DE2163163B2

DE2163163B2 - Verwendung eines werkstoffes zur herstellung von stahldraht hoher festigkeit

Info

Publication number: DE2163163B2
Application number: DE19712163163
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. 4140 Rheinhausen Heller
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Priority date: 1971-12-20
Filing date: 1971-12-20
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE2163163A1

Description

Diese Blöcke wurden zu Knüppeln von 105 mm Vierkant gewalzt. Diese wurden danach in einer Drahtwalzstraße zu Drähten von 10 mm Durchmesser gewalzt und in einer Abkühlanlage von 1000" C Endwalztemperatur nach Wasserkühlung schroff in Einzelwindungen gekühlt. Die Drähte wiesen danach eine Kaltumformbarkeit von etwa 97 0/, auf und erreichten, im Durchmesser 3,25 mm, bis zu 200 kg/mm2 Zugfestigkeit bei guten Zähigkeitseigenschaften (Brucheinschnürung 45 0/,, Verwindezahl 36).
2. Es wurde ein Stahl der Zusammensetzung 0,80 % C, 0,68 % Si, 0,40 % Mn, 0,042 % P, 0,026 % S, Rest Eisen erschmolzen und zu Blöcken von 7 t gegossen. Diese Blöcke wurden zu Knüppeln von 105 mm Vierkant gewalzt. Diese wurden danach in einer Drahtwalzstraße zu Drähten von 10 mm Durchmesser ge- walzt und in einer Abkühlanlage von 10000 C Endwalztemperatur Schroff gekühlt. Die Drähte wiesen danach ebenfalls eine Kaltumformbarkeit von etwa 97 01o auf und erreichten, im Durchmesser 3,25 mm, bis zu 200 kg/mm2 Zugfestigkeit bei guten Zähigkeitseigenschaften (Brucheinschnürung 450/o, Verwindezahl25).

Claims

Patentanspruch: Verwendung eines Stahles, bestehend aus 0,75 bis 0,84°/o Kohlenstoff, 0,25 bis 0,500/, Mangan, 0,50 bis 0,90 0/o Silizium, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, als Werkstoff für die Herstellung von Stahldrähten hoherFestigkeit. Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Stahles, bestehend aus 0,75 bis 0,8401,C, 0,25 bis 0,50 0/, Mn und 0,50 bis0,90 01o Si Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen als Werkstoff für die Herstellung von Stahldrähten hoher Festigkeit. Für die Herstellung von Stahldrähten hoher Festigkeit, bei spielsweise für Spanndraht, Federdraht oder Seildraht, wird im allgemeinen ein unlegierter oder niedrig legierter Kohlenstoffstahl verwendet, der Gehalte an Kohlenstoff bis 0,99 01o, Gehalte an Mangan bis 1,0001, und Siliziumgehalte, die in den Grenzen von etwa 0,15 bis 0,35 01o liegen, aufweist. Da ein solcher Draht nach normaler Abkühlung im Ring auf dem Kühlbett hinter einer Drahtstraße schlechtkaltumformbar ist, muß er beimWeiterverarbeiten einer besonderen Wärmebehandlung, dem sogenannten Patentieren, unterzogen werden, um ein sorbitisches Gefüge zu erhalten, das für die Kaltumformung erforderlich ist. Bei den neuen Verfahren zur Herstellung von Stahldraht wird das sorbitische Gefüge schon beim Fertigwalzen durch gezielte Abkühlung, beispielsweise nach dem sogenannten Stelmor-Verfahren, erzeugt. Solche Kühlverfahren sind zwar wirtschaftlich, jedoch ergeben sich Schwierigkeiten in bezug auf die Auswahl eines für diesen ohne nachfolgende Wärmebehandlung arbeitenden Fertigungsprozeß zuverlässig geeigneten Werkstoffes. Bei der Verwendung von Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt, die besonders in den Steigerungszonen zur Bildung von Sekundärzementit neigen, wird die Kaltumformbarkeit des Drahtes erheblich verschlechtert. Senkt man den Kohlenstoffgehalt ab, um die Gefahr der Bildung von Sekundärzementit zu mindern, so muß man den Mangangehalt anheben, um die notwendige Festigkeit zu gewährleisten. Bei der Verwendung solcher Stähle ergibt sich aber der andere Nachteil, daß trotz sorgfältiger Einstellung der Kühleinricktungen im Draht häufig erhebliche Martensitanteile erzeugt werden. Dadurch reißt der Draht bei der Weiterverarbeitung schon nach den ersten Zügen. Man hat versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, daß man bei der Verwendung von Stählen mit erhöhtem Kohlenstoffgehalt von kleinen Blöcken ausgegangen ist, die eine möglichst umgekehrte konische Form aufweisen. Dieses Verfahren ist aber nicht sehr wirtschaftlich. Gleiches gilt für die Verwendung von Stählen mit abgesenktem Kohlenstoffgehalt und erhöhtem Mangangehalt, bei der nur übrigbleibt, die wegen der Bildung von Martensit ausgefallenen Drahtmengen über eine zusätzliche Wärmebehandlung wieder für die Kaltumformbarkeit verwendbar zu machen. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden (deutsche Offenlegungsschrift 1 458 444), zur Herstellung von Stahldrähten ein Ausgangsmaterial mit der Zusammensetzung 0,15 bis 0,550/0 C, 0,80 bis 1,8001, Mn und 0,50 bis 1,80 01o Si zu verwenden, das bei niedrigen Temperaturen in der Nähe des Umwandlungspunktes fertiggewalzt wird, wobei der Wärmebehandlungsprozeß ganz fortfällt. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendbarkeit dieses Vorschlages nur auf niedrige Ringgewichte beschränkt ist, die unter 300 kg liegen, weil nämlich die Ungleichmäßigkeit im Gefüge über die Drahtlänge so groß ist, daß die Kaltumformbarkeit und die Festigkeitseigenschaften im Fertigdraht nicht mehr gewährleistet sind. Da heute jedoch fast nur noch Ringgewichte von etwa 500 kg vorkommen und wegen der Wirtschaftlichkeit in der Weiterverarbeitung die Tendenz besteht, größere Ringgewichte anzuwenden, die 1000 kg und darüber betragen, scheidet das vorgenannte Ausgangsmaterial für nahezu jeden Stahlerzeuger aus. Hinzu kommt, daß solche Bedingungen zum Fertigwalzen nur an offenen Drahtstraßen verwirklicht werden können, nicht aber an den heute üblichen kontinuierlichen Drahtstraßen. Die Erfindung bezweckt, die Mängel der bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Drähten hoher Festigkeit zu vermeiden und einen Werkstoff zu schaffen, der sich durch gute Kaltumformbarkeit und gute mechanische Eigenschaften im Fertigdraht auszeichnet. Dieser Werkstoff soll nach Durchlaufen einer gezielten Kühlanlage, z. B. durch eine Stelmoranlage, mit großer Treffsicherheit ein sorbitisches Gefüge aufweisen. Die Erfindung besteht darin, daß als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Stahl hoher Festigkeit ein Stahl mit der Zusammensetzung 0,75 bis 0,84 0in C, 0,25 bis 0,50 0/, Mn und 0,50 bis 0,90 0/, Si, Rest Eisen mit den üblichen Gehalten an Phosphor, Schwefel und den gegebenenfalls erschmelzungsbedingten Verunreinigungen verwendet wird. Im Gegensatz zur herkömmlichen Auffassung, nach der für Stähle, die zur Herstellung von Drähten hoher Festigkeit verwendet werden, bei Anhebung des Si-Gehaltes ein Absenken des Gehaltes an C oder bei höherem C-Gehalt ein niedrigerer Gehalt an Si erforderlich ist, hat sich überraschenderweise ein Stahl der vorgenannten Zusammensetzung als ein besonders geeigneter Ausgangswerkstoff erwiesen, der unempfindlich gegen die Bildung von Martensit ist und unter den betrieblichen Gegebenheiten einer gezielten Drahtkühlung eine gute Treffsicherheit in bezug auf die Sorbitbildung erzielen läßt. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften kann bei Verwendung dieses Ausgangswerkstoffes bei der Drahtherstellung auch schärfer gekühlt werden, wobei sich ein Draht erzielen läßt, der gute Kaltumformbarkeit mit hoher Festigkeit bei guten Zähigkeitseigenschaften vereint. Die Erfindung ist an Hand folgender Ausführungsbeispiele erläutert.

1. Es wurde ein Stahl der Zusammensetzung 0,80 O/o C, 0,65ovo Si, 0,260Io Mn, 0,010 0/, P, 0,010 °/0 S, Rest Fe erschmolzen und zu Blöcken von 7 t gegossen.