrystallization and grain growth, which but also competes with the more desirable Ti4C2S2. Therefore, a maximum content of 0.04% by weight is more preferable.
Chrom und Nickel sind grundsätzlich Verunreinigungen. Ein Maximalgehalt von 0,06 bzw. 0,08 Gew.-% ist jedoch nicht schädlich. Nichtsdestotrotz wird jeweils ein Maximalgehalt von 0,04 Gew.-% mehr bevorzugt.Chromium and nickel are basically contaminants. However, a maximum content of 0.06 or 0.08% by weight is not harmful. Nevertheless, a maximum content of 0.04% by weight is preferred in each case.
Bor ist ein interstitielles Element. Daher sollte Bor in der festen Lösung so niedrig wie möglich gehalten werden und auf maximal 0,0015 Gew.-% begrenzt werden. Bor kann auch hinzugegeben werden, um die Wahrscheinlichkeit einer zu hohen DBTT zu vermindern, insbesondere in P-legierten IF-Stählen. Es kann auch hinzugegeben werden, um sicherzustellen, dass der gesamte N ausgefällt wurde. Andererseits können mehr als 0,0008 Gew.-% B zu Oberflächendefekten führen, daher ist der bevorzugte Bereich 0,0005-0,0008 Gew.-% B.Boron is an interstitial element. Therefore, boron in the solid solution should be kept as low as possible and limited to a maximum of 0.0015% by weight. Boron can also be added to reduce the likelihood of DBTT being too high, especially in P-alloyed IF steels. It can also be added to ensure that all of the N has failed. On the other hand, more than 0.0008 wt% B can lead to surface defects, so the preferred range is 0.0005-0.0008 wt% B.
Kobalt und Zinn sind grundsätzlich Verunreinigungen, es sind jedoch maximal 0,04 Gew.-% für beide erlaubt.Cobalt and tin are basically contaminants, but a maximum of 0.04% by weight is allowed for both.
Calcium wird Stählen zur Desoxidation und/oder Entschwefelung hinzugegeben, manchmal in Mengen bis zu 0,005 Gew.-%. Ein Gehalt bis zu 0,01 Gew.-% ist ohne Beeinträchtigung der Eigenschaften zulässig.Calcium is added to steels for deoxidation and / or desulfurization, sometimes in amounts up to 0.005% by weight. A content of up to 0.01% by weight is permissible without impairing the properties.
In der vorstehenden Zusammensetzung des ULC-Stahls sind die bevorzugten Mengen von Ti, Nb und Mo wie folgt (in Gew.-%):
- wenn Ti ≥ 0,005 und Nb ≥ 0,005: 0,06
- ≤ 4Ti + 4Nb + 2Mo ≤ 0,30 ansonsten
- 0,06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0,10.
- if Ti ≥ 0.005 and Nb ≥ 0.005: 0.06
- ≤ 4Ti + 4Nb + 2Mo ≤ 0.30 otherwise
- 0.06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0.10.
Vorzugsweise beträgt die Obergrenze für die Formel der Kombination aus Ti, Nb und Mo 0,30, da es unüblich ist, dass diese Elemente in so hohen Mengen benötigt werden. Aus dem gleichen Grund ist die bevorzugte Obergrenze 0,1 Gew.%, falls Ti und/oder Nb ≤ 0,005 sind.The upper limit for the formula of the combination of Ti, Nb and Mo is preferably 0.30, since it is unusual for these elements to be required in such large amounts. For the same reason, the preferred upper limit is 0.1% by weight if Ti and / or Nb are ≤ 0.005.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Stahlband, -blech oder - rohling aus Bake-Hardenable-Stahl vom Typ Ultra Low Carbon verwendet, wobei die Menge an Ti, Nb oder Mo hinsichtlich der Gehalte an C, N und S wie folgt abgestimmt werden (jeweils in Gew.-%):
- wenn Ti(frei) ≤ 0, dann Ti(c) = 0, ansonsten Ti(c) = Ti(frei)
- und CLös = C - 0,125Mo - 0,129Nb - 0,25Ti(c)
sodass 0,0008 ≤ CLös ≤ 0,0033
- 0,06 ≤ 4(Ti+Nb) + 2Mo ≤ 0,60 Gew.-%
- ansonsten: 0,06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0,60 Gew.-%
- if Ti (free) ≤ 0, then Ti (c) = 0, otherwise Ti (c) = Ti (free)
- and CLös = C - 0.125Mo - 0.129Nb - 0.25Ti (c)
- so that 0.0008 ≤ CLös ≤ 0.0033
- 0.06 ≤ 4 (Ti + Nb) + 2Mo ≤ 0.60% by weight
- otherwise: 0.06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0.60% by weight
Für einen BH-Stahl (Bake-Hardenable-Stahl) ist eine gewisse Menge an freiem Kohlenstoff (CLös) für die Wärmehärtungsreaktion und daher für die Untergrenze von CLös wesentlich; ein zu hoher Gehalt an CLös kann anstelle der Wärmehärtungswirkung zu einer schnellen natürlichen Alterung führen, weshalb es eine Obergrenze von CLös gibt.For a BH steel (bake hardenable steel), a certain amount of free carbon (CLös) is essential for the heat hardening reaction and therefore for the lower limit of CLös; A too high content of CLös can lead to a rapid natural aging instead of the heat curing effect, which is why there is an upper limit of CLös.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist der Stahl Körner mit einer im Wesentlichen äquiaxialen, medianen Korngröße kleiner als 11,0 Mikrometer auf. Die Erfinder haben entdeckt, dass die Korngröße ein wichtiger Bestimmungsfaktor für die Welligkeit darstellt, insbesondere zum Bestimmen von ΔWsa. Durch das Bestimmen der Korngröße und ΔWsa der zahlreichen Stahlproben konnten die Erfinder eine Beziehung zwischen der Korngröße und ΔWsa ermitteln, wobei im Wesentlichen äquiaxiale Körner einer medialen Korngröße, die kleiner als 11,0 Mikrometer ist, einen ΔWsa ≤ 0,12 µm der Oberfläche des Bandes, Blechs oder Rohlings ergibt. Wsa ist in der Norm SEP 1941 definiert. Die Beziehung zwischen Korngröße und ΔWsa ermöglicht die Herstellung von Stahlbändern, blechen und - rohlingen mit einem gewünschten ΔWsa ≤ 0,12 µm, wenn die Korngröße des Stahlsubstrats kontrolliert wird. Die Korngröße ist die Größe der Körner nach dem Durchlaufglühen und der optionalen Beschichtung mit einem Metall. Die Erfinder haben entdeckt, dass die Korngröße in Kombination mit UltraLow-Carbon-Stahltypen, die hauptsächlich für lackierte Teile, wie die Außenverkleidung von Kraftfahrzeugen, verwendet werden, kleiner als 11,0 Mikrometer sein sollte, damit Körner der korrekten Größe bereitgestellt werden - das heißt, eine mittlere Größe von weniger als 11,0 Mikrometer als im Wesentlichen äquiaxiale Körner aufweisen - wenn die Zusammensetzung des Stahls wie oben angegeben ist.According to a second aspect of the invention, the steel has grains with a substantially equiaxial median grain size smaller than 11.0 microns. The inventors have discovered that grain size is an important determining factor for ripple, particularly for determining ΔWsa. By determining the grain size and ΔWsa of the numerous steel samples, the inventors were able to determine a relationship between the grain size and ΔWsa, whereby essentially equiaxial grains with a medial grain size smaller than 11.0 microns had a ΔWsa ≤ 0.12 µm of the surface of the Strip, sheet or blank results. Wsa is defined in the SEP 1941 standard. The relationship between grain size and ΔWsa enables the production of steel strips, sheets and blanks with a desired ΔWsa ≤ 0.12 µm if the Grain size of the steel substrate is checked. The grain size is the size of the grains after continuous annealing and the optional coating with a metal. The inventors have discovered that the grain size in combination with UltraLow carbon steel types, which are mainly used for painted parts, such as automotive exterior cladding, should be less than 11.0 microns in order to provide the correct size grains - that means having an average size of less than 11.0 microns than essentially equiaxial grains - if the composition of the steel is as indicated above.
Im Wesentlichen bedeutet äquiaxial, dass in einem Querschnitt (RD/NDEbene) die Anzahl der Korngrenzen, die eine Linie parallel zu RD schneiden, dividiert durch die Anzahl der Korngrenzen, die eine Linie von gleicher Länge in ND schneiden, mindestens 0,66 ist; die gerade Linie sollte lang genug sein, um mindestens 200 Schnittpunkte in RD und in ND zu ergeben, oder das Verfahren wird mit mehreren gleichmäßig verteilten Linien wiederholt, damit die Summe aller Schnittpunkte in RD sowie in NS mindestens 200 beträgt. Im letzteren Fall wird die Anzahl der Schnittpunkte in RD und ND über die Linien aufsummiert, bevor diese dividiert werden. Die Erfinder verwendeten das folgende Verfahren:Essentially equiaxial means that in a cross-section (RD / ND plane) the number of grain boundaries that intersect a line parallel to RD divided by the number of grain boundaries that intersect a line of equal length in ND is at least 0.66; the straight line should be long enough to give at least 200 intersections in RD and ND, or the process is repeated with several evenly distributed lines so that the sum of all intersections in RD and NS is at least 200. In the latter case, the number of intersections in RD and ND is added up over the lines before they are divided. The inventors used the following method:
Die Anzahl der Korngrenzen, die 10 gerade Linien schneiden, welche gleichmäßig über ND (normale Richtung) und parallel zur RD (Walzrichtung) verteilt sind, wurde in einem Querschnitt (RD/ND-Ebene) gemessen. Ebenso wurde die Anzahl der Korngrenzen gemessen, die 10 gerade Linien schneiden, welche gleichmäßig über RD und parallel zu ND verteilt sind. Die Linien in RD und ND waren von gleicher Länge und lang genug, um pro Linie mindestens 20 Korngrenzen-Schnittpunkte zu ergeben. Die Gesamtanzahl der Schnittpunkte über alle Linien in RD wurde durch die Gesamtanzahl an Schnittpunkten über alle Linien in ND dividiert und in allen Fällen betrug diese Zahl ≥ 0,66.The number of grain boundaries that intersect 10 straight lines, which are evenly distributed over ND (normal direction) and parallel to the RD (rolling direction), was measured in a cross section (RD / ND plane). The number of grain boundaries that intersect 10 straight lines, which are evenly distributed over RD and parallel to ND, was also measured. The lines in RD and ND were of equal length and long enough to result in at least 20 grain boundary intersections per line. The total number of intersections across all lines in RD was divided by the total number of intersections across all lines in ND and in all cases this number was ≥ 0.66.
Das Vorliegen von im Wesentlichen äquiaxialen Körnern mit medianer Korngröße kleiner als 11,0 Mikrometer ist eine wichtige Bedingung, wobei jedoch auch andere Bedingungen wichtig sind, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Die Rauheit des letzten Stands des Kaltwalzwerks sowie die Rauheit des Dressierwalzwerks und die beim letzten Stand des Kaltwalzwerks und des Dressierwalzwerks verliehenen Reduktionen sind Parameter, die kontrolliert werden müssen; dies ist dem Fachmann bekannt.
Vorzugsweise weisen die im Wesentlichen äquiaxialen Körner eine mediane Größe kleiner als 10,0 Mikrometer auf. Je größer die Korngröße, desto kleiner ist ΔWsa. Eine kleine mediale Korngröße kann einen ΔWsa von 0,10 oder noch kleiner ergeben.The presence of substantially equiaxed grains with median grain size less than 11.0 microns is an important condition, but other conditions are also important to achieve the best results. The roughness of the last state of the cold rolling mill and the roughness of the skin pass mill and the reductions given at the last state of the cold mill and skin pass mill are parameters that must be checked; this is known to the person skilled in the art.
The substantially equiaxial grains preferably have a median size smaller than 10.0 micrometers. The larger the grain size, the smaller is ΔWsa. A small medial grain size can result in a ΔWsa of 0.10 or even smaller.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die nicht geformte Stahloberfläche eines Bandes, Blechs oder Rohlings eine Welligkeit von Wsa ≤ 0,35 µm, wobei Wsa in Walzrichtung gemessen wird, vorzugsweise eine Welligkeit Wsa ≤ 0,32 µm, weiter bevorzugt Wsa ≤ 0,29 µm und noch mehr bevorzugt Wsa ≤ 0,26 µm. Die Welligkeit der ungeformten Stahloberfläche in Verbindung mit ΔWsa gibt den Wsa-Wert des geformten Teils vor.According to a preferred embodiment, the non-shaped steel surface of a strip, sheet or blank has a waviness of
Vorzugsweise ist das Band, Blech oder der Rohling mit einer Beschichtung auf Zinkbasis, einer Beschichtung auf Zn-Al-Mg-Basis oder einer Beschichtung auf Aluminiumbasis beschichtet. Vorzugsweise besteht die Beschichtung auf Zinkbasis aus 0,1 - 1,2 Gew.-% Aluminium und bis zu 0,3 Gew.-% aus anderen Elementen, wobei der Rest nicht vermeidbare Verunreinigungen und Zink sind, oder die Beschichtung auf Zn-Al-Mg-Basis besteht vorzugsweise aus 0,2 - 3,0 Gew.-% Aluminium und 0,2 - 3,0 Gew.-% Magnesium, bis zu 0,3 Gew.-% aus anderen Elemente, wobei der Rest unvermeidbare Verunreinigungen und Zink sind, oder die Beschichtung auf Aluminiumbasis besteht vorzugsweise aus 0,2 - 13 Gew.-% Silicium, bis zu 0,3 Gew.-% aus anderen Elementen, wobei der Rest unvermeidbare Verunreinigungen und Aluminium sind.The strip, sheet metal or the blank is preferably coated with a zinc-based coating, a Zn-Al-Mg-based coating or an aluminum-based coating. The zinc-based coating preferably consists of 0.1-1.2% by weight of aluminum and up to 0.3% by weight of other elements, the rest being unavoidable impurities and zinc, or the coating on Zn-Al -Mg base preferably consists of 0.2-3.0% by weight of aluminum and 0.2-3.0% by weight of magnesium, up to 0.3% by weight of other elements, the rest being unavoidable Are impurities and zinc, or the aluminum-based coating preferably consists of 0.2-13% by weight of silicon, up to 0.3% by weight of other elements, the rest being inevitable impurities and aluminum.
Diese Beschichtungen werden in der Automobilindustrie verwendet und werden daher vorzugsweise zur Beschichtung des Stahlbandes, -blechs oder - rohlings verwendet. Die anderen erwähnten Elemente können Si, Sn, Bi, Sb, Ln, Ce, Ti, Sc, Sr und/oder B sein.These coatings are used in the automotive industry and are therefore preferably used to coat the steel strip, sheet or blank. The other elements mentioned can be Si, Sn, Bi, Sb, Ln, Ce, Ti, Sc, Sr and / or B.
Nun wird ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlbandes gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben, wobei das Stahlband warm- und kaltgewalzt wird und wobei der letzte Stand oder der einzige Stand des Kaltwalzwerks Arbeitswalzen mit einer Rauheit Ra zwischen 0,5 µm und 7,0 µm aufweist.A method for producing a steel strip according to the first or second aspect of the invention will now be described, the steel strip being hot and cold rolled and the latest state or the only state of the cold rolling mill being work rolls with a roughness Ra between 0.5 μm and 7, 0 µm.
Die Erfinder haben entdeckt, dass Arbeitswalzen verwendet werden können, die im letzten Stand des Kaltwalzwerks eine Rauheit Ra zwischen 0,5 µm und 7,0 µm aufweisen, wenn die Korngröße des Stahlbandes fein genug ist, wie für den ersten Aspekt der Erfindung angegeben. Dem Fachmann ist bekannt, dass das Herabsetzen der Rauheit im letzten Stand des Kaltwalzwerks nützlich wäre, um den Wsa-Wert nach der Formgebung noch weiter zu reduzieren. Die Erfinder haben jedoch entdeckt, dass es nicht erforderlich ist, im letzten Stand des Kaltwalzwerks Walzen zu verwenden deren Rauheit Ra kleiner als 0,5 µm ist. Die Verwendung von Arbeitswalzen mit einer Rauheit Ra kleiner als 0,5 µm hat Nachteile, da für sie spezielle Schleifbearbeitungen vorbereitet werden müssen.The inventors have discovered that work rolls can be used which, in the latest state of the cold rolling mill, have a roughness Ra between 0.5 µm and 7.0 µm if the grain size of the steel strip is fine enough, as indicated for the first aspect of the invention. It is known to the person skilled in the art that reducing the roughness in the last state of the cold rolling mill would be useful in order to further reduce the Wsa value after shaping. However, the inventors have discovered that it is not necessary in the last Stand of the cold rolling mill to use rolls whose roughness Ra is less than 0.5 µm. The use of work rolls with a roughness Ra less than 0.5 µm has disadvantages, since special grinding operations have to be prepared for them.
Vorzugsweise liegt die Rauheit Ra der Arbeitswalzen im letzten Stand oder des einzigen Stands zwischen 0,55 µm und 5,0 µm, insbesondere zwischen 0,6 µm und 4,0 µm und am meisten bevorzugt zwischen 0,6 µm und 2,0 µm. Die Erfinder haben entdeckt, dass Arbeitswalzen mit einer Rauheit innerhalb dieser Grenzen gute Ergebnisse liefern.The roughness Ra of the work rolls in the last state or in the single state is between 0.55 μm and 5.0 μm, in particular between 0.6 μm and 4.0 μm and most preferably between 0.6 μm and 2.0 μm , The inventors have discovered that work rolls with a roughness within these limits give good results.
Wenn das Kaltwalzwerk einen Stand enthält, sollten die Arbeitswalzen eine Rauheit Ra zwischen 0,5 µm und 7,0 µm aufweisen.If the cold rolling mill contains a stand, the work rolls should have a roughness Ra between 0.5 µm and 7.0 µm.
Wenn das Kaltwalzwerk zwei Stände enthält, sollten die Arbeitswalzen des ersten Stands eine Rauheit Ra zwischen 0,6 µm und 3,0 µm und die Arbeitswalzen des letzten Stands eine Rauheit Ra zwischen 0,5 µm und 7,0 µm aufweisen.If the cold rolling mill contains two stands, the work rolls of the first stand should have a roughness Ra between 0.6 µm and 3.0 µm and the work rolls of the last stand should have a roughness Ra between 0.5 µm and 7.0 µm.
Wenn das Kaltwalzwerk drei oder mehr Stände enthält, sollten die Arbeitswalzen des ersten Stands eine Rauheit Ra zwischen 0,6 µm und 3,0 µm, die Arbeitswalzen der dazwischen befindlichen Stände eine Rauheit Ra zwischen 0,3 µm und 0,8 µm und die Arbeitswalzen des letzten Stands eine Rauheit Ra zwischen 0,5 µm und 7,0 µm aufweisen.If the cold rolling mill contains three or more stands, the work rolls of the first stand should have a roughness Ra between 0.6 µm and 3.0 µm, the work rolls of the stands in between should have a roughness Ra between 0.3 µm and 0.8 µm and that Most recent work rolls have a roughness Ra between 0.5 µm and 7.0 µm.
Das vorstehende zeigt, dass die Erfinder entdeckt haben, dass die Arbeitswalzen, die verwendet werden, bevor das Band das Kaltwalzwerk verlässt, eine Rauheit Ra zwischen 0,5 µm und 7,0 µm aufweisen sollten. Wenn ein separater erster Stand verwendet wird, sollte dessen Rauheit zwischen 0,6 µm und 3,0 µm liegen. Wenn dazwischen liegende Stände vorhanden sind, sollten diese eine niedrige Rauheit aufweisen: zwischen 0,3 µm und 0,8 µm.The above shows that the inventors have discovered that the work rolls used before the strip leaves the cold rolling mill should have a roughness Ra between 0.5 µm and 7.0 µm. If a separate first stand is used, its roughness should be between 0.6 µm and 3.0 µm. If there are stands in between, they should have a low roughness: between 0.3 µm and 0.8 µm.
Wenn in den vorstehenden Fällen eine Rauheit Ra zwischen 0,5 µm und 7,0 µm angegeben ist, versteht es sich, dass auch die mehr eingeschränkten Bereiche anwendbar sind.If a roughness Ra between 0.5 µm and 7.0 µm is specified in the above cases, it is understood that the more restricted areas can also be used.
Vorzugsweise wird das kaltgewalzte Band dressiert, vorzugsweise nach Aufbringen einer metallischen Beschichtung, unter Verwendung von Dressierwalzen mit einer Rauheit zwischen 0,5 µm und 4,0 µm, vorzugsweise einer Rauheit von ⌷ 2,8 µm. Die Rauheit der Dressierwalzen wird auf das geformte Band, Blech oder den Rohling übertragen, und hat dadurch einen starken Einfluss auf die Welligkeit des ebenen Produktes.The cold-rolled strip is preferably dressed, preferably after applying a metallic coating, using skin-pass rollers with a roughness between 0.5 μm and 4.0 μm, preferably with a roughness of ⌷ 2.8 μm. The roughness of the skin pass rolls is transferred to the formed strip, sheet or blank, and thus has a strong influence on the waviness of the flat product.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Band hergestellt, das mit dem hier vorgestellten Verfahren hergestellt wurde, wobei die Oberfläche des Bandes, für ein Band, das mit einer Beschichtung auf Aluminiumbasis mit einer Schichtdicke zwischen 4 und 12 µm beschichtet ist, eine Rauheit Ra niedriger als 2,0 µm aufweist und in Walzrichtung des Bandes eine Welligkeit Wsa niedriger als 0,6 µm aufweist.According to a further aspect of the invention, a tape is produced which has been produced using the method presented here, the surface of the tape having a roughness Ra for a tape which is coated with an aluminum-based coating with a layer thickness between 4 and 12 μm has less than 2.0 microns and has a waviness Wsa less than 0.6 microns in the rolling direction of the strip.
Vorzugsweise weist das Band in Walzrichtung des Bandes eine Rauheit Ra zwischen 0,7 und 1,6 µm und eine Welligkeit Wsa zwischen 0,15 und 0,35 µm auf.The strip preferably has a roughness Ra between 0.7 and 1.6 μm and a waviness Wsa between 0.15 and 0.35 μm in the rolling direction of the strip.
BeispieleExamples
Für mehrere BH- und IF-Legierungen wurde die Korngröße und die Welligkeit Wsa vor und nach dem Tiefziehen bestimmt.For several BH and IF alloys, the grain size and waviness Wsa were determined before and after deep drawing.
Alle Proben stammen von Coils, die auf einem Kaltwalzwerk mit 5 Ständen kaltgewalzt worden sind. Der erste Stand wies eine Schleifrauheit mit einem Ra von 1,2 ± 0,2 µm auf; der zweite, dritte und vierte Stand wies eine Schleifrauheit mit einem Ra 0,6 ± 0,2 µm auf. Der letzte Stand wies eine EDT-Rauheit mit einem Ra von Ra 4,5 ± 0,2 µm auf. Nach dem Kaltwalzen wurden die Coils kontinuierlich geglüht, Höchsttemperatur 810 ± 20°C, und bei 470 ± 10°C feuerverzinkt. Zum Einstellen der Beschichtungsdicke wurden Luftmesser verwendet, und unmittelbar nach den Luftmessern erfolgte das Abkühlen, um die Beschichtung zu verfestigen. Zum Schluss wird das Band dressiergewalzt. Die Rauheit der Dressierwalze betrug EDT 1,9 ± 0,1 µm.All samples come from coils that have been cold rolled on a cold mill with 5 stands. The first stand had a grinding roughness with an Ra of 1.2 ± 0.2 µm; the second, third and fourth stand had a grinding roughness with an Ra 0.6 ± 0.2 µm. The latest version showed an EDT roughness with an Ra of Ra 4.5 ± 0.2 µm. After cold rolling, the coils were annealed continuously, maximum temperature 810 ± 20 ° C, and hot-dip galvanized at 470 ± 10 ° C. Air knives were used to adjust the coating thickness, and cooling immediately after the air knives to solidify the coating. Finally, the strip is skin-rolled. The roughness of the skin pass roller was EDT 1.9 ± 0.1 µm.
Die Chemie dieser Legierungen ist in Tabelle 1 angegeben.The chemistry of these alloys is given in Table 1.
Die Korngröße wurde wie folgt bestimmt:The grain size was determined as follows:
Probenvorbereitung sample preparation
RD-ND-Schnitte der Proben wurden in elektrisch leitendem Harz eingebettet (sogenanntes Polyfast) und mechanisch auf 1 ⌷m poliert. Es wurde sorgfältig darauf geachtet, jegliche durch den vorherigen Schleif- und Polierschritt verursachte Oberflächenverformung zu entfernen. Um eine Oberfläche zu erhalten, die absolut frei von Verformungen ist, wurde der letzte Polierschritt mit Kieselsol durchgeführt.RD-ND sections of the samples were embedded in electrically conductive resin (so-called Polyfast) and mechanically polished to 1 µm. Care has been taken to remove any surface deformation caused by the previous grinding and polishing step. In order to obtain a surface that is absolutely free from deformation, the last polishing step was carried out with silica sol.
SEMSEM
Die Analyse der Mikrostruktur wurde mithilfe eines FEG-SEM (Field Emission Gun Scanning Electron Microscope, Zeiss Ultra 55 FEG-SEM) durchgeführt, das mit einem EDAX PEGASUS XM 4 HIKARI EBSD System ausgestattet war. EBSD (Electron Backscatter Diffraction)-Scans der berichteten Proben wurden üblicherweise mit den folgenden SEM-Einstellungen durchgeführt:
Tabelle 1: Chemie der verwendeten Proben
Die EBSD-Scans wurden in der RD-ND-Ebene der Proben erfasst. Die Proben wurden unter einem 70⌷ Winkel im SEM positioniert. Die Beschleunigungsspannung betrug 15 kV, die Option Hochstrom war eingeschaltet, die 120 µm Öffnung wurde verwendet und der Arbeitsabstand während des Scans betrug in der Regel 17 mm. Zur Kompensation des 70⌷ Neigungswinkels der Probe wurde während des Scans die dynamische Fokuskorrektur verwendet.The EBSD scans were recorded at the RD-ND level of the samples. The samples were positioned at a 70⌷ angle in the SEM. The acceleration voltage was 15 kV, the high current option was activated, the 120 µm opening was used and the working distance during the scan was usually 17 mm. Dynamic focus correction was used during the scan to compensate for the 70 ° inclination angle of the sample.
EBSD-DatenerfassungEBSD data acquisition
Die EBSD-Scans wurden mithilfe der Software von EDAX erfasst (TSL OIM Data Collection, Version 7.0.1. (8-27-13)). In der Regel wurden die folgenden Datenerfassungseinstellungen verwendet: Hikari Kamera mit 6x6 Binning, kombiniert mit standardmäßiger Subtraktion des Hintergrundes. Der Scanbereich entsprach in allen Fällen höchstens der Probendicke, und es wurde darauf geachtet, keine metallischen Einschlüsse im Scanbereich mit aufzunehmen. EBSD-Scangröße: 500 × 500⌷m, Schrittgröße 0,5µm. Scangeschwindigkeit ca. 80 Bilder pro Sekunde, während des Scans einbezogene Phase: Fe(α). Die verwendeten Hough-Einstellungen während der Datenerfassung waren wie folgt: Gebinnte Mustergröße ca. 96; festgelegte Theta-Größe: 1; Rho-Fraktion ≈90; max. Spitzenzahl: 13; mind. Spitzenzahl: 5; Hough-Typ: klassisch; Hough-Auflösung: gering; Schmetterlings-Faltungsmaske: 9x9; Spitzensymmetrie: 0,5; min Spitzengröße: 5 max Spitzenabstand: 15.The EBSD scans were recorded using the EDAX software (TSL OIM Data Collection, Version 7.0.1. (8-27-13)). Typically the following data collection settings were used: Hikari camera with 6x6 binning combined with standard background subtraction. In all cases, the scan area was at most the same as the sample thickness, and care was taken not to include any metallic inclusions in the scan area. EBSD scan size: 500 × 500⌷m, step size 0.5µm. Scanning speed approx. 80 frames per second, phase included during the scan: Fe (α). The Hough settings used during data acquisition were as follows: binned sample size approx. 96; fixed theta size: 1; Rho fraction ≈90; Max. Number of tips: 13; minimum number of peaks: 5; Hough type: classic; Hough resolution: low; Butterfly folding mask: 9x9; Peak symmetry: 0.5; min tip size: 5 max tip distance: 15.
EBSD- DatenauswertungEBSD data evaluation
Die EBSD-Scans wurden mit der TSL OIM Analysis Software, Version 7.1.0×64 (3014-14) ausgewertet. In der Regel wurden die Datensätze 90⌷ über RD rotiert, damit die Scans hinsichtlich der Orientierungsmessung die korrekte Orientierung aufwiesen. Es wurde eine standardmäßige Beseitigung der Kornaufweitung durchgeführt (GTA 5 mindestens Korngröße 5 und Korn muss eine einzelne Iteration über mehrere Reihen enthalten).The EBSD scans were evaluated with the TSL OIM Analysis Software, Version 7.1.0 × 64 (3014-14). As a rule, the data sets were rotated 90⌷ over RD so that the scans had the correct orientation with regard to the orientation measurement. A standard removal of the grain expansion was carried out (
Oberflächenprofile wurden mithilfe des gleitfesten Taststifts mit einem Spitzenradius von 2 µm gemessen. Für jede Probe wurden 5 Linien mit 70 mm Länge und einer Punktdichte von 1000 Punkte / mm erstellt. Wsa wurde gemäß SEP1941 berechnet, wobei die Rauheit gemäß ISO 4287 berechnet wurde, in der ein Grenzwert von 2,5 mm verwendet wurde. Für jede Probe wurde das arithmetische Mittel der fünf Linien bestimmt, um den entsprechenden spezifischen Wert zu erhalten, d.h. Rauheit oder Welligkeit.Surface profiles were measured using the non-slip stylus with a tip radius of 2 µm. 5 lines with a length of 70 mm and a point density of 1000 points / mm were created for each sample. Wsa was calculated according to SEP1941, whereby the roughness was calculated according to ISO 4287, in which a limit value of 2.5 mm was used. For each sample, the arithmetic mean of the five lines was determined to obtain the corresponding specific value, i.e. Roughness or ripple.
Es wurden Kalotten hergestellt, indem ein Rohling mit 145 mm × 145 mm mit einem Hohlstempel mit einem Durchmesser von 75 mm und einer Rohteil-Niederhalterkraft, damit jegliche Bewegung des Materials des (beschichteten) Substrats zwischen dem Rohteil-Niederhalter und Pressform vollständig unterdrückt wird, in eine Presse gedrückt wurde. Die Verformung der Kalotte ist derart, dass die Dickendehnung im Boden 9 % +/- 0,3 % beträgt. Hier wird die Dickendehnung als (t(original) - t(verformt))/t(original) × 100 % definiert, wobei t(original) die unverformte Dicke und t(verformt) die Dicke nach der Verformung darstellt.Dome was made by using a blank of 145 mm x 145 mm with a hollow punch with a diameter of 75 mm and a blank hold-down force so that any movement of the material of the (coated) substrate between the blank hold-down and the die is completely suppressed. was pressed into a press. The deformation of the spherical cap is such that the thickness expansion in the bottom is 9% +/- 0.3%. Here the thickness expansion is defined as (t (original) - t (deformed)) / t (original) × 100%, where t (original) is the undeformed thickness and t (deformed) is the thickness after deformation.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt. Anhand der Tabelle ist ersichtlich, dass die Korngröße des Materials kleiner als 11,0 µm sein muss, um die Wahrscheinlichkeit für ΔWsa ≤ 0,12 µm zu erhöhen.
Tabelle 2: gemessene Korngröße, delta Wsa und „Wirksamkeit von Ti/Nb/Mo“ ; delta Wsa > 0,12 wird durch ,x‘ dargestellt und delta Wsa ≤ 0,12 wird durch ,◯‘ dargestellt „Wirksamkeit von Ti/Nb/Mo“ ist:
wenn Ti und Nb beide ≥ 0,005 Gew.-% sind: 4(Ti + Nb) + 2Mo ansonsten Ti + 2Nb + 2Moif Ti and Nb are both ≥ 0.005% by weight: 4 (Ti + Nb) + 2Mo otherwise Ti + 2Nb + 2Mo
Legierung 4A weist eine Korngröße < 11,0 µm auf, die zu einem ΔWsa ≤ 0,12 führt, obwohl die „Wirksamkeit von Ti/Nb/Mo“ < 0,06 ist. Daraus ist ersichtlich, dass selbst dann, wenn die „Wirksamkeit von Ti/Nb/Mo“ zu niedrig ist, gute Produkte möglich sind, aber gute Ergebnisse nicht üblich sind.Alloy 4A has a grain size <11.0 µm, which leads to a ΔWsa ≤ 0.12, although the "effectiveness of Ti / Nb / Mo" is <0.06. It can be seen from this that even if the “effectiveness of Ti / Nb / Mo” is too low, good products are possible, but good results are not common.
Die Erfinder haben entdeckt, dass der ΔWsa-Wert tatsächlich sehr stark von der medianen äquiaxialen Korngröße abhängt, sowohl hinsichtlich der Obergrenze als auch der Untergrenze des ΔWsa-Werts.The inventors discovered that the ΔWsa value actually depends very much on the median equiaxial grain size, both in terms of the upper and lower limits of the ΔWsa value.
Nach dem vorstehend beschriebenen Beispiel wurden einige weitere Experimente durchgeführt. In diesen Experimenten wurde die Rauheit der Walzen im letzten Stand des Kaltwalzwerks variiert. Alle anderen Parameter des im Beispiel oben verwendeten Verfahrens blieben gleich. Die verwendete Legierung war vom BH-Typ, typische Werte für die Chemie werden nachstehend angegeben, alle Elemente sind in Gew.-% angegeben:
- C = 0,0029
- Mn = 0,132
- P = 0,009
- S = 0,007
- Si = 0,003
- Al Lös = 0,044
- Cu = 0,013
- Sn = 0,004
- Cr = 0,019
- Ni = 0,016
- Mo = 0,003
- Nb = 0,0075
- V = 0,001
- B = 0,001
- Ti = 0,009
- N = 0,0021.
- C = 0.0029
- Mn = 0.132
- P = 0.009
- S = 0.007
- Si = 0.003
- Al Los = 0.044
- Cu = 0.013
- Sn = 0.004
- Cr = 0.019
- Ni = 0.016
- Mo = 0.003
- Nb = 0.0075
- V = 0.001
- B = 0.001
- Ti = 0.009
- N = 0.0021.
Neben der Rauheit des letzten Stands des Kaltwalzwerks wurde die Verarbeitung für die in Tabelle 1 angegebenen Proben wie vorstehend beschrieben durchgeführt. Für die Rauheit der Walzen im letzten Stand des Kaltwalzwerks wurde eine Rauheit mit vier unterschiedlichen Werten verwendet. Die mit einem EDT-Verfahren erhaltene Rauheit Ra der Walzen betrug 1,5, 3,0, 4,5 bzw. 6,0 µm.
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Cited By (1)
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