DE2104824A1

DE2104824A1 - Verfahren zum Herstellen von Walzstahl

Info

Publication number: DE2104824A1
Application number: DE19712104824
Authority: DE
Inventors: Kazuo Shimomura Takayoshi Oosawa Kooichi Fukuyama Hiroshima Matsudo (Japan)
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1970-02-02
Filing date: 1971-02-02
Publication date: 1971-08-26
Also published as: US3865637A; GB1352930A; DE2104824B2; FR2078063A5; JPS5025417B1

Description

Verfahren zum Herstellen von Walzstahl.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Walzstahl, der eine gute Verformbarkeit aufweist, die be- sonders günstig in großen Mengen durch eine kontinuierliche Glühanlage erreicht wird.

Auf dem Gebiet der Herstellung von Tiefziehstahl sind bisher viele Veröffentlichungen und Patente bekannt geworden, die sich mit der Verwendung chemischer Verbindungen für den Stahl, mit dem Errichten von Walzeinrichtungen für den Stahl und/oder mit der Kontrolle der Wärmebehandlung des Stahls befassen. Diese Verfahren werden im allgemeinen zur Herstellung von gut ziehbarem Stahl verwendet und arbeiten im allgemeinen sehr wirtschaftlich. Es ist Jedoch bekannt, daß es für die Tiefziehbarkeit von gewöhnlichem, unberuhigtem Stahl eine obere Grenze gibt, auch wenn das bekannte Ent-

109835/1032

kohlungs- und Glühverfahren an die letzte Stufe angeschlossen wird. Das heißt, das oben angeführte Entkohlungs- und Glühverfahren hat die Tendenz, das Kristallkorn zu vergröbern und bewirkt die bekannte Apfelsinenhaut auf der Oberfläche des Stahls beim Verformen. Die Versuche der Erfinder zeigen, daß Stahl bei einer Temperatur von 700° C geglüht werden sollte, um dieses Phänomen zu vermeiden. Es wird jedoch unmöglich sein, die oben genannte Tiefziehbarkeit von Stahl zu verbessern.

Die Erfindung wurde entwickelt, um den oben genannten TTachteil zu vermeiden und um den Nutzen des besagten Entkohlungcverfahrens aufzuzeigen. Die Merkmale der Erfindung liegen im Entkohlen des Warmbandes vor dem Kaltwalzen des Bandes. Wie das entkohlte Warmband behandelt v/erden muß, hängt hauptsächlich von den gewöhnlichen Schritten ab, wie Kaltwalzen, Kastenglühen oder Ziehen durch kontinuierliche Glühanlagen und dem sich anschließenden Walzhärten. Die Druckverformbarkeit eines nach den oben angegebenen Schritten behandelten Bandes ist wesentlich besser als die bei den gewöhnlichen Verfahren.

So liegt das Ziel der Erfindung darin, ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Stahl vorzusehen, der eine bessere Druckverformbarkeit besitzt, als derjenige, der durch die gewöhnlichen Verfahren hergestellt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Stahl zu entwickeln, das eine gute Tiefziehbarkeit auch bei Behandlung mit den bekannten kontinuierlichen Glühanlagen aufweist.

109835/103 2

Im folgenden werden beispielsweise Ausführungsfο mien der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Die beigefügte Zeichnung zeigt die WechselbeZiehung und die Menge an Sauerstoff in unberuhigtem Stahl, die einen direkten Einfluß auf das Ferritkorn haben.

Für die Erfindung sollte ein xvenig kohlenstoffhaltiger, unberuhigter Stahlgußblock mit 0,03 % bis 0,06 % Kohlenstoff und 0,05 % bis 0,1 % Sauerstoff im Schmelzofen hergestellt werden. Das Warmband, das aus dem oben genannten Gußblock d gewalzt wurde, wird bei einer Temperatur von weniger als 780° C entkohlt und dann in der bekannten Art und Weise kaltgewalzt. So ein kaltgewalztes Band wird schließlich bei einer Temperatur unterhalb des A^-Punktes und überhalb der Rekristallisationstemperatur des Stahls warmbehandelt und dann walzgehärtet.

Der Grund für den begrenzten Kohlenstoffgehalt von 0,03 % bis 0,06 % für das oben beschriebene Verfahren ist folgender: Weniger als 0,03 % Kohlenstoffgehalt kann mit den gewöhnlichen Stahlherstellungsverfahren nicht erreicht werden, und mehr als 0,06 % Kohlenstoffgehalt können nur schwierig wirkungsvoll entkohlt werden. Der Grund für den auf 0,05 % ' bis 0,1 % begrenzten Sauerstoffgehalt liegt darin, daß weniger als 0,05 % Sauerstoff eine Vergröberung des Ferritkorns verursachen und daß mehr als 0,1 % Sauerstoff für die Reinheit des Stahls von Schaden ist. Die Wechselbeziehung zwischen dem oben genannten Sauerstoffgehalt und der Entkohlungstemperatur ist das wichtigste Merkmal dieser Erfindung. Die beigefügte Zeichnung zeigt die Ergebnisse der obigen Wechselbeziehung, die durch viele Experimente erhalten wurde.

Mit Bezug auf die Zeichnung ist es selbstverständlich möglich, daß der Umfang, indem eine einheitliche Korngröße er-·

109835/1032

210A824

reicht werden kann, das Gebiet einschließt, wo ein Sauerstoffgehalt von mehr als 0,05 % und eine Glühtemperatur von weniger als 780° C besteht. Jedoch sollte der Bereich von mehr als 0,06 % Sauerstoff und weniger als 750° C als das am meisten zu bevorzugende Gebiet empfohlen werden. Das Gebiet von weniger als 0,05 % Sauerstoff und mehr als 770° C Entkohlungstemperatur wird gerade noch benutzt, denn es ist bekannt als das Gebiet mit sich vergröberndem Korn. Dies ist der Grund, weshalb die Glühtemperatur auf weniger als 780° C begrenzt ist. Das Entkohlungsglühen wird mit den bekannten Glühanlagen für geschlossenen Bund ausgeführt.

Das Band wird nach dem Kaltwalzen bei einer Temperatur, die niedriger liegt als der Α,-Punkt und höher als die Rekristallisationstemperatur geglüht. So ein Abschlußglühen wird in der Praxis entweder durch Kastenglühen oder durch eine kontinuierliche Glühanlage ausgeführt. Letztere hat bewiesenermaßen gegenüber den bekannten kontinuierlichen Glühverfahren viele Vorteile. Erstens sind die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Stahls weit besser als diejenigen von durch bekannte kontinuierliche Glühverfahren hergestellte, später erwähnten Stähle. Zweitens bleibt dadurch, daß das Entkohlungsglühen nach der Erfindung an warmgewalzten Bändern vorgenommen wird, der Lösungskohlenstoff im Ferrit sehr niedrig, dadurch ist es möglich, die Alterungsbeständigkeit von Stahl zu verbessern. Drittens ist es bei dieser Erfindung möglich, die Glühtemperatur nahe dem A,-Punkt, wie später erwähnt, zu wählen. Trotz einer so hohen Temperatur erfolgt keine Vergröberung des rekristallisierten Korns. Dies ist von Vorteil und eine enorme Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wird erzielt. Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß die gleiche Wirkung, wie oben beschrieben, auch im Falle der oben genannten Glühkästen erreicht wird.

109835/1032

_ 5 —

Beispiele für das Verfahren nach der Erfindung sind die folgenden :

Beispiel I

Schmelzvorrichtung: LD Konverter.
Chemische Zusammensetzung: wie in Tabelle I

	Tabelle I
C:	0.05
Mn:	0.33
P:	0.011
S:	0.017
N:	0.0016
O:	0.058

Warmwalzbedingungen nach dem Niederwalzen:

Bearbeitungsendtemperatur: 850° C

Temperatur bei der Bundbehandlung: 595° C

Dicke des Bandes: 2,3 mm

Glühbedingungen nach dem Abbeizen:

Verwendete G lüheinrichtung: Einrichtung für geöffneten Bund

Atmosphäre: feuchter Wasserstoff

Ileiztemperatur: 730° C χ 10 Std.

Kohlenstoffgehalt im Stahl: 0.003 %

Kaltwalzbedingungen: Walzverhältnis: 73,9 % Dicke des Bandes: 0,6 mm

10983 5/10 32

Abschlußglühbedingungen:

Verwendete Einrichtung: normale, kontinuier

liche Glühanlage

Heiztemperatür: 700° C χ 1 Min.

Walzhärteverhältnis: 1,5 %

Die mechanischen Eigenschaften des oben eflähnten Stahls werden in !Tabelle II gezeigt:

Tabelle II

Streckgrenze (kg/mm ): 18,4

Dehnung an der Streckgrenze (%): 0

Zugfestigkeit (kg/mm²): 29,3

GesaTntdehnung (%): 4-9,8

Lanford-Vert r: 1,56 Alterungsbeständigkeitsindex(kg/mm ):5,5

Härte HR - 3OT': 4-2,8

Beispiel II

Die Herstellungsbedingungen sind dieselben wie in Beispiel I, außer der Heiztemperatur des kontinuierlichen Glühens.

Heiztemperatur: 800° C χ 1 Min.

Die mechanischen Eigenschaften des oben genannten Stahls sind wie folgt:

109835/103 2

Tabelle III

Streckgrenze (kg/mm ): 1712

Dehnung an der Streckgrenze (%): O

Zugfestigkeit (kg/mm²): 28,6

Ge saint dehnung (%): ' 50*3

Lanfora-Vert r: 1,6£ Alterungsbeständigkeitsindex(kg/mm ):5,2

Härte HR - 3OT: 41,5

Im Vergleich zu Beispiel I und II wurde ein Stahl hergestellt mit den bekannten kontinuierlichen Glühverfahren. Das heißt, die Hcrstellungsbedingungen sind dieselben wie bei den Beispielen, außer den Glühbedingungen.

Glühbedingungen:

Entkohlung: nicht verwendet

Heiztemperatur des kontinuierlichen Glühverfahrens: 700 C χ 1 Min.

Die mechanischen Eigenschaften des Stahls sind wie folgt:

Tabelle IV

Streckgrenze (kg/mm ): 25,5

Den nung an der Streckgrenze (%): 0,7 Zugfestigkeit (kg/nm²): 34,8

Gesamtdehnung (%): 41,4

Lanford-Uert r: 1,^

Alterungsbeständigkeitsindex(kg/mm ):7,3 Härte HR - 30T: 53,6

109835/10 32

Aus Tabelle IV ist leicht zu ersehen, daß der Stahl unmöglich für das Preßformen verwendet werden kann. Die mechanischen Eigenschaften im Vergleich mit denjenigen der Beispiele I und II des erfindungsgemäßen-Stahls sind zu_niedrig.

Beispiel III

Dies ist ein Beispiel, wo das Kastenglühen als Abschlußglühen verwendet wird. Die Herstellungsbedingungen sind wie folgt:

Chtu	Tabelle V	LD Konverter
ng:	0,04	wie in Tabelle V
. s amm ensetzung:	0,32
	0,010
C:	0,016
MN:	0,0017
P:	0,061
S:
N:
O:

Warmwalzbedingungen nach dem Niederwalzen:

Bearbeitungsendtemperatur: 850° C Temperatur bei der Bundbehandlxing: 590° 0 Dicke des Bandes: 2,3 nun

Entkohlungsbedingungen nach dem Abbeizen:

109835/1032

Verwendete Einrichtung:

Atmosphäre: Heiztemperatur: Kohlenstoffgehalt im Stahl:

Glüheinrichtung für geöffneten Bund feuchter Wasserstoff 730° 0 χ 10 Std. 0,003 %

Kaltwalzbedingungen:

Walzverhältnis: Dicke des Bandes:

65,2 %
0,8 mm

Abschlußglühbedingungen:

Verwendete Einricht uncj

Atmosphäre: Heiζtemperatür:

Glüheinricht für geschlossenen Bund HNX Gas

700° C χ 5 Std.

Walzhärteverhältnis:

Die mechanischen Eigenschaften des obigen Stahls sind in Tabelle VI gezeigt:

Tabelle VI	18,1
Streckgrenze (kg/mm ):	0
Dehnung an der Streckgrenze (%):	28,8
Zugfestigkeit (kg/mm ):	52,1
Gesamtdehnung (%):	1,84
Lanford-Wert r:

-J

AlterungsbeständigkeitsindexCkg/mra ):4,8 Härte HR - 3OT: 38,1

109835/1032

Beispiel IV

Die Herstellungsbedingungen sind dieselben wie in Beispiel III, außer der Heiztemperatur des Glühgefößes,

Heiztemperatur: 800° C χ 5 Std.

Die mechanischen Eigenschaften des obigen Stahls sind wie folgt:

Tabelle VII

Steckgrenze (kg/mm ): 16,4

Dehnung an der Streckgrenze (%): 0

Zugfestigkeit (kg/mm ): 27,9

Gesamtdehnung (%): 53,6

Lanford-Wert r: 1,93 Alterungsbeständigskeitsindex(kg/mm H,9

Härte HR - 30T: 35,9

Im Vergleich zu den Beispielen III und IV wurde ein Stahl durch das bekannte Kastenglühverfahren hergestellt. Das heißt, die Herstellungsbedingungen sind dieselben wie bei den vorgenannten Beispielen, außer den Glühbedingungen:

Glühb ediηgungen:

Entkohlung: nicht verwendet

Temperatur des Kastenglühverfahrens:700° C χ 5 Std.

Die mechanischen Eigenschaften des Stahls sind wie folgt:

109835/1032

Tabelle VIII

Streckgrenze (kg/ram ): 21,9

Dehnung an der Streckgrenze (%): O

Zugf e stigkeit (kg/mm ) : 32,5

Geoaiabdehmmp; (%): ' 47,2

Lanford-Vert r: 1,50

AlteinmgsbeständigkeitsindexCkg/mm ) :4,8 Härte TSR - 3OT:

/ms der obigen Tabelle VIII ist klar ersichtlich, daß alle mechanischen Eigenschaften iireit hinter denen von Beispiel VI und VII surückbleiben.

Selbstverständlich bring-c das erfindungsgemäße Verfahren viele Vorteile. Wir müssen nicht annehmen, daß es selbnt notwendig war. Der Grund für den niedrigen Kohlenstoffgehalt des Stahls liegt erstens in dem Abschlußglühen des Stahls. Der zweite Grund ist der, daß durch dieses Abschlußglühen das Wachsen der rekristallisierenden Körner hervorgerufen wird und daß dadurch eine Textur entsteht, bei der die (111) Pd.ch.tunn; überwiegt. Demgemäß wird die Preßverformbarkeit des erfindungsgemäßen Stahls wesentlich höher als die von gewöhnlichem Stahl, obwohl er sich in seiner Korngröße nicht von diesem unterscheidet.

109835/1032

Claims

Patentansprüche

Ί. . Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahl, dessen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,03 und 0,06 % und dessen Sauerstoffgehalt zwischen 0,05 und- 0,1 % liegt, "bei einer Temperatur von weniger als 780° C nach dem gewöhnlichen Niederwalzen, Warmwalzen und Abbeizen entkohlungsgeglüht wird, wodurch sein Kohlenstoffgehalt auf weniger als 0,01 % Kohlenstoff vermindert wird, wonach ein Abschlußglühen zwischen der Rekristallisationstemperatur und dem A,-Punkt vorgenommen wird und anschließend durch Walzen vergütet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Absc:,l_ußglühen mit Hilfe eines kontinuierlichen Glühverfahrens durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Abschlußglühen mit einem Kastenglühverfahren ausgeführt wird.

4-, Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch

gekennzeichnet , daß der Sauerstoffgehalt zwischen 0,06 und 0,1% und die Entkohlungstemperatur unter 750° C liegt.

109835/1032