DE2133744B2 - Die verwendung eines vollberuhigten stahles fuer gegenstaende aus warmgewalztem band - Google Patents

Description

beeinträchtigt.

Grobblech und Breitflachstahl aus bekannten titan-35 legierten Stählen weisen im Walzzustand eine unzureichende Abkantbarkeit und eine erhöhte Spröd-

nmcu- ΛηοΛη/ αϊ · · bruchempfindlichkeit auf. Zur Erzielung der ge-

0,015 bis 0,080 % Aluminium, wünschten Eigenschaften, wie hohe Streckgrenze und

max. 0,025 % Schwefel und Phosphor, gute Kaltumformbarkeit, ist ein Normalglühen nach

40 dem Walzen unbedingt erforderlich. Von den Her-Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Ver- stellern titanlegierter Abkantstähle wird deshalb die unreiriigungen, Lieferung dieser Stähle in normalgeglühtem Zustand ausdrücklich angegeben. So heißt es z. B. im für den Zweck nach Anspruch 1. Werkstoffblatt Hoesch Q 42 über den dort beschrie-

3. Die Verwendung eines Stahles nach An- 45 benen alterungsbeständigen Sonderfeinkornbaustahl spruch 1 oder 2, jedoch mit 0,05 bis 0,09% Titan mit hervorragender Kaltverformbarkeit unter dem für den Zweck nach Anspruch 1. Stichwort Lieferzustand: »Der Stahl wird Si- und Al-

4. Die Verwendung eines Stahles nach einem beruhigt und nur normalgeglüht geliefert.« Die der Ansprüche 1 bis 3, der jedoch zusätzlich eines Hoesch AG als Herausgeberin dieses Werkstoffblat- oder mehrere der folgenden Elemente 50 tes ist identisch mit der Anmelderin der vorgenannten

bis 0,2% Niob, Tantal, Offenlegungsschrift 1 483 210

Es ist weiterhin aus der deutschen Offenlegungs-

bis 0,2% Vanadium, Zirkonium, Hafnium, schrift 1 433 757 ein feinkörniger Baustahl mit einer

bis 0,1% Bor, Zugfestigkeit in walzhartem Zustand von über

u· 1 nn# su. x* 1 uj» χι- 1 ι ν c 55 75 kp/mm² und einer Streckgrenze von 50 kp/mm² bis 1,0% Chrom, Molybdän, Nickel, Kupfer ^^ _{der sich nach den} ⁵ _{üblichen Normen für}

enthält. Betonstahl um 180° biegen und in die Ausgangslage

5. Verfahren zur Herstellung von warmgewalz- zurückbiegen läßt. Dieser Stahl setzt sich zusammen tem Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- aus 0,15 bis 0,50% Kohlenstoff, 0,70 bis 1,30% Mandurch gekennzeichnet, daß ein Block (Bramme) 6o gan und 0,50 bis 1,80% Silizium, der jedoch zusätzeines Stahles mit einer in den Ansprüchen 1 bis 4 Hch noch 0,10 bis 0,20% Aluminium und 0,05 bis genannten Zusammensetzung auf eine Ziehtem- 0,20% Titan enthält. Im Text der Offenlegungsschrift peratur oberhalb HOO⁰C erwärmt, vorgewalzt, beziehen sich alle Angaben hinsichtlich Eigenschaften in der Fertigstraße zwischen 950 und 800° C mit und Verbesserung der Kaltumiormung auf Betoneiner Gesamtverformung von mindestens 50% 65 stahl. Die Anforderungen an den Werkstoff sind jewarmgewalzt wird und das so erhaltene Band von doch beim Biegen von Rund- oder Stabstahi vvcscnteiner Endwalztemperatur oberhalb der y-a-Um- Hch geringer als beim Kaltumformen von Band, da in Wandlung mit mindestens 5° C/s auf eine Haspel- der Hauptbeanspruchungszone keine Schnittkanten

0,04	bis	0,08% Kohlenstoff,
0,3	bis	1,8% Mangan,
0	bis	0,5% Silizium,
0,05	bis	0,15% Titan,

Hegen, sondern nur die Walzgutoberfläche. Das Bei- wendenden Bandes sind üblich Warmbreitbanclspiel auf Seite 3, Absatz 2, zeigt darüber hinaus, daß straßen, auf denen der Stahlblock kontrolliert gewalzt beim Biegen von Betonstahl nur vergleichsweise werden kann, besonders geeignet. Unter kontrolliermilde Umformbedingungen herrschen; Band für Kalt- tem Walzen versteht man eine Warmwalztechnologie, abkantzwecke muß dagegen wesentlich stärkere Um- S bei der das Fertigvvalzen bei möglichst niedriger formungen ertragen. Der Stahl dieser Offcnlegungs- Temperatur und möglichst hohem Verformungsgrad schrift neigt darüber hinaus auf Grund seiner großen erfolgt. Das Ziel ist eine kleinere Korngröße als bei Härtbarkeit infolge seiner C-, Mn-, Si-Gehalte bei herkömmlicher Walzpraxis. Beim Walzen von Grobhöchsten Abkühlgeschwindigkeiten nach dem Wal- blech oder Breitflachstahl sind durch die Eigenart der zen zu Härteerscheinungen. to Walzverfahren und der Anlagen (reversierendcs WaI-Bei Verwendung von Walzgut in Form von Band zen) die erwünschten Bedingungen des kontrollierten als Werkstoff für Gegenstände, bei deren Herstellung Walzens nur in begrenztem Ausmaß zu verwirklichen eine hohe Kaltumformbarkeit erforderlich ist, sind wegen der relativ geringen Verformungsgesdnvintligjedoch folgende Werkstoffeigenschaften bereits in keit und der längeren Intervalle zwischen den Walzwarmgewalztem Zustand notwendig oder vorteilhaft: 15 Stichen. Als besonderer Nachteil erweist sich auch

das Fehlen einer effektiven Zusatzkühlung des WaIz-

Hohe Streckgrenze, gutes nach dem Walzen.

sehr gute Kaltumformbarkeit, U,⁰^", ^erf^bcn /^ « einer kontinuierlichen

Warmbandstraße auf Grund der Anordnung der

sehr gute Schweißbarkeit, _ao Walzgerüste, der Leistungsfähigkeit der Antriebshohe Sprödbruchsicherheit und aggregate und der Ausrüstung mit sehr wirkung*·

_..,. , . vollen Kühlstrecken wesentlich bessere Möglichkeiten

Zähigkeit. _zum kontrollierten Walzen. Insbesondere kann man

beim Bandwalzen in der Fertigstraße im Vergleich

Eine gleichzeitige Erzielung dieser Eigenschaften 25 zum Grobblech- oder Breitflachwalzen höhere Verbei mit Titan legierten Stählen im nur warmgewalzten formungsgrade, höhere Verformungsgeschwindigkei-Zustand ist bisher in dem erwünschten Maß nicht ten und viel höhere Abkühlungsgeschwindigkeiten möglich gewesen. Das soll mit der Erfindung geän- erzielen.

dert werden. Die Erfindung schlägt demgemäß zur Herstellung

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis 30 von warmgewalztem Band aus den erfindungsgemäß zugrunde, daß aus einem Stahl mit niedrigem zu verwendenden Stählen vor, daß ein Stahlblock vor C-Äquivalent (perlitarmer Stahl) unter Ausnutzung dem Warmwalzen bei Temperaturen oberhalb des kontrollierten Bandwalzens und der spezifischen 1100⁰C gewärmt, sodann vorgewalzt und beim Wirkung des Titans ein warmgewalztes Band mit sehr Warmwalzen in der Fertigstraße zwischen 950 und hohen Streckgrenzenwerten und guter Schweißbarkeit 35 800° C einer Gesamtverformung von mindestens herstellbar ist, das gleichzeitig sehr gute Kaltumform- 50% unterworfen wird und das mit einer Endwalv:- barkeit besitzt. temperatur oberhalb der χ-Λ-Umwandlung warm-

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß die Ver- gewalzte Band vor dem Aufwickeln mit mindestens wendung eines vollberuhigten Stahles mit 0,01 bis 5° C/s auf eine Haspeltemperatur zwischen 680 und 0,10% Kohlenstoff, 0,3 bis 2,5% Mangan, 0 bis 40 570° C abgekühlt und aufgewickelt wird. 1,0% Silizium, 0,03 bis 0,20% Titan, 0,015 bis Bei der Erwärmung des Blockes (Bramme) vor

0,08% Aluminium, max. 0,035% Schwefel und max. dem Warmwalzen richtet sich die Haliczcit nach der 0,035 % Phosphor, Rest Eisen und erschmelzungs- Blockgröße sowie nach der Forderung, daß bei der bedingte Verunreinigungen, der kontinuierlich zu gewählten Glühtemperatur die Titanverbindungen Warmband gewalzt und vor dem Haspeln kontrolliert 45 wie Titankarbid, Titankarbonitrid überwiegend gelöst abgekühlt ist, jedoch ohne weitere Wärmebehandlung sind.

(Normalisieren) eine Streckgrenze von mehr als Das auf diese Weise hergestellte Band ist ohne

35 kp/mm² und gleichzeitig eine hohe Zähigkeit und weitere Wärmebehandlung, d. h. insbesondere ohne Sprödbruchsicherheit besitzen soll, als Werkstoff für nachfolgende Normalglühung, zur Herstellung von Gegenstände, bei deren Herstellung eine hohe Kalt- 150 kompliziert geformten Teilen, z. B. durch Abkanten, umformbarkeit erforderlich ist. Rollprofilieren, Pressen und Strecken, in kaltem Zu-

Mit Vorteil liegt das Verhältnis von Titan zu Koh- stand geeignet; ferner für geschweißte Bauteile sowie lenstoff der Stähle bei weniger als 4:1. für mit korrosipnsbeständigen Metallen, wie Zn und

Bevorzugt verwendet wird für den erfindungsge- Al, beschichtetes Band und für zu emaillierendes mäßen Zweck ein Stahl mit 0,04 bis 0,08% Kohlen- 55 Band. Enge Umformradien auch beim Formen von stoff, 0,3 bis 1,8% Mangan, 0 bis 0,5% Silizium, Achsen längs zum Band sind möglich. 0,05 bis 0,15% Titan, 0,015 bis 0,080% Aluminium, Zur Verdeutlichung der Erfindung sind in Tafel 1

max. 0,025% Schwefel und Phosphor, Rest Eisen zwei herkömmliche Stähle mit hohem Kohlcnstoff- und crschmelzungsbedingte Verunreinigungen. gehalt ohne und mit Titan (Al, A2). ein Vergleichs-

Zur Erhöhung der Festigkeit, Zähigkeit, Warm- 60 stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt ohne Titan festigkeit und Korrosionsbeständigkeit können den (Bl) sowie zwei erfindungsgemäße Stähle (B 2, B 3) erfindungsgemäß zu verwendenden Stählen zusätzlich in ihrer chemischen Zusammensetzung gegenübcrgeeines oder mehrere der folgenden Elemente zulegiert stellt, während in Tafel 2 die mechanischen Eigensein: schäften dieser Stähle angegeben sind. Zur zahlenbis 0,2% Niob, Tantal, bis 0,2% Vanadium, Zir- 65 mäßigen Beschreibung der Kaltumformbarkeit als der konium, Hafnium, bis 0,1⁰Zo Bor, bis 1,0% Chrom, hervorstehenden Eigenschaft des erfindungsgemäßen Molybdän, Nickel, Kupfer. Stahles sind in Querproben ermittelte Kerbschlag-Für die Herstellung des erfindungsgemäß zu ver- zähigkeitswerte angeführt.

Tafel 1: Chemische Zusammensetzung

Stahl	Bezeichnung	VoC	%Si	%Mn	°/oP	%s	Al	Ti
Herkömmlicher Stahl ohne Ti1)	Al A2 Bl ί Β2 \ B3	0,19 0,18 0,06 0,06	0,48 0,43 0,20 0,20	1,42 1,12 0,80 0,80	0,028 0,027 0,01 0,01	0,027 0,023 0,02 0,02	0,050 0,035 0,03 0,03
Herkömmlicher Stahl mit gu ter Abkantbarkeit mit Ti1) Vergleichsstahl ohne Ti Erfindungsgemäße Stähle mit Ti	0,06	0,20	0,80	0,01	0,02	0,03	0,14 0,08
	0,18

») Stahl u. Eisen 88 (1968), S. 931/42.

Tafel 2: Mechanische Eigenschaften

Stahl- Bez.	Prüfzustand	I	> normal geglüht . kontrolliert warmgewalzt	Streckgrenze kp/mm8	Zugfestigkeit kp/mm2	Bruch dehnung Lo = 5 «o %	Kerbschlagzähigkeit ISO-V, quer 2O0C kpm/cm*	Übergangstemperatur ISO-V, quer für 3,5 kpm/cms CC
Al A2 Bl B2 B3	40,4 40,1 28,5 42,0 61,0	61,6 54,9 40,0 50,5 64,5	29 28 38 28 23	6 10 11 11 16	-40 -40 -50 - 70 -40

Die Werte für die bekannten Stähle Al und A2 gelten für 50 mm dicke Bleche. Diese Blechdicke ist für die erörterten Anwendungsgebiete verhältnismäßig groß. Für dünnere Bleche stehen keine geeigneten Unterlagen zur Verfügung. Da aber für Bleche aus herkömmlichen Titanstählen der normalgeglühte Zustand entscheidend ist und in diesem Zustand die Blechdicke keinen erheblichen Einfluß auf die angegebenen Eigenschaften ausübt, können die Werte der Vergleichsstähle A 1 und A 2 als zutreffend gelten. Es ist ferner zu berücksichtigen, daß bei dünnerem Blech die Querkerbschlagzähigkeitswerte infolge der größeren Streckung des Gefüges üblicherweise niedriger liegen.

Vergleicht man die Stähle Al und A2, so zeigt sich, daß im normalgeglühten Zustand das Titan auch unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Mangan-Gehaltes keinen wesentlichen Einfluß auf die Streckgrenze und Zugfestigkeit hat.

Im Gegensatz dazu ergeben sich bei den erfindungsgemäßen Stählen sehr starke Festigkeitssteigerungen durch Titan. Ein Vergleich der Stähle A 2 und B 2 zeigt, daß der erfindungsgemäße Stahl trotz etwa ähnlicher Streckgrenze und Zugfestigkeit eine wesentlich niedrigere Übergangstemperatur, d. h. eine wesentlich bessere Sprödbruchsicherheit aufweist. Selbst bei um rund 20 kp/mm² höherer Festigkeit (B 3 gegenüber A2) ist die Übergangstemperatur des erfindungsgemäßen Stahles gleich günstig, wie die des herkömmlichen Stahles, die Ouerkerbschlag/.ähigkeit (Kaltumformbarkeit) sogar noch erheblich besser. Hervorzuheben ist außerdem, daß <hs C-Aquiv;ilent der erfindungsgeniaßen Stähle nur rund halb so hoch liegt wie das der Stähle A 1 und A 2.

Das erfindungsgemäß zu verwendende warmgewalzte Band zeichnet sich nicht nur durch eine bisher unerreichte Kombination günstiger mechanischer Eigenschaften aus, sondern ist auch durch das Vcrmeiden einer besonderen Wärmebehandlung nach dem kontrollierten Walzen und der gesteuerten Abkühlung technisch einfach und kostengünstig herstellbar.

Claims (2)

temperatur zwischen 680 und 5700C abgekühlt Patentansprüche: und aufgewickelt wird. 0,01bis0,10 % Kohlenstoff,0,3bis2,5 % Mangan,0bis1,0% Silizium,0,03bis0,20% Titan,0,015ί bis0,080% Aluminium,max.0,035 % Schwefel,max.0,035% Phosphor,RestEisenund erschmelzungsbedingte Ver-unreinigungen,

1. Die Verwendung eines vollberuhigten Stah- 5 les mit

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines vollberuhigten mit Titan legierten Stahles für Gegenstände aus warmgewalztem Band.
ίο Aus der deutschen Offcnlegungsschrift 1483 210 ist die Verwendung eines Stahles als Werkstoff für aus Blechen oder Breitflachstahl hergestellte Gegenstände bekannt, bei deren Herstellung eine gute Abkantbarkeit erforderlich ist, wie beispielsweise Träger iS und Profile mit folgenden Legierungsgrenzen: 0,03 bis 0,24% Kohlenstoff, 0,30 bis 1,50% Mangan, bis 0,55% Silizium, bis 0,055% Phosphor, bis 0,055% Schwefel, mindestens 0,02% Aluminium und 0,10 bis 0,25%, vorzugsweise 0,15%, Titan. ao In diesem Stahl dient Titan praktisch ausschließlich

der nach einem Lösungsglühen kontinuierlich zu zur Verbesserung der Kaltumformbarkeit durch eine Warmband gewalzt und vor dem Haspeln kon- Veränderung der Sulfidausbildung. Zur Erzielung trolliert abgekühlt ist und dann eine Streck- höherer Streckgrenzen ist deshalb ein verhältnisgrenze von mehr als 35 kp/mm² sowie gleich- mäßig hoher Kohlenstoffgehalt von 0,18 bis 1,28% zeitig hohe Zähigkeit und Sprödbruchsicherheit as Mangan notwendig, wie Tabelle 1 der Offenlegungsbesitzt, als Werkstoff für Gegenstände, bei deren schrift zeigt. Hierdurch werden die allgemeine Zähig-Herstellung eine hohe Kaltumformbarkeit erfor- keit und besonders die Schweißbarkeit auf Grund des derlich ist. hohen Kohlenstoff-Äquivalents

2. Die Verwendung eines Stahles nach Anspruch 1, jedoch mit 30 _{(c + Mn/6}^_040o/o)