DE2120618A1

DE2120618A1 - Niedrig legierter Stahl und ein Verfahren zur Herstellung von Grobblech aus diesem Stahl

Info

Publication number: DE2120618A1
Application number: DE19712120618
Authority: DE
Inventors: Arthur Philip; Cryderman Robert Leonard; Ann Arbor Mich. Coldren (V.StA.)
Original assignee: American Metal Climax Inc
Current assignee: Cyprus Amax Minerals Co
Priority date: 1970-05-11
Filing date: 1971-04-27
Publication date: 1971-11-25
Also published as: FR2091353A5; CA942542A; GB1308092A; DE2120618C3; US3726723A; DE2120618B2

Description

Niedrig legierter Stahl und ein Verfahren zur Herstellung von Grobblech aus diesem Stahl

Die Erfindung betrifft einen niedrig legierten Stahl und ein Verfahren zur Herstellung von Grobblech aus diesem Stahl.

Es sind bereits zahlreiche Formstähle vom Typ des sogenannten niedrig legierten Stahls, die für Massenproduktion mit den in Walzwerken benutzten Vorrichtungen und Techniken geeignet sind, vorgeschlagen worden. Solche Formstähle sind neben hoher Festigkeit und Stoß- oder Schlag-Festigkeit durch gute Formbarkeit und Schweißbarkeit gekennzeichnet, was die Herstellung verschiedenartiger Bauteile aus ihnen erleichtert. Ein ständiges Problem, das mit diesen bekannten niedrig legierten Stählen verbunden ist, besteht darin, daß ihre physikalischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Schlagzähigkeit, Formbarkeit, willkürlichen und nicht voraussehbaren Abweichungen unterliegen, insbesondere, wenn sie in relativ dicken Stärken gefertigt worden sind. Außerdem war es bei

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einigen dieser niedrig legierten Stähle nötig, Walzerleichterungen herauszufinden und anzuwenden und das Walzen zu überwachen, um geeignete Kühlung des warmgewalzten Bandes und damit gute Eigenschaften des Fertigproduktes sicherzustellen. Die bisher unternommenen Versuche, diese Schwierigkeiten zu beseitigen, gingen dahin, daß erhebliche Mengen zusätzlicher Legierungsbestandteile eingearbeitet wurden, was zu einer Verteuerung der Baustähle und einer Einschränkung ihrer Verwendung führte·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu überwinden und einen neuen niedrig 1-egierten Stahl zu schaffen, der eine kontrollierte chemische Zusammensetzung aufweist, so daß eine Kombination optimaler physikajyer Eigenschaften erhalten wird· Die Stähle sollen unter Benutzung der in Walzwerken üblichen Einrichtungen in Form von Grobblech und Bandmaterial hergestellt werden können. Die Aufgabe wird gelöst durch einen niedrig . legierten Stahl, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus 0,01 bis 0,1$ Kohlenstoff, 1,5 bis 2,5 # Mangan, 0,1 bis 0,5 # Molybdän, O₈O5 bis 0,2 # Niob und Eisen auf 100 ia besteht, und eine MikroStruktur hat, welche vorwiegend eine nadeiförmige Ferritmatrix JtJÖJJ aufweist.

Das resultierende warmgewalzte Blech oder Band ist durch eine vorwiegend nadeiförmige Ferrit-Mikrostruktur im

Gegensatz zu den polygonalen Mikrostrukturen der bekannten niedrig legierten Baustähle gekennzeichnet·

Die Vorteile, zu denen die Erfindung führt, basieren auf der Entdeckung, daß durch sorgfältige Regelung der Mengen Kohlenstoff, Mangan, Molybdän und Niob als den wesentlichen Legierungsbestandteilen ein niedrig legierter Stahl erhalten wird, der zum Warmwalzen xur Bildung von blech- und bandförmigem Material gut geeignet ist, wobei dieses Material durch eine MikroStruktur gekennzeichnet ist, die Niobcarbonitrid in Form von extrem kleinen Partikeln in einer vorherrschenden Matrix aus nadeiförmigem Ferrit aufweist. Die chemische Zusammensetzung des niedrig legierten Stahls nach der Erfindung ist genau geregelt, so daß er die nachstehend aufgeführten Bestandteile in den angegebenen Mengenbereichen enthält: Zirkon in Mengen von 0,01 bis 0,1 i»_t Mangan von 1,5 bis 2,5 £, Molybdän von 0,1 bis 0,5 £, Niob von 0,05 bis 0,2 #, Silizium bis zu 0,6 %, Schwefel bis zu 0,04 % maximal, Phosphor bis zu 0,04 # maximal, Stickstoff bis zu 0,015 # maximal, Zirkon in stöchiometrischen Mengen plus einem Überschuß von 0,008 $>, bezogen auf den gesamten anwesenden Stickstoff zur Bildung des entsprechenden Zirkonnitrids, und Rest auf 100 % Eisen zusammen mit den üblichen Verunreinigungen, die in Mengen vorliegen, in welchen sie die physikalischen Eigenschaften und die MikroStruktur der

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Stahllegierung nicht merkbar beeinträchtigen» Obwohl der niedrig legierte Stahl nach der Erfindung besonders für warm gewalzte Grobbleche einer Stärke von 9»525 (3/8-inch) bis 2,5k cm (1-inch) geeignet ist, lassen sich

darunter auch Bänder einer Dicke von etwa 6,35 mn oder

(1/4-inch or less) gut aus ihm herstellen· Bei der Fertigung von warmgewalzten Grobblechen und Bandstahlringen wird die Bramme vor.dem Walzen auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, eine feste Lösung des Niobs im Austenit zu bewirken· Diese Temperaturen liegen gemäß den Zusammensetzungen zur Durchführung der Erfindung im Bereich von 1232 bis 1288 ⁰C (2250 bis 2350 ^oF). Die Fertigwalztemperatur für Grobbleche ist nicht kritisch, aber bei der Herstellung von Bandstahlringen ist es wichtig, daß die "Wickeltemperatur", das ist die Temperatur, bei der das Stahlband am Ende der Auslaufringe aufgewickelt wird, 621 bis 63h °C (1150 bis 1175 ⁰F) nicht überschreitet, da höhere Temperaturen sich schädigend auf die Bildung der geeigneten nadeiförmigen Ferrit-Mikrostruktur auswirken·

Weitere Merkmale der Erfindung und die Vorteile, zu der sie führt, werden aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die in Verbindung mit besonderen Beispielen vorgenommen wird, hervorgehen.

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Die Kombination optimaler physikalischer Eigenschaften des erfindngsgemäßen niedrig legierten Stahls in For» von warmgewalztem Grobblech oder Bandstahlring wird erreicht, wenn Kohlenstoff, Mangan, Molybdän und Niob als wesentliche Legierungsbestandteile innerhalb bestimmter Gewichtsprozentbereiche vorliegen. Der Kohlenstoffgehalt der Legierung kann zwischen 0,01 und 0,1 $, vorzugsweise im Bereich von 0,02 bis 0,07 #» liegen. Bin Überschuß an Kohlenstoff von etwa 0,1% ist nicht zweckmäßig, weil dann ein· größere •Menge spröder Martensit-Phase in feritggewalztem Stahlprodukt entsteht, die sich ungünstig auf die Zähigkeit und Verformbarkeit der Legierung auswirkt, wogegen bei Mengen unter 0,01 56 zu wenig Ib fertiggewalzten Material abgeschiedenes Niobcarbonltrid gebildet ist. Die Menge Mangan liegt im Bereich von1,5 und 2,5 jt, um die Bildung polygonalen Ferrits während des Kühlens des warmgewalzten Grobbleches zu unterdrücken. Die Anwesenheit von Mangan inhibiert auch das vorzeitige Ausfallen von Niobcarbonitrid im Austenit vor und während des Warmwalzens der Bramme oder des Blockes. Bei der Fertigung des warmgewalzten Grobbleches wird der Mangangehalt vorzugsweise im Bereich von 1,8 bis 2,2 % gehalten, während bei der Herstellung von Bandstahlringen der Mangangehalt vorzugsweise am unteren Ende des zulässigen Bereiches gehalten wird, d.h. bei etwa 1,5 bis 2,0 io, und zwar aus wirtschaftlichen Erwägungen· Der dritte wesentliche Legierungsbestandteil ist Molybdän, das in Mengen von 0,1 bis 0,5 i° anwesend ist, und in diesem Bereich

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zur Unterdrückung der Bildung polygonalen Ferrits während des Abkühl ens des warmgewalzten Materials beiträgt· Vorzugsweise liegt der Molybdängehalt zwischen 0,18 und 0,4 $, sowohl für warmgewalzte Grobbleche als auch Bandstahlringe· Das. Niob liegt in einen Bereich von 0,05 bis 0,2 # vor, und in diesem Bereich unterdrückt es die Bildung von polygonalem Ferrit und gibt de« resultierenden Produkt eine Festigkeit durch ausgefällte Carbonitridpartikel von Carbonitrid in der nadeiförmigen Ferritstruktur· Es wird auch angenommen, daß die Anwesenheit von Niob in den angegebenen Mengen einen Kornverfeinerungseffekt auf den Austenit während des Warmwalzens hat. Vorzugsweise liegt Niob im Bereich von O,06 bis 0,1 % vor.

Die vorstehenden Legierungsbestandteile geben, in den angegebenen Mengen, mit Eisen und den üblichen Verunreinigungen in den üblichen Mengen einen niedrig legierten Stahl, der vorwiegend eine nadelige Ferrit-Mikrostruktur hat, wobei die Bildung größerer Mengen polygonalen Ferrits vermieden wird und außerdem eine Retention vorausgehender Austenitkorngrenzen vermieden wird, wenn in warmgewalztes Grobblech bis zu 2,54 cm Dicke (1 inch in thickness) unter Anwendung üblicher Luftkühlung verarbeitet wird. Es wird angenommen, daß die nadelige Ferittstruktur die Legierung noch weiter durch eine teilweise Fällung des Niobcarbonitrids während des Kühlens des warmgewalzten Materials verfestigt. . Eine noch weitere Verbesserung der Verfestigung orme merkbaren Verlust an ZälvVgrk^i'fc kann durok. eine zusätzliche

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Fällung von Niobcarbonitrid entweder durch. Herabsetzen der Abkühlungsgeschwindigkeit nach der Umbildung, wie im Fall der Bandstahlring-Fertigung, oder alternativ durch Spannungsfreiglühen mittels Wiedererwärmen im Fall der Herstellung von Grobblech auf einer üblichen Blechwalze, erreicht werden·

Die chemische Zusammensetzung des erfindungsgeraäßen niedrig 1-egierten Stahls läßt das Schmelzen unter Anwendung des üblichen Herdfrischens, elektrisch (or basic oxygen), zu* Wenn das Schmelzen der Legierung in einer stickstoffhaltigen Atmosphäre vorgenommen wird, wird das Schmelzen und/oder die Handhabung der Legierung so geregelt, daß der Stickstoffgehalt der Legierung unter 0,015 %, vorzugsweise unter 0,007 #t bleibt. In den Fällen, wo der Stickstoffgehalt in einer Menge über 0,008 % vorliegt, ist es zweckmäßig, Zirkon in stöchiometrischen Mengen zuzusetzen, so daß das entsprechende Zirkonnitrid gebildet wird und die Nitridform im Austenit geregelt bleibt«

Außer den vorstehend aufgeführten Bestandteilen kann der niedrig legierte Stahl nach der Erfindung auch noch bis zu 0,08 ia Aluminium enthalten, um eine gute Desoxydation gemäß der üblichen Stahlherstellungstechniken zu erreichen. Mengen im Bereich von 0,02 bis 0,05 Ί⁰ werden allgemein bevorzugt. Schwefel und Phosphor sind nicht erwünscht, und

109848/1??1

-δι ihre Anwesenheit sollte so niedrig gehalten werden, wie es

wirtschaftlich möglich ist, im allgemeinen unter Ο,θ4 #, vorzugsweise unter 0,03 Ί° maximal. Silizium kann ebenfalls als wahlweiser Bestandteil anwesend sein, und zwar in Mengen bis zu 0,35 #· Vorzugsweise wird seine Anwesenheit so niedrig, wie es wirtschaftlich möglich ist, gehalten. Bei der Herstellung von Grobblechen und Bandstahlringen aus Blöcken und Brammen des niedrig legierten Stahls ist es wichtig, dass Niob in fester Lösung im Austenit bei Beginn des Warmwalzens vorliegt, was ein Wiedererwärmen der Blöcke auf Temperaturen zwischen. 1232 und 1288 ⁰C (2250 und 2350 °F) erforderlich macht. Beim Wiedererwärmen von Brammen vor dem Fertigwalzen wird die Temperatur der Bramme vorzugsweise wenig über der Temperatur gehalten, bei welcher Niob in einer festen Lösung im Austenit vorliegt, da weiteres Wärmen auf höhere Temperaturen das Kornwachstum in der Bramme fördert. Die Temperatur, bei der die Fertigbearbeitung an den warmgewalzten Grobblechen vorgenommen wird, ist nicht kritisch. Bas Warmwalzen des vorgewärmten Blockes oder der vorgewärmten Bramme zu einem Bandstahlring wird unter kontrolliertem Kühlen vorgenommen, um die Bildung polygonalen Ferrits im Endprodukt in merkbarem Ausmaß zu vermeiden. Bei der Herstellung warmgewalzten Grobbleches kann mit der bei Luftkühlung üblichen Geschwindigkeit abgekühlt werden. Solche Luftkühlungsgeschwindigkeiten liegen in der Größenordnung von-1,65 C (3 F) pro Sekunde bei einem 12,7 ro™ (1/2-inch) dickem Grobblech einer Temperatur von 7O4 ⁰C

109848/1221 _ _Q _

In Verbindung mit der Herstellung von Bandstahlringen ist die Fertigbearbeitungstemperatur insofern wichtig, als sie tief genug liegen muß, so daß die "AufWickeltemperatur¹¹ 621 bis 634 ⁰C (1150 bis 1175 °F) nicht überschreiten sollte, da sich eine höhere Temperatur auf die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur des resultierenden Bandes ungünstig auswirkt.

Um die optimale Kombination der physikalischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen niedrig legierten Stahls noch besser zu veranschaulichen, wurde eine Reihe von Stahllegierungen als Muster Nr. 1 bis 12 hergestellt und den verschiedenen Testen unterworfen. Die Zusammensetzungen der 12 einzelnen Legierungsmuster bringt die nachstehende Tabelle 1.

-ΙΟQ9848/1

TABELLE 1 ZUSAMMENSETZUNGEN (Gew.-$>)

Stahl

Nr. Kohlenstoff Mangan Silizium Molybdän Niob

1 0,049 1,87 0,05 0,23 0,045

2 0,051 1,89 0,20 0,20 0,050

3 0,051 2,20 0,20 0,20 0,050 ^ * 0,049 1,87 0,05 0,23 0,065

«c» 5 0,019 1,86 0,05 0,24 0,09

ΐ« 6 O,O41 1,80 0,06 0,25 0,09

^c;' 7 0,048 1,86 0,06 0,18 0,09

^ 8 0,056 1,90 0,07 0,26 0,09

JJ 9 0,052 1,86 0,05 0,24 0,09

-* 10 0,052 1,86 0,30 0,24 0,09

11 0,056 1,90 0,07 0,38 0,09

12 0,056 1,90 0,07 0,54 0,09

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Außer den besonderen Bestandteilen, die in den in Tabelle angegebenen Mengen vorliegen, enthielt jedes Stahlmuster noch etwa 0,02 % Aluminium, etwa 0,005 # Stickstoff, etwa 0,01 i» Phosphor und etwa 0,01 # Schwefel. Der Rest auf 100 <ft> bestand im wesentlichen aus Bisen und Spuren anderer Verunreinigungen· Die Stahlmuster wurden in Labormengen hergestellt und unter Nachahmung der großtechnischen Maßnahmen bearbeitet. Um die Auswertung der erhaltenen Werte für mechanische Festigkeit und Schlagfestigkeit zu erleichtern, wurden die Muster 1 bis k allgemein als Zusammensetzungen, die typisch für niedrigen Nlobgehalt sind, kategorisiert, während die Muster 5 bis 12 als typische Zusammensetzungen mit hohem Niobgehalt kategorisiert wurden·

In Tabelle 2A und ZB sind folgende Prüfwerte zusammengestellt: Zugfestigkeitswerte,- nämlich Streckgrenze (St.G.), Zerreißfestigkeit (Z.F.), Prozent Dehnung in 2,5*1 cm (# D.), Querschnittsverminderung $Q.V.) und Kerbschlagzähigkeit nach Charpy mit Spitzkerbe· Die Werte wurden an Mustern, die aus den verschiedenen Stahlmustern stammten, erhalten, und zwar wurden die Muster im gewalzten Zustand sowie im gewalzten und entspannten Zustand geprüft. Wenn nicht anders angegeben, basieren die Werte auf Mustern, hergestellt aus den Stählen, die zu Grobblech einer Dicke im Bereich von 9,525 t>is 15*875 mm warmgewalzt worden sind,

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sind, und zwar beginnend bei einer Temperatur im Bereich von 1232 bis 1288 ⁰C (2250 bis 2350 °F), und fertiggewalzt wurden bei einer Temperatur von 871 ⁰C (16OO ^oF). Die Muster wurden so hergestellt, wenn nicht anders angegeben, daß ihre Achsen in Walerichtung verliefen, und die Spitze der Kerbe verlief senkrecht zur Walzebene. Die Werte in Tabelle 2B wurden an Mustern erhalten, die bei einer Temperatur zwischen 593 und 621 °C (1IOO °P bis II50 ^Of) 1 Stunde lang spannungsfrei-geglüht und dann mittels Luft gekühlt worden waren. Die Benutzung der Bezeichnung "K.B." in diesen Tabellen besagt, daß keine Bestimmung durchgeführt wurde.

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TABELLE 2A

	Stahl	0,2 f> Ab
	Nr.	weichung
	1	St.G ₂
	2	(kg/cm )
	2*	4235
	3	4214
		4354
_»		4585
σ
co
co	5
00	7
ν.	6**	4767
_*	6	4767
	8	49P7
'O	12	4956
-**	4823
	5117

Zugfestigkeitsverte

Z.F. (kg/cm )

# Dehnung

Red,

mkg/cm bei 24 ⁰C

gewalzt, Nb-G«halt_?niedrig (Nominal St.G. = 4200 kg/cm )

6069	30	79	it.; 220J	12	,08
6202	29	75	115	6	,26
6300	29	76	188	10	,23
6741	26	72	124	> 6	,74

gewalzt, Nb-Gehalt-hoch (Nominal St.G. = 4900 kg/cm

ft.Ib) 6230

6923 6650 6622 6986 7382

31	80	224	12,18
26	73	125	6,80
27	77	101	5Λ9
27	76	132	7,18
26	74	163	8,87
24	71	139	7,56

Kerbschlagzähigkeit nach Charpy. kerbe

Spitz-

mkg/cm bei -45,6°C Temp. ("C)

1,088 mkg/cm

, (ft.lb) 7,40(136} KB
KB
0,5^(10)

9,30 0,71 1,08 1,85 0,98 1,03

(ft.Ib) > ) 13 20 34 18 19

-56,7 -26,1 -26,1 -28,8

50 # Scher« bruch (°C)

-51,1 + 1,7 -3,9 -1,1

-67,8	-53,9
-28,9	- 6,7
-45,6	-23,3
-48,3	-28,9
-40,0	+ 4,4
-42,8	- 1,1

* Die Achsen der Zugfestigkeits- und Kerbschlagzähigkeitsproben verliefen senkrecht zur Walzrichtung

** Fertiggewalzt bei 982 °C (I8OO ^oF) anstatt bei 871 °C (16ΟΟ °f).

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TABELLE 2B Zugfestigkeitaverte

0,2 $> Abweichung

St.G. ₂ Z.P. (kg/cm ) (kg/cia )

$> DeIinung

Red.

entspannt, Nb-Gehalt niedrig (Nominal St «G. w 52 50 kg/cm⁴)

Kerbachlagzähigkeit nach Charpy. Spitzkerbe

mkg/cm mkg/cm bei bei -45.6 °C

1,088 mkg/cm Temp. (⁰C)

i» Scherbruch (°C)

«2	5425
1	5481
2*	5544
4	5670
4	5733
3*	5908

5	5936
10	6125
8	6258
9	6272
6	6286
6**	6342
11	6419
12	6524

29	76
31	80
28	76
30	77
28	73
25	72

6391 6251 6671 6517

6650 7098

entspannt, Nb-Gehalt noch (Nominal St.G. ■■ 5950 kg/en» )

6671 7119 7266

7091 7126

7189 7525 7658

9,19	K.B.
>13,O6	9,68
6,75	0,54
9,19	1,14
10,33	0,38
7,23	K.B.

30	79
27	75
27	74
28	75
27	76
26	76
25	72
26	71

11,9	8,16
5,55	0,38
7,18	0,43
7,72	0,43
5,92	K.B.
8,70	K.B.
5,85	0,32
7,72	0,21

-17,8

-73,3 -26,1 -45,6 -34,4 -4o,o

-65,0 -37,2

-12,2 -40,0 -42,8 -34,4 - 23,3 -23,3

* Die Achsen der Zugfestigkeit«- und Kerbschlagzähigkeitsproben verliefen senkrecht zur Walzrichtung

** Fertiggevalzt bei 982 °C (I8OO °F) anstatt bei 871 °C (16OO °P).

-1,1

-59,4 -15,0 -31,7 -28,9 - 9,4

-45,6 + 1,7

- 3,9 + 10,0

- 6,7 -17,8 + 12,8 -17,8

ro

—Λ

N) Q

CD

- 15 -

€»

Tabelle 3 bringt einen Vergleich der Zugfestigkeit und Kerbschlagzähigkeit als Punktion der Dicke des Grobbleches, hergestellt aus dem Muster 6. In jedem Fall wurde das Grobblech bei 871 ⁰C (16OO °F) fertiggewalzt und luftgekühlt _t und parallel zur Walzrichtung orientiert. Die Zugfestigkeitsmuster aus 9,525 mm (0,375 inch) Grobblech waren von einem Durchmesser von 4,762 mm (O,188 inch), und alle anderen waren 6,350 mm (0,250 inch) im Durchmesser.· Die Muster für die Kerbschlagzähigkeitsprüfung nach Charpy waren aus einem Grobblech einer Dicke von 9,525 nun (0,375 inch)

mm
und hatten eine Breite von 7*^93/(0,295 inch)j alle anderen

Muster waren 10,007 mm (O,39*f inch) breit.

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1 09848/17? 1

TABELLE 3 Zufcfestißkeitswerte Kerbachlagzähigkeit«werte nach Clarpy

Dicke

des 0,2 ^ Ab-

Grob- weichung

bleches St.G. ₂

(mm) (kg/cm )

Z.F.

Deh9,525
12,700

15,875

9,525
12,700

15,875

(kg/cm ) nung

4935
4956
4837

6489
6286
6069

6678 6622 6615

7259 7126 7014

23 27 27

22 27 29

0 Red, gewalzt

79
76
78

mkg/cm bei 24 °C

8,21 7,18 7,80

bei 621 C entspannt

71
76
76

5,87 6,43 5,44

ft.Ib) 108 109 100

mkg/cm bei
-4-5.6 °G

3,97
1,85
K.B.

ft.Ib)

1,088 mkg/cm 'temp . ( ⁰C )

-65,0 -45,6 -26,1

50 % Scherbruch (°c)

-45,6

-28,9 - 1,1

	39	(ft.Ib)	-56	,7	-20,	6
2,	B.	(44)	-37	,2	- 6,	7
K*	B.		- 3	,9	+21 ,	11
K.

O (O CO

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Tabelle 4 bringt die Zugfestigkeits- und Schlagfestigkeits-Werte von verschiedenen der Stahlmuster, die in einer Weise bearbeitet wurden, die der technischen Bandstahlringbildung

nun
einer Dicke von 6,35O/(i/4 inch) entspricht, wobei die

Wickeltemperatur bei 621 ⁰C (II50 ⁰F) lag. Das Fertigwalzen des Bandes wurde bei 871 C (16OO F) vorgenommen. Die Wärmewirkung des Wickeins wurde durch Programm-Kühlung in einem Luftumwälzofen nachgeahmt, wobei die Abkühlgeschwindigkeit 22 °C (4O °F) pro Stunde betrug. Die prozentuale Dehnung wurde über eine Länge von 50,80 mm (two inch) bestimmt.

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Zugfestigkeitswerte

0,2 $> Abweichung
Stahl St.G.

Z.F. (

Stahl St.G. ₂ Z.F. „ % D Nr, (kg/cm ) (kg/cm ) nun

4956
5061

4711
4718

5019
5201

5733
5873

5901 5915

5971 5999

6062 6055

6545 6587

Deh-

22

24

23 21

22 20

22 21

mkg/cm. bei 24 ⁰C

(ft.Ib) 3,79 (73) 3·37 (61)

3,26

3,81
3,37

4,03 (7*0 2,40 (46)

3,81 (70) (61)

TABELLE 4

Kerbschlagzähigkeitswerte nach Charpy. halbe Größe

mkg/cm bei -17.8 ⁰C

(ft.Ib)

3,75 (69) K.B.

2,72 (50) K.B.

K.B.

2,12 (39) K.B.

mkg/cm bei

-45.6 ⁰C

2,17
1,32

2,39
1,7^

2,39
U 52

1,41 (26

(44)
(32)

(44)
(28)

1,088 mkg/cm Temp.(⁰C)

-90,0 -81,7

-56,7 -56,7

-67,8 -60,0

-67,8 -56,7

50 ia Scherbruch (C)

-51,1 -42,8

-34,4

.45,6 -4o,o

•40,0 -40,0

* Eigenschaften in Querrichtung

- 19 "

Außerdem wurden an Standardproben aus den Mustern 1 und 5 festgestellt, daß sie eine ausgezeichnete Biegbarkeit besitzen, so daß Querbiegeproben in einer Winkelstellung von 180 um einen Dorn eines Durchmessers von 6,350 ma (1/4 inch) gebogen und nachher wieder geglättet werden können, ohne daß sie reißen oder brechen· Die Stahlproben der Muster 1 und 5 wurden auch geschweißt, und zwar unter Anwendung des Lichtbogenschweißverfahrens, welches eine Schweißnaht von genügender Duktilität bildet, was ein Biegen in einer Winkelstellung von 90 ° ohne Bruch gestattet. Ein Querschnitt (traverse) durch einen polierten Abschnitt der Schweißung zur Bestimmung der Mikrohärte zeigte die Abwesenheit von irgendwelchen harten oder weichen Zonen neben der Schweißnaht·

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Claims

Patentansprüche

1» Niedrig legierter Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen aus, in Gew.-^, 0,01 bis 0,1 Kohlenstoff, 1,5 bis 2,5 Mangan, 0,1 bis 0,5 Molybdän, 0,05 bis 0,2 Niob und Eisen auf 100 besteht und eine MikroStruktur hat; welche vorweiegend eine nadelige Ferritmatrix ist.
2. Niedrig legierter Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er gefällte Niobcarbonitridpartikel durch die ganze vorwiegend nadelige Ferritmatrix verteilt enthält.
3· Niedrig legierter Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekenn« zeichnet, daß er ferner bis zu 0,08 fo Aluminium, bis zu 0,015 $ Stickstoff, Zirkon in einer dem Zirkonnitrid entsprechenden stöchiometrischen Menge mit einem Überschuß von 0,008 $, bis zu maximal 0,04 $ Schwefel und bis zu maximal 0,04 $ Phosphor einschließt.
4. Niedrig legierter Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er, in Gew.-^, 0,02 bis 0,07 Kohlenstoff, 1,8 bis 2,2 Mangan, 0,18 bis 0_sk Molybdän, 0,06 bis 0,1 Niob, 0,02 bis 0,05 Aluminium, bis zu 0,007 Stickstoff, bis zu maximal 0,03 $> Schwefel und bis zu maximal 0,03 °° Phosphor enthält.

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5· Niedrig legierter Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form eines warmgewalzten Grobbleches vorliegt.
6. Niedrig legierter Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form eines warmgewalzten Bandstahlringes vorliegt.
7. Verfahren zur Herstellung eines niedrig legierten Trockenbleches nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Verfestigte Masse einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 geformt wird, die Masse auf eine erhöhte Temperatur, die ausreicht, eine feste Lösung von im wesentlichen dem ganzen Niob in einer Austenitstruktur zu bewirken, erhitzt wird, die Masse bei dieser erhöhten Temperatur verformt und die verformte Masse mittels Luft im Umwandlungsbereich gekühlt wird, um die Bildung merklicher Mengen polygonalen Ferrits zu vermeiden und eine Mikrostruktur, die aus gefällten Niobcarbonitridpartikeln, welche durch eine vorwiegend nadelige Ferritmatrix verteilt ist, zu bilden.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß

rai (2250 bis 2350 °f) erhitzt wird.

auf eine Temperatur im Bereich von 1232 bis 1288 °C

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9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch, gekennzeichnet, daß

die abgekühlte und geformte Masse einem Spannungsfreiglühen im Temperaturbereich von 593 bis 6k9 ⁰C (1100 bis 1200 ⁰F) so lange unterworfen wird, bis alle Spannungen entfernt sind und eine weitere Fällung von Niobcarbonitrxdpartikeln in der nadeligen Ferritstruktur stattfindet₀

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