DE2247690A1 - Warmgewalztes stahlband mit niedrigem kohlenstoffgehalt und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

• Warmgewalztes Stahlband mit niedrigem Eohlenstoffgehalt und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf ein warmgewalztes Stahlband mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit einer überragenden Preßverformbarkeit, das in der Lage rist, eine glatte gepreßte Oberfläche zu bilden, wobei die gepreßte Oberfläche insbesondere für die nachfolgende Behandlung, wie Plattieren und Überstreichen, geeignet ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlstreifens mit niedrigem Kohlenstoffgehalt.
• Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen warmgewalzten Stahlstreifen, der sowohl eine hohe Ziehfähigkeit als auch ein hohes Reckvermögen an den abgescherten Rändern aufweist.
• Bei der Benutzung eines Stahlstreifens zur Herstellung von Abdeckungen oder der Atmosphäre ausgesetztem Zubehör wird er oft gepreßt und seine Oberfläche belegt, wie durch Metallplattieren oder einen Anstrich. Um das Pressen und Belegen zu erleichtern.wird im allgemeinen ein kaltgewalzter Stahlstreifen verwendet. Ein warmgewalzter Stahlstreifen wird nur dann verwendet, wenn die erforderliche Dicke des Stahlstreifens oder der Platte ein Kaltwalzen nicht zuläßt. Die Benutzung eines warmgewalzten Stahlstreifens birgt jedoch Schwierigkeiten in sich, die bei kaltgewalzten Stahlstreifen nicht auftreten. Die Schwierigkeiten bei warmgewalzten Stahlstreifen sollen am Beispiel der Herstellung einer Automobilstoßstange beschrieben werden.
• Die Werkstoffe für Automobilstoßstangen müssen eine hohe Preßverformbarkeit aufweisen, wie sich aus verschiedenen Preßoperationen bei der Herstellung von Automobilen ergibt. Wenn die Preßverformung Streckspannungen im Stahlstreifen verursacht, müssen diese Streckspannungen vor der fletallplattierung durch Glätten oder Drücken entfernt werden. Um die Streckspannung zu vermeiden, ist ein Temperwalzen erforderlich, um die elastische Längung des warmgewalzten Stahlstreifens auszuschließen.
• Damit ein Metallplattieren am gepreßten Stahlstreifen vorgenommen werden kann, muß seine Oberfläche glatt sein. Die Oberfläche von warmgewalzten Stahlstreifen bzw. -bändern wird für diesen Zweck poliert, nachdem der Zunder durch Beizen oder Kugelstrahlen entfernt wurde. Vorzugsweise wird das Oberflächenpoliercn lieber an flachen Stahlstreifen oder Platten vorgenommen als an deren gepreßten Oberflächen, weil das Polieren wirksamer und leichter bei planen als an gekrümmten Oberflächen vorgenommen werden kann. Das Pressen bzw. Verformen von warmgewalzten Stahlstreifen verursacht jedoch im allgemeinen mangelhafte Oberflächenbedingungen, die einem Netaliplattieren entgegenstehen. Die Ursache für die Entstehung dieser mangelhaften Oberflächenbedingungen durch das Pressen ist der sogenannte "Feinspulenbruch"(fine coil break) des Stahlstreifens. "Feinspulenbruch" bedeutet hierbei die Bildung querverlaufender Knicke, die während des Abspulens des warmgewalzten oder ausgeglühten, aufgewickelten Streifens entstehen bedingt durch die Ausdehnung der inneren Oberfläche oberhalb der Elastizitätsgrenze. Der Feinspulenbruch wird verursacht durch das Auf- und Abwickeln des Stahlstreifens beim Beizen, Kugelstrahlen und Temperwalzen. Dieser Peinspulenbruch wird vorzugsweise durch Temperwalzen ausgeschaltet, aber er tritt wieder in Erscheinung als unebene Oberflächenwellung nach dem Preßverformen des Stahlstreifens. Deshalb ist ein warmgewalzter Stahlstreifen mit latent vorhandenem Feinspulenbruch nicht geeignet zur Herstellung für Automobilstoßstangen oder anderen äußeren Teilen.
• Es sind deshalb drei Bedingungen, die für warmgewalzte Stahlstreifen gefordert werden, wenn sie als Material für äußere Abdeckungen oder der" Atmosphäre ausgesetztem Zubehör benutzt werden, nämlich 1. eine hohe Preßverformbarkeit aufzuweisen, 2. frei von Streckspannung zu sein und 3. frei zu sein von latent vorhandenem Feinspulenbruch oder örtlicher bleibender Verformung.
• Es ist sehr schwierig gewesen, die oben genannten drei Bedingungen gleichzeitig bei einem einzigen warmgewalzten Stahlstreifen herbeizuführen, obwohl eine oder zwei der Erfordernisse getrennt voneinander durch verschiedene warmgewalzte Stahlstreifen erfüllt werden. Die Grunde für die Schwierigkeit des gleichzeitigen Erreichens dieser Erfordernisse werden im einzelnen später diskútiert werden.
• Die vorliegende Erfindung ist deshalb darauf gerichtet, einen warmgewalzten Stahl streifen zu schaffen, der gleichzeitig die obengenannten drei Bedingungen erfüllt. Die vorliegende Erfindung ist weiterhin darauf gerichtet, ein Verfahren zur Herstellung derartiger warmgewalzter Stahlstreifen aufzuzeigen.
• Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, einen warmgewalzten Stahl streifen niedrigen Kohlenstoffgehalts zu schaffen, der eine überragende Preßverformbarkeit aufweist und fähig ist, eine glatte gepreßte Oberfläche zu bilden, der im wesentlichen bis zu 0,12 Gew.% Kohlenstoff, bis zu 0,01 Gew.% Stickstoff und bis zu 0,01 Gew.% Bor enthält, wobei das Verhältnis (Borgehalt in Gewichtsprozent)/(Stickstoffgehalt in Gewichtsprozent) nicht größer als 0,3 ist und die JIS Mikrokorngröße des Ferrits im Stahlstreifen zwischen den Nummern 7 und 9 liegt. Die Bezeichnung 1,Ferritkorngröße1' entspricht der flikrokorngrößenz'ahl (N), wie sie durch JIS (Japanese Industrial Standard) G 0552 durch die folgende Formel definiert wird.
• 2N-1=n wobei n die Zahl der Körner bedeutet, wie sie in einem Quadrat von 25 mm Seitenlänge einer mikroskopischen Fotografie mit 100-facher VergröBerung gezählt werden.
• Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt: Fig. lA und 1B Diagramme, die die Beziehung zwischen der Mikrokorngröße von Ferrit in Stahlstreifen und seine bleibende Streckung-nach; dem Temperwalzen bei einem Walzverhältnis von 0,7 % bis 1,4 o6 bzw. 1,5 % bis 3,0 % darstellt, Fig.2 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Spulentemperatur des warmgewalzten Stahl streifens und der nikrokorngrößenzahl des Ferrits nach dem Aufspulen darstellt, Fig.3 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Mikrokorngröße und der Endtemperatur beim letzten Walzeintritt darstellt, Fig.4A und 4B mikroskopische Ansichten, die die Ferritstruktur eines warmgewalzten Stahlstreifens gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. eines aluminiumberuhigten Stahlstreifens illustrieren.
• Fig.5 die perspektivische Ansicht einer Probe für den Seitenbiegeversuch und Fig.6A und 6B mikroskopische Ansichten, die die garbidstruktur eines erfindungsgemäßen warmgewalzten Stahlstreifens bzw. eines aluminiumberuhigten Stahlstreifens darstellen.
• Bevor auf die Einzelheiten des erfindungsgemäßen Stahlstreifens eingegangen wird, soll ein kurzer Rückblick. gemacht werden,warum es so schwierig ist, einen warmgewalzten Stahlstreifen mit niedrigern Kohlenstoffgehalt zu schaffen, der gleichzeitig die obengenannten drei Erfordernisse erfüllt, nämlich 1. eine hohe Preßverformbarkeit aufzuweisen, 2. frei von Streckspannung zu sein und 3. frei von latentem Feinspulenbruch zu sein.
• Von diesen drei Erfordernissen kann das Phänomen des Feinspulenbruchs am leichtesten durch Kühlen des warmgewalzten Stahlstreifens bei einer geeigneten Temperatur vor dem Aufwickeln vermieden werden.
• Die kritische Wickeltemperatur zur Vermeidung des Phänomens des Feinspulenbruchs kann etwas in Abhängigkeit vom Krümmungsradius der Spule und des Materials des Stahlstreifens variieren, doch werden die grundliegenden Probleme des Feinspulenbruchs durch das Kühlen vor dem Aufwickeln gelöst.
• Beim Betrachten des zweiten Erfordernisses der Streckspannung ergeben sich zwei Gründe. Zum ersten kann das Fließstrecken des Stahlstreifens einmal durch Temperwalzen ausgeschaltet werden, jedoch zieht das Härten durch Altern nach sich, daß das einmal au3geschaltete Fließstrecken wieder als Streckspannung in Erscheinung tritt. Zweitens, falls das Fließstrecken nicht vollständig durch Temperwalzen entfernt werden kann, wird das verbleibende Fließstrecken ebenfalls in Streckspannung umgewandelt. Es gibt zwei näherungsweise Lösungen der Streckspannung, die jenen zwei Faktoren entsprechen. Das Wissen beim kaltgewalzten Stahlstreifen ist anwendbar für das Entfernen der Streckspannung dank dem ersten Faktor; es !ist nämlich bekannt, daß das Preßverformen nach dem Temperwalzen und bevor ein Härten durch Altern eintritt, wirksam Streckspannung verhindert, wobei das Hinzufügen von- sticks-toffixierenden Elementen, wie Zirkon, Titan, Aluminium, Tantal, Vanadium, Bar usw. den Stahl nicht alternd macht und das Auftreten von Streckspannung verhindert.
• Beim Betrachten des zweiten Faktors zeigt sich, daß die Mikrokorngröße des Ferrits des Stahlstreifens eine direkte Ursache der unvollständigen Entfernung der Fließstreckung ist. Insbesondere steht die Fließstreckung des Stahlstreifens vor dem Temperwalzen -in tatsächlicher Beziehung zu seiner Ferritkorngröße; das Fließstrecken wird geringer wenn die Ferritkorngröße kleiner wird (d.h., wenn der mittlere Durchmesser der Ferritkörner größer wird). Geringeres Fließstrecken des Stahlstreifens bedeutet, daß- das Reduzierverhältnis beim"Temperwalzen, daß für die Ausschaltung der Streckspannung notwendig ist, kleiner wird.
• Die Fig. lA und 1B stellen- das Verhältnis zwischen der Ferritkorngrößenzahl, JIS, von 2,3 mm starken Stahlstreifen und ihrer bleibenden Fiießstreckung in Prozent nach dem Temperwalzen dar.
• Es ergibt sich aus den Figuren, daß mit Stahlstreifen, die:'feine Körner aufweisen (mit einer Ferritkorngrößenzshl größer als 9) die Streckspannung nicht durch das gewöhnlich benutzte Reduzierverhältnis des Temperwalzens, daß ungefähr 1 % beträgt, entfernt werden kann. Mit anderen Worten: weil Stahlstreifen'-'mit einer feinen Korngröße einem verhältnismäßig großem Reduzierverhältnis beim Temperwalzen zum Eliminieren der Streckspannung ausgesetzt werden müssen, wird ihre Formänderungsfah'igkeit stark verringert.
• Es muß deshalb, um das gleichzeitige Einhalten der Forderungen erstens der hohen Verformbarkeit und zweitens der Freiheit von Streckspannung zu erreichen, die Kristallkorngrdße dee Stahlstreifens in einem bestimmten Bereich eingestellt werden, ohne daß es hierbei darauf ankommt, ob er warm oder kaltgewalzt ist.
• Die Korngröße des Stahlstreifens beeinflußt unmittelbar seine Preßverformbarkeit. Das heißt, daß feinkörniger Stahl ein hohes Verhältnis Streckgrenze: Zugfestigkeit und geringe Preßverformbarkeit aufweist, während übermäßig große Körner im Stahl zu einer rauhen Oberfläche beim Pressen führen, der sogenannten "Orangenhaut". Es ist bekannt, daß die geeignetste Ferritkorngröße bei Stahl zum Pressen ungefähr die Nummer 8 besitzt.
• Die Ferritkorngröße kaltgewalzter Stahlstreifen kann verhaltnismäßig einfach eingestellt werden, weil das Herstellungsverfåhren das Ausglühen einschleßt. Eine solche toragrdßeneinstellung ist im allgemeinen nicht zu erreichen bei warmgewalsten Stahlstreifen.
• Es ist natürlich bekannt, heißgewalzte Stahlstreifen zu glühen, um ihre Preßverformbarkeit zu verbessern, doch bedeutet dies einen zusätzlichen Schritt beim Herstellungsverfahren und zieht eine Erhöhung der Herstellungskosten nach sich.
• Um diese Schwierigkeit abzumildern, wird die Kontrolle bzw.
• Steuerung der Ferritkorngröße des warmgewalzten Stahlstreifens manchmal durch Regulieren der Temperatur bewirkt, wenn er während des Warmwalzens aufgewickelt wird. Fig.2 stellt die Beziehung zwischen der Aufwickeltemperatur und der Ferritkorngröße des Ferrits für verschiedene warmgewalzte Stahlstreifen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt dar. Wenn die Aufwickeltemperatur höher wird, vergrößert sich der Selbstausglüheffekt des Stahlstreifens nach dem Aufwickeln und seine Ferritkorngröße tendiert zu einem Größerwerden, wie dies-aus Fig.2 hervorgeht. Diese Tendenz der Bildung großer Ferritkorngrößen bei höheren Aufwickeltemperaturen ist offensichtlich in nicht-beruhigtem Stahl mit niedrigem Eohlenstoffgehalt, der kein stickstoffixierendes Element enthält.
• Im Fall des beruhigten Stahls, der ein stickstoffizierendes Element, wie Aluminium oder Titan, aufweist, versuchen die ausgeschiedenen Nitride, die Korngrenzenwanderung zu frei, so daß die Ferritkörner während des Ausglühvorgangs kaum wachsen.
• Es ist deshalb im allgemeinen schwierig, warmgewalzte Stahlstreifen mit einer Ferritkorngrößenzahl 8 oder ähnlich allein durch Erhohen der Aufwickeltemperatur herzustellen, ohne daß besondere Warmwalzbedingungen vorliegen.
• Das Erhöhen der Aufwickeltemperatur ist wirksam bei der Herstellung großer Körner und es scheint die Preßverformbarkeit des Stahlstreifens zu verbessern. Jedoch versucht die hohe Aufwickeltemperatur die Größe der ausgeschiedenen Karbidkörner zu vergrößern, und große Carbide stehen einer Preßverformbarkeit des Stahlstrei fens entgegen.
• Insbesondere ist es bekannt, daß Karbide, die in der Struktur von warmgewalzten Stahlstreifen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt vorhanden sind, die Ursache von Anrissen in zähen Brüchen sind und daß die Verschlechterung des Stahlstreifens umso größer ist, Je größer die Karbide sind.
• Die herkömmliche Methode der Steuerung der Ferritkorngröße durch Regulierung der Aufwickeltemperatur weist deshalb gewisse Mißfände auf. Darüberhinaus steht diese Methode der Yerhinderung des Phänomens des Feinspulenbruchs entgegen.
• Wegen der obengenannten Gründe ist es unmöglich gewesen, gleichzeitig die drei Bedingungen zu erfüllen, die für warmgewalzte Stahlstreifen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, die bei der Herstellung von äußeren Bedeckungen und außen angebrachtem Zubehör benutzt werden, gefordert werden.
• Die Erfinder haben ständig und unter Arbeitsaufwand Studien betrieben, um die obengenannten Schwierigketen zu überkommen.
• Als Ergebnis haben die Erfinder darin Erfolg gehabt, einen warmgewalzten Stahlstreifen mit geringem Kohlenstoffgehalt in Spulenform zu produzieren,der im wesentlichen frei vom Phänomen des Feinspulenbruchs im abgewickelten Zustand ist und eine Ferritkorngröße der Nummer 7 bis 9 aufweist. Der warmgewalzte spulenförmige Stahlstreifen mit niedrigem Eohlenstoffgehals wird durch Regulierung der Walzbedingungen in Warmbandwalzwerken und Hinzufügen eines geeigneten Betrags von Bor im geschmolzenen Stahl hergestellt, während der Kohlenstoffgehalt und der Stickstoffgehalt eingestellt werden.
• Der spulenförmige warnfgewalzte Stahlstreifen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt kann zundprodukt weiterbearbeitet werden durch Temperwalzen mit einem Reduzierverhältnis, daß ohne Einfluß auf seine Preßverformbarkeit ist, ntfernen des Zunders von der Oberfläche, Glätten der Oberfläche und Pressen.
• Die außergewöhnliche Preßverformbarkeit des Stahlstreifens gemäß der Erfindung verringert den Ausschuß beim Pressen und ergzibt gepreßte Gegenstände, die frei von feinem Spulenbruch, rauher Oberfläche und Zugbeanspruchung wie auch von anderen unerwünschten Oberflächenunregelmäßigkeiten sind. Die gepreßten Gegenstände sind deshalb fertig für nachfolgende Behandlungen, wie z.B. das Metallplattieren und den Anstrich.
• Sogar dann, wenn kleinere vom Werkzeug herrührende Kratzer vorhanden sind, können diese leicht entfernt werden, z.B.
• durch einfaches Polieren.
• Eines der wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung liegt darin, Bor während des Stahlherstellungsvorgangs hinzuzufügen.
• Herkömmlicherweise wurde Bor hinzugefügt, um die Härtungseigenschaften des Stahls zu verbessern oder um den Stahl alterungsbeständig zu machen durch Fixieren des Stickstoffs. Bei der vorliegenden Erfindung wird Bor hinzugefügt, um die Ferritkorngrößenzahl des warmgewalzten Stahlstreifens niedrigen Kohlenstoffgehalts auf eine Höhe von 7 bis 9 einzustellen, wobei die besondere Eigenschaft des Bors beim Walzen von Stahlbrammen beim Warmwalzen in der erhitzten Austbnitphase und der Rekristallisation, der nachfolgenden Umsetzung und dem Wachsen der Körner in der Ferritphase danach ausgenutzt wird.
• Es ist ein wichtiges Ergebnis der Erfinder, daß dieser besondere Effekt des Bors nicht vollständig erreicht werden kann durch die hauptsächliche Auswahl der richtigen Menge des Bors selbst, sondern der Gehalt des Kohlenstoffs und Stickstoffs muß mit der Menge des Bors koordiniert werden, während die Warmwalzbedingungen betrachtet werden.
• Der Anwendungsbereich der Erfindung ist begrenzt auf Stahlstreifen, die kontinuierlich in Warmwalzwerken gewalzt werden,da der obengenannte besondere Effekt des Bors nur dann erreicht wird, wenn bestimmte Temperatur-Zeitbedingungen beim Warmwalzen gegeben sind, vorausgesetzt, daß der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt während des Warmwalzens reguliert werden, wie später ausgeführt wird.
• Bei der vorliegenden Erfindung wird der Kohlenstoffgehalt bis zu 0,12 Gew.% begrenzt, während die obere Grenze des Stickstoffgehalts bei 0,01 Gew.% liegt. Der Grund für diese Begrenzung der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte ist nicht so sehr die Tatsache, daß derartig niedrige Gehalte von Kohlenstoff und Stickstoff sich in einer außergewöhnlichen Preßverformbarkeit auswirken, sondern ist mehr die Tatsache, daß die Anwesenheit von Kohlenstoff und Stickstoff über die obengenannte Grenze hinaus größtenteils den Effekt des Bors durch Vergrößern der Ferritkörner verringert. Wenn große Ferritkörner nicht erhalten werden sollten, wird das Ziel der Erfindung, eine Ferritkorngröße von nicht mehr als 9 zu erhalten,. nicht erreicht.
• Der genaue Vorgang, bei dem die Anwesenheit von Kohlenstoff und Stickstoff im ueberschuß über die angegebenen Werte die Wirkung des Bors durch Vergrößern der Ferritkörner während des Warmrollens zerstört, ist bis jetzt nicht bekannt. Allgemein gesagt, hat das enge Zusammenwirken zwischen Bor und Kohlenstoff oder Stickstoff im Stahl einen Einfluß im entgegengesetzten Sinn als die Wirkung des Bors.
• Der Absolutgehalt des Bors muß deshalb 0,01 Gew.%o oder. weniger betragen und sein relativer Gehalt in bezug auf Stickstoff, nämlich das B()/N()-Verhältis, muß 0,3 betragen oder größer sein. Wenn diese-beiden Bedingungen des Borgehalts nicht erfüllt sind, kann -der gewünschte warmgewalzte Stahlstreifen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der eine Ferritkorngröße von nicht größer als 9 aufweist, nicht erreicht werden.
• Die vorliegende Erfindung ist ganz offensichtlich verschieden von der konventionellen Methode des Hinzufügens von Bors zur Verbesserung der AlterungsbeständiCkeit von Stahl, weil das Ziel der. vorliegenden Erfindung mit einem Borgehalt, der niedriger als das stöchiometrische B/N-Verhältnis ist, der zunFixieren'des Stickstoffs erforderlich ist, nämlich B/N=0,86, erreicht werden kann.
• Mit der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, durch Verwenden von Elementen, die eine größere Affinität (Verwandschaft) zu Stickstoff als zu Bor aufweisen, perfekte Nichtalterungseigenschaften zu erreichen.
• Bekanntlich versuchen derartige Elemente die Ferritkorngröße zu verringern. Z.B. hat aluminiumberuhigter Stahl eine kleinere Korngröße als unberuhigter Stahl und titanberuhigter Stahl hat eine noch kleinere Korngröße, wie in Fig.2 gezeigt wird. Es muß deshalb große Sorgfalt auf die Tatsache gelenkt werden, daß, wenn diese Elemente im Uberschuß verwendet werden, die gewünschte Ferritkorngrößenzahl von nicht größer als 9 nicht erreicht wird, selbst wenn Bor in der obengenannten Menge hinzugefügt wird.
• Beim Warmwalzen des erfindungsgemäßen Stahlstreifens muß das Abgabeende des Nachwerks oder Endwalzwerks über der Umwandlungstemperatur des Stahls, aber unter der größten Aufwickeltemperatur liegen, um den Feinspulenbruch zu verhindern. Wenn das Warmwalzen bei einer Temperatur bewirkt wird, in der die Ferritphase enthalten ist, werden gemischte Korngrößen gebildet, die zu einer rauhen Oberfläche führen können.
• Wie aus Fig.3 hervorgeht, geht die gewünschte Wirkung des Bors vollständig verloren, wenn die Temperatur am Eintritt oder an der Einlaßseite des Nachwerks unter 9500C liegt.
• Es gibt keine strengen . Forderungen bei anderen Walzbedingungen.
• Genauer gesagt, kann eine bessere Wirkung bei Verwendung einer höheren Brammentemperatur, einer höheren Temperatur an der Ausgangsseite des Nachwerks und einem langsameren Abkühlen auf einer Wärmeplatte erreicht werden.
• Andere aufeinanderbezogene Bedingungen beim Ausführen der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben werden. Mangan kann hinzugegeben werden, um die Warmbrüchigkeit wegen der Anwesenheit von Schwefel im Stahl zu verhindern. Um dies zu erreichen, muß die Bedingung Nn/SilO erfüllt sein. Für warmgewalzte Weichstahlplatten zum Pressen ist der Mangangehalt auf weniger als 1,2 Gew.06 beschränkt.
• Es können andere Legierungszusätze hinzugefügt werden, -wenn sie nicht der Preßverformbarkeit' des Stahlstreifens und der Wirkung des Bors im Vergrößern der Körner bzw. Kristalle entgegenstehen.
• Als Desoxidationsmittel kann insbesondere Silikon bis zu 0,5 Gew.%, Aluminium bis zu 0,1 Gew.%, Titan bis zu 0,05 Gew.% und/oder 0,05 Gew.% Zirkon verwendet werden. Im-Hinblick auf Niob und Vanadium kann der Zusatz dieser Elemente die Nichtalterungseigenschaft des Stahls durch Fixieren des Stickstoffs verbessern, jedoch wirkt sich die Anwesenheit von Niob und/oder Vanadium insofern aus, daB ein Härten des Stahls durch Bildung von Carbiden eintritt. Niob und Vanadium stehen deshalb der Preßverformbarkeit des Stahls entgegen, so daß sie, wenn sie als Desoxidationsmittel verwendet werden, nicht im Stahl in Form einer festen-lösung belassen werden sollten. Der Gehalt von Phosphor und Schwefel sollte gering sein, um eine hohe Preßverformbarkeit aufrechtzuerhalten, nämlich als obere Grenze 0,07 Gew.% Phosphor und 0,03 Gew.% Schwefel.
• Um den Stickstoffgehalt im erfindungsgemäßen Stahlstreifen unter den oben angegebenen Grenzen zu halten, ist die Verwendung eines Elektroschmelzofens nicht angebracht, obwohl herkömnliche Bor enthaltende Stähle durch Elektroöfen behandelt werden. Vorzugsweise soll der erfindungsgemäße Stahl durch einen Konverter erschmolzen werden.
• Da Bor eine enge Verwandschaft zu Sauerstoff hat, ist es ein technisches Problem, die 1>egierungszusammensetzung bei unberuhigtem Stahl einzustellen. Es wird vorgezogen, den Stahl in der Form von halbberuhigtem oder beruhigtem Stahl zu erschmelzen. Die Form des Stahls hat jedoch keine Auswirkungen auf den erfindungsgemäßen Stahl.
• Wie sich aus der Natur des erfindungsgemäßen Stahls ergibt, kann er sowohl beim Gießen in Gießformen bzw. Kokillenguß als auch bei kontinuierlichem Stranggußverfahren verwendet werden.
• Die Erfindung soll nun in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die Beispiele beschrieben werden.
• Beispiel 1: Stähle mit den Bestandteilen in der Gießpfanne, wie in Tafel 1 gezeigt, wurden in einem Konverter mit oben eingeblasenem Saurstoff erschmolzen und es wurden 0,005 Gew.% Bor hinzugefügt unter Verwendung von Ferro-Bor beim Gießen in eine Gießform. Auf diese Weise wurden fünf Gußproben A-1 bis A-5 hergestellt.
• Die Gußproben A-1 bis A-5 wurden getrennt .voneinander in 230 mm dicken Brammen ausgewalzt und weiterhin in einem Warmwalzwerk zu 2,3 mm dicken Stahlstreifen ausgewalzt, wobei folgende Bedingungen eingehalten wurden, nämlich eine Brammentemperatur von 128O0C, Endwalzwerkeintrittstemperatur von 1070°C bis 98000 und Endwalzwerksausgangstemperatur von 870°C bis 845°C.
• Die Stahlstreifen wurden als Spule mit einem inneren Durchmesser von 762 mm aufgewickelt, während die Wickeltemperatur in einem Bereich von 550°C bis 730°C durch Regulieren der Wassermenge am warmen Umlauftisch während des Walzens gehalten wurde.
• Die Ferritkorngröße des so vorbereiteten warmgewalzten Stahlstreifens wurde gemessen durch die in dei japanischen Industriestandard JIS G 0552 niedergelegte Methode. Die Beziehung zwischen der Aufwickeltemperatur und der dadurch bestimmten Ferritkorngröße ist in Fig.2 dargestellt. Fig.2 zeigt auch ähnliche Ergebnisse für die Bezugsstähle der Tafel 1, nämlich aluminiumberuhigte Stahlproben (A6 bis A9) und a'luminiumtitanberuhigte. Stahlproben (AlO und A11), die durch Hinzufügen von 0,02 Gew.% Titan am Gußwerkzeug hergestellt wurden, ebenso wie für typische unberuhigte Stahlproben mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (B-1 bis B-7) der Tafel 2. Die Bezugsstahlproben A-6 bis A-11 und die unberuhigten Stahlproben B-1 bis B-7 mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurden in Warmwalzwerken gewalzt, und zwar in derselben Weise wie die Stahlstreifenproben A-1 bis A-5.
• Jede der warmgewalzten Spulen wurde. einem Temperwalzprozeß-unterworfen, während teilweise der Grad des Walzens von 0,7 % bis 2,7 % variiert wurde. Die Figuren 1A und IB zeigen das Verhältnis in Abhängigkeit vom Grad des Temperwalzens, der Ferritkorngröße und der bleibenden prozentualen Fließdehnung.
• Die Oberflächen der Proben A-1 bis A-11 wurden im planen Zustand poliert und zu hinteren Stoßstangen für große Automobile gepreßt bzw. gestanzt. Die Ausschußquote und das Aussehen der so gepreßten bzw. gestanzten Proben ist in tafel 1 gezeigt.
• Tafel 1(a)

  Zusammensetzung in der Gießpfanne (Gew.%)

  Probe No. * * *

  Koh- Man- Phos- Schwe- Alu- Bor Stick B/N Ti-

  len- gan phor fel mini- (B) stoff tan

  stoff um (N)

  A-1 0.037 0.25 0.008 0.013 0.051 0.0046 0.0051 0.90 -

  A-2 0.0051 0.0046 1.1 -

  A-3 Erfin- 0.0048 0.0053 0.91 -

  dung

  A-4 0.0047 0.0050 0.94 -

  A-5 0.0046 0.0042 1.10 -

  A-6 Alumi- - 0.0046 - -

  niumbe-

  ruhig-

  A-7 ter - 0.0049 - -

  Stahl,

  Bezug

  A-8 - 0.0051 - -

  A-9 - 0.0058 - -

  Alumi-

  A-10 nium- - 0.0052 - 0.017

  titan-

  beru-

  A-11 higter - 0.0047 - 0.020

  Stahl,

  Bezug

  * Bor, Stickstoff und Titan wurden in einer Gießform hinzugefügt, und ihr Gehalt wurde anhand einer Probe aus der Gießform bestimmt.
• ** Die Proben wurden an zwei Stellen jeder Spule entnommen, und die prozentuale Fließdehnung wurde unter Verwendung einer quergerichteten Probe gemessen.
• *** A: nicht aufgefunden, B: Konnte nach erneutem Probieren wieder verwendet werden, C: Nicht verwendbar.
• Tafel 1(b)

  Ergebnis des pres-

  Wick- JIS, Tempe- ** sens bei der Herstel-

  lungs- Mikro tatur- Fließ- lung v. Automobilstoß

  Probe Nr. tempe- korp- verhält dehnung stangen

  ratur größe nis Preß- Streck- Knick-

  (°C) Nr. (%) bruch spannung stel

  le

  A-1 550 8.8 0.9-1.2 0,0 0/442 A A

  A-2 620 8.5 1.5-1.8 0,0 0/428 A A

  A-3 Erfin- 650 8.2 1.8-2.0 0, 0 0/4 38 A A

  dung

  A-ß 690 8.2 1.1-1.3 0, 0 0/414 A

  A-5 730 7.7 0.7-0.8 0, 0 0/420 A B

  Alumini-

  A-6 umberu- 580 10.4 2.3-2.7 1.9,3.2 8/8 - -

  higter

  Stahl,

  A-7 Bezug 640 10.0 0.9-1.3 4.3,5.1 3/46 C A

  A-8 680 9.8 1.8-2.0 0.9,1.2 31/266 B B

  A-9 720 9.5 1.1-1.3 1.5,1.9 7f106 B C

  Aluminium-

  A-10 titanbe- 640 10.3 1.0-2.0 1.2,1.6 11/16 B A

  cuhigter

  Stahl,

  A-11 Bezug 690 10.0 1.0-1.3 2.1,2.9 - - -

  Tabelle 2

  Zusammensetzung der Gieß- Wick- JIS,

  lungs- Mikrokorn-

  Probe Kohlen Mangan Phos- Schwe tempe- größe

  stoff - phor fel ratur No.

  (°C)

  B-1 0.066 0.34 0.006 0.021 550 10.3

  B-2 570 10.4

  B-3 630 9.7

  B-4 650 9.4

  Bezug 1

  B-5 660 9.0

  B-6 690 8.4

  B-7 710 7.5

  Wie aus den Ergebnissen des Beispiels 1 zu ersehen ist, hat der erfindungsgemäße warmgewalzte Stahistreifen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt eine bessere Preßverformbarkeit,und die Oberflächenbedingungen und das Aussehen der gepreßten Gegenstände sind vorzüglich. Die Gründe für die vorzüglichen Eigenschaften des warmgewalzten Stahlstreifens mit niedrigem Kohlenstoffgehalt gemäß der vorliegenden Erfindung sind in der Tatsache zu sehen, daß er frei von feinem Spulenbruch ist, daß seine Ferritkorngrößenzahl unter 9 gehalten wird und daß seine Fließdehnung durch gewöhnliches Temperwalzen mit einem Reduzierverhältnis des Temperwalzens von ungefähr 1% entfernt werden kann.
• Beispiel 2: Stähle mit den Bestandteilen der Proben C bis H nach Tafel 3 wurden in einem von oben sauerstoffbeblasenem Konverter erschmolzen und zu 2,3 mm dicken Stahlstreifen in einem Warmwalzwerk gewalzt unter den Bedingungen einer End,walzwerkseintrittsendtemperatur von 1055°C bis 935°C und einer Wickeltemperatur von 625°C bis 590°C.
• Tafel 3 und Fig.3 zeigen das Verhältnis zwischen der Ferritkorngröße und der Endtemperatur des Endwalzwerkseintritts für warmgewalzte Stahl streifen mit den chemischen Bestandteilen, wie sie innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen.
• Tafel 3a

  Zusammensetzung in der Gießpfanne (Gew.%)

  Probe Nr.

  Kohlen- Schwe-

  stoff Mangan Phosphor fel Aluminium

  C-1 0.051 0.29 0.007 0.015 0.046

  C-2 Erfindung " " " " "

  C-3 " " " " "

  C-4 " " " " "

  C-5 " " " " "

  C-6 " " " " "

  Bezug

  C-7 " " " " "

  C-8 " " " " "

  Erfindung

  C-9 " " " " "

  C-10 " " " " "

  Bezug

  D-1 0.044 0.25 0.006 0.012 0.058

  D-2 " " " " "

  D-3 " " " " "

  E-1 0.081 0.36 0.008 0.018 0.004

  Erfindung

  E-2 " " " " 0.010

  **

  E-3 " " " " 0.025

  F-1 0.049 0.33 0.007 0.021 0.020

  F-2 " " " " "

  F-3 " " " " "

  Bezug

  G 0.14 0.90 0.012 0.017 0.029

  H Erfindung 0.110 0.31 0.009 0.016 0.052

  * Analyse der Proben aus der Gießform ** In die Gießform wurde Aluminium gegeben *** In die Gießform wurde Bor gegeben In die Gießform wurde Mangannitrid gegeben + Außerhalb des Erfindungsbereichs Tafel 3(b)

  Zusammensetzung in End-temperatur JIS,

  der Gießpfanne (Gew.%)| am Eingang des Mikro-

  letzten Bandwarm- korn-

  * Stick- * walzwerkes größe

  B/N

  or stoff (°C) Nr.

  0.0039 0.0048 0.81 1055 8.1

  C-2 Erfin- 0.0037 0.0049 0.76 1025 7.9

  C-3 dung 0.0040 0.0052 0.77 1010 8.5

  C-4 0.0041 @ 0.0052 0.79 970- 8.6

  C-5 0.0036 0.0048 0.75 +945 9.5

  C-6 Bezug 0.0038 0.0048 0.79 +935 9.8

  C-7 0.0038 0.0053 0.72 +940 9.9

  ***

  C-8 Erfin- 0.0071 0.0045 1.58 1000 7.5

  dung

  ***

  C-9 0.0092 0.0046 2.00 1035 8.5

  C-10

  Bezug +0.0110 0.0044 2.50 990 9.2

  D-1 0.008 0.0040 +0.20 1030 9.4

  D-2 0.0015 0.0047 0.32 990 7.9

  D-3 0.0023 0.0048 0.48 990 7.6

  Erfin-

  dung

  E-1 0.0038 0.0045 0.84 995 8.0

  E-2 0.0037 0.0049 0.76 1010 7.9

  E-3 0.0041 0.0051 0.80 955 8.8

  ****

  F-1 0.0031 0.0088 0.35 980 8.1

  F-2 0.0025 0.0090 +0.28 1020 9.5

  @@@@@@

  Bezug ****

  F-3 0.0037 0.32 1025 9.6

  +0.0113

  G 0.0036 0.0054 0.67 1010 9.2

  II Erfindung O 0 0.0049 0.0053 0.92 1000 8.8

  Die Ferritstruktur eines typischen erfindungsgemäßen Stahlstreifens, d.h. der Probe C-2, wird in Fig.4 gezeigt. Zum Vergleich zeigt Fig.43 ähnliche Ferritstrukturen eines aluminiumberuhigten Stahls, das ist die Probe A-?.
• Die Erfinder haben weiterhin herausgefunden; daß eine Struktur, bei der feine kugelige Karbidkörner eingelagert sind, durch die geeignete Auswahl der Menge von Kohlenstoff und dem B(%)/O(%)-Verhältnis erreicht wird. Die Ziehfähigkeit und das Flanschenbildungsvermögen durch Strecken des erfindungsgemäßen Stahlstreifens kann ohne Schaden für die oben angeführte Preßverformbarkeit verbessert werden durch Herstellen von Karbid im Stahlstreifen in kleinen kugeligen Partikeln, die eingelagert sind, während die MikrokorngröBe des eingelagerten Ferrits innerhalb der Nummern 7 bis 9 gehalten wird.
• Bei warmgewalzten Stahlstreifen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist es bekannt, daß das Karbid in der Stahletruktur Anlaß für Brüche während des Pressens gibt und daß der Einfluß größer wird, wenn die Partikelgröße des Karbids sich vergrößert. Unter verschiedenen Faktoren, die sich auf die Preßverformung beziehen, sind die Dehnung der abgescherten Ränder und das Streckumbördeln bei der Anwesenheit von Karbid am empfindlichsten. Insbesondere wenn der Rand der Stahlplatte, die eine durch das Abscheren verursachte Härteschicht besitzt, dem Streckumbördeln ausgesetzt wird und wenn grober Karbid am Rand des Stahlblechs vorhanden ist, bilden derartige Karbide den Ausgangspunkt zur Ausbreitung von kleinsten Rissen, die in der gehärteten Schicht gebildet werden.
• Als Ergebnis geht die Stahlplatte bei einem verhältnismäßig geringen Grad des Pressens oder Verformens zu Bruch.
• Um das Streckumbördeln von Metallplatten abzuschätzen, ist weder der konventionelle Streckversuch, bei dem testprobe mit bearbeiteten Rändern verwertet werden, noch ein konventioneller Biegeversuch, bei dem die : : Widerstandsfähigkeit gegen das Auftreten von Brüchen in der Plattenoberfläche geprüft wird, wirksam, weil die Bedingungen für diese konventionellen Versuche nicht die tatsächlichen Preß- bzw. Stanzbedingungen beim Streckumbördeln wiedergeben. Es wird eine Testmethode vorgeschlagen, auf die als "Seitenbiegversuch" Bezug genommen wird, die genau die tatsächichen Strockumbördelungsbedingungen widerspicgolt, wie in Fig.5 gezeigt. Hierbei wird ein gedehntes bzw. verlängertes rechtwinkeliges Versuchs stück wie es geschnitten wurde (40 mm breit, 170 mm lang) um einen Zapfen, der sich parallel zur Breitenrichtung des Teststücks erstreckt, gebogen, und die Dehnung des Außenrandes des so gebogenen Teils des Versuchs stücks wird gemessen. In Fig.5 ist die Entfernung d zwischen zwei markierten Punkten des Versuchsstücks 50 mm und die Dehnung bzw. Verlängerung dieses Abstandes d wird als äprozentuale Seitenbiegdehnung" bezeichnet.
• Wie aus dem nachfolgenden Beispiel zu ersehen ist, bringt der "Seitenbiegversuch" eine gute Abschätzung der Wirkung verschiedener Formen von Karbid auf die Streckumbördelfähigkeit. Die Ergebnisse eines solchen Versuchs ergeben eine gute Wiedergabe der Ergebnisse der tatsächlichen Preßbearbeitung.
• Als Mittel zum Kontrollieren und Steuern der Form des Karbid in warmgewalzten Stahlstreifen niedrigen Kohlenstoffgehalts ist eine Methode bekannt, die in einem schnellen Abkühlen aus der Austenitphase und Glühen in einem Temperaturbereich allein der Ferritphase besteht. Diese bekannte Methode ist jedoch sehr kostspielig. Deshalb enthalten z.Zt. praktisch alle warmgewalzten Stahlstreifen niedrigen Kohlenstoffgehalts grobes Karbid. In herkömmlichen Methoden zum Kontrollieren der Ferritkorngröße dünnen Stahlblechs und der Sphärodisierung des Karbid sind zwei Behandlungen notwendig, nämlich Kaltwalzen und Glühen.
• Auf der anderen Seite hat die vorliegende Erfindung erfolgreich die obengenannten Eigenschaften von kaltgewalzten Stahlstreifen bei allein warmgewalzten erhalen, und zwar zum erstenmal in der Industrie.
• Bei der vorliegenden Erfindung wird Bor hinzugefügt,um die Mikrokorngröße des Ferrits in einem Bereich von Nr. 7 bis Nr. 9 zu steuern. Das auf diese Weise zugefügte Bor ist auch wirksam bei der Kugelbildung und Dispersierung der ausgefällten Karbide, in dem Stahlstreifen vom festen Lösungszustand in der Austenitphase.
• Als Ergebnis richtet der Karbid bei der Preßarbeit keinen Schaden mehr an.
• Zum Zwecke der Kugelbildung und Dispersierung des Karbids ist der Kohlenstoffgehalt im erfindungsgemäßen Stahlstreifen auf höchstens 0,10 Gew.% begrenzt, während der obengenannte Stickstoffgehalt bis zu 0,01 Gew.% gehalten wird. Der Grund für die Begrenzung ist die Tatsache, daß der Gehalt des Kohlenstoffs und des Stickstoffs, der über diesen Bereich hinausgeht, die Sphärodisierung oder Kugelbildung und Dispersierung der Karbidkörner nicht sicherstellt. Aus demselben Grund sollte das B(%)/C(%)- Verhältnis nicht größer als 0,04 sein, um die gewünschte Zusammenstellung und Dispersion des Sarbids zu erreichen.
• Wenn das Warmwalzen bei einer Temperatur in einem Bereich, in der die Ferritphase vorliegt, ausgeführt wird, werden Korngrößen geformt, die zu einer rauhen Oberfläche führen können.
• Um dies zu verhindern, sollte die Temperatur an der Abgabe- oder Auslaßseite des letzten Walzwerks über dem A3-Umwandlungspunkt des Stahlstreifens gehalten werden. Hohe Wicklungstemperatur wird wirksam durch Vergrößern der Kristallkorngröße, die zu einer Verbesserung der Preßverformbarkeit des Stahlstreifens führt. Die hohe Wicklungstemperatur versucht jedoch im allgemeinen das Ausfällen von groben karbid zu verursachen, der im Gegensatz zur Verformbarkeit und Bearbeitbarkeit des Stahlstreifens steht. Mit der vorliegenden Erfindung kann jedoch dieses Gröberwerden des Karbid wegen der hohen Wicklungstemperatur verhindert werden. Als Ergebnis kann die Steuerung der Ferritkorngröße durch die Regulierung der Wicklungstemperatur voll ausgenutzt werden.
• Die Tafel 4 zeigt die Wirkung der vorliegenden Erfindung auf die Kugelbildung und die Dispersion von Karbiden durch Aufzeigen der Ergebnisse des Ätzens mit 5% Picrinsäurealkohol und der Ergebnisse des "Seitenbiegeversuchs" bei den obengenannten Stahlstreifenproben A2, A7, B4, C2, D2, E3 und E4. Die Ätzversuche dienen zum Sichtbarmachen der Gestalt-und Verteilung der Karbide.
• Die Fig.6A und 6B stellen Mikroskopabbildungen der Karbidstrukturen der warmgewalzten Stahlstreifenprobe C-2 und einer herkömmlichen warmgewalzten aluminiumberuhigten Stablstreifenprobe A-7-dar.
• Wie aus der Tafel 4 und Fig.6A und 63 zu ersehen ist, hat der erfindungsgemäße warmgewalzte Stahlstreifen mit niedrigem Eohlenstoffgehalt eine Ferritkorngröße der Nummern 7 bis 9, und seine Struktur schließt kugelige Karbide in Di spersions form ein. Die Ergebnisse des Seitenbiegeversuchs zeigen, wenn sie mit konventionellen warmgewalzten aluminiumberuhigten Stahl streifen verglichen werden, daß der erfindungsgemäße Bor enthaltene Stahlstreifen eine beträchtlich verbesserte Seitenbiegedehnung aufweist. Tabelle 4

  JIS, Prozent der-

  Zusammensetzung in der

  Mikro- Seitenbiege- @

  Gießpfanne (Gew.%) dehnung (%)

  Probe No. korn- Form und Verteilung des Karbids

  Kohlen Stick-

  Bor größe

  stoff stoff B/C

  (C) (N) (B) Nr. L C

  A-2 Erfindung 0.037 0.0046 0.0051 0.138 8.5 Dispersierter feinkugeliger Kar- 72 68

  bid

  Bezogener

  aluminium-

  A-7 beruhig- 0.037 0.0049 - - 10.0 60 48

  ter Stahl

  Bezogener - Eingelagerter grober Karbid

  B-4 unberuhig- 0.066 0.0018 - - 9.4 58 35

  ter Stahl

  C-2 0.051 0.0049 0.0037 0.073 7.4 Dispersierter feinkugeliger Kar- 71 70

  bid

  * *

  D-2 0.044 0.0047 0.0015 0.034 7.9 Eingelagerter grober Karbid 63 38

  Erfindung

  E-3 0.081 0.0051 0.0041 0.051 8.8 Dispersierter feinkugeliger 67 65

  Karbid

  * * Mischung von grobem and feinem 60 45

  H 0.110 0.0053 0.0049 0.045 8.8 Karbid

  * Außerhalb der Zusammensetzung für erfindungsgemäßen feinen Karbid.
• Bei dem erfindungsgemäßen warmgewalzten Stahlstreifen niedrigen Kohlenstoffgehalts kann die Preßverformbarkeit weiterverbessert werden durch Begrenzung des Kohlenstoffgehalts auf eine sehr geringe Höhe von bis zu 0,03 Gew.%, um die Wirkung des Bors im Stahl zu verbessern. Wenn ein solcher Stahl streifen mit einem derart niedrigen Kohlenstoffgehalt durch Vakuumentgasen behandelt wird, kann eine sehr hohe Preßverformbarkeit zusammen mit geringem Auftreten von Orangenhaut erhalten werden.
• Um den Kohlenstoffgehalt auf den obengenannten niedrigen Spiegel von bis zu 0,03 Gew.% zu bringen ohne andere Unreinheiten zu vergrößern, die der Preßverformbarkeit entgegenstehen, ist das Kohlenstoffentfernen durch Vakuumentgasen unerlässlich. Ein solch niedriger Kohlenstoffgehalt ist nicht nur zur Verbesserung der Preßverformbarkeit im allgemeinen notwendig, sondern auch für die Steuerung der Ferritkorngröße und weiterhin zur Verbesserung der Kugelbildung und Dispersion der Karbidkörner. Der Gehalt von Stickstoff bzw. Bor sollte nicht größer sein als 0,01 Gew.%.
• Die Verhältnisse von B(%)/C(%) und B(%)/N(°%) sollten nicht kleiner als 0,04.bzw.0,3 sein. Es wurde gefunden, daß die Zusammensetzung außerhalb dieser Beschränkungen beträchtlich die Steuerwirkung der Ferritkorngröße abschwächt.
• Mit einem solchen Bor enthaltenden Stahlstreifen, der einen sehr geringen Kohlenstoffgehalt aufweist, kann die Temperatur am Ausgabe- oder Auslaßende des Endwalzwerks ungefähr um 200 C verringert werden, ohne daß irgendwelche übermäßig große Kristallkörner verursacht werden, wie beim Vergleich mit der entsprechenden Temperatur, die bei herkömmlichen borfreien Stahlstreifen erforderlich ist, wie vom nachfolgenden Beispiel zu ersehen ist. Dies ist wegen der sorgfältigen Kontrolle und Steuerung der Temperatur am Ausgabeende des letzten Walzwerks im Ball des herkömmlichen borfreien Stahl streifens sehr niedrigen Kohlenstoffgehalts wichtig, und es wurden große Anstrengungen unternommen, um die Temperatur genau im erforderlichen Bereich zu halten. Der A3 Umwandlungspunkt des sehr niedrig gekohlten Stahle wird höher, wenn der Kohlenstoffgehalt absinkt, und seine Walztemperatur muß dementsprechend erhöht werden. Die Notwendigkeit von hoher Brammenheiztemperatur und Verringerung des Temperaturabfalls bei der Warmwalzoperation haben das herkömmliche Walzen der sehr niedrig gekohlten Stähle stark kompliziert. Derartige Walzbedingungen des herkömmlichen sehr niedrig gekohlten Stahls sind nur unter hohen Kosten zu erreichen und führen zu verhältnismäßig großen Verzunderungen der Stahloberfläche.
• Die obengenannte Verringerung der Waiztemperatur von sehr niedrig gekohlten Stählen ohne die Verursachung irgendwelcher außergewöhnlich großer Kristallkörner ist hauptsächlich dem Herabsetzen des A3 Umwandlungspunktes eines solchen Stahls zuzuschreibQen.Der A3 Umwandlungspunkt während des Walzeñs schließt das Arbeiten in der Austenitphase ein, so daß es in diesbezüiich'verschieden von gewöhnlichen statischen Umwandlungen ist. Bor ist; als ein Element bekannt gewesen, daß den statischen A3 Umwandlungspunkt verringern kann. Was die Erfinder gefunden haben, ist die Tatsache, daß Bor auch wirksam ist bei der Unterdrückung einer übermäßigen Größe von Ferritkörnern während des Warmwalzens, und dieses Auffinden haut eine besondere industrielle Bedeutung, weil es wesentlich von der Last der sorgfältigen Steuerung der Ausgangsendtemperatur des letzten Walzwerks befreit.
• Kurz gesagt, haben die Erfinder darin Erfolg gehabt, in gleichzeitigem Erreichen der folgenden drei Wirkungen durch Hinzufügen von Bor in sehr niedrig gekohlten Stählen bei, geeigneten und, richtigen Verhältnissen zwischen Stickstoff und Kohlenstoff, nämlich den hervorragenden Steuereffekt der Ferritkorngröße von Bor, den Karbidkugelbildungseffekt und den Effekt des Unterdrückens übermäßigen Wachstums der Ferritkörner.
• Beispiel 3: Gewöhnlich wurde niedrig gekohlter Stahl in einem von oben sauerstoffbeblasenen Ofen erschmolzen und die Kohienstoffentfernung wurde aus der Schmelze durch Vakuumentgasen bewirkt, um so die Zusammensetzungen in der Gießpfanne zu erreichen, wie sie in Tafel 5 gezeigt ist. Fünf Gußproben L-7 bis I-, mit einem Borgehalt von O,OO5 Gew.% wurden durch Hinzufügen von Ferro-Bor erzeugt, als die Schmelze in eine Gießform gegossen wurde. Unabhängig davon wurden fünf Schmelzproben 1-6 und I-7 ohne Hinzufügen von Bor hergestellt. Jene Proben wurden getrennt zu 230 nun dicken Brammen ausgewalzt und dann weiterhin zu 2,3 mm dicken Stahlstreifen in einem Wambandwalzwerk unter den Bedingungen, wie sie in Tafel 5 gezeigt sind, ausgewalzt.
• Dann wurden die Proben einem Temperwalzvorgang mit einem Reduzierverhältnis von 1% ausgesetzt.
• Die Teststücke wurden von warmgewalzten und auf diese Weise hergestellten Spulen genommen, um Zugversuche, die eitenbiegeversuche, hydraulische Beulversuche und eine Untersuchung der Orangenhaut durchzuführen. Die Resultate werden in Tafel 5 gezeigt.
• Wie aus Tafel 5 zu ersehen ist, hat der erfindungsgemäße warmgewalzte niedrig gekohlte Stahlstreifen eine große Preßverformbarkeit und eine geringe Neigung zur Bildung von Orangenhaut, wenn er mit herkömmlichen aluminiumberuhigten niedrig gekohltem Stahl verglichen wird.
• Tafel 5(a)

  Zusammensetzung in der Gießpfanne vor der

  Probe No. Vakuumentgasung (Gew. %)

  Kohlen- Man- Phos- Schwe- Stick- Alumi- Bor

  stoff gan phor fel stoff num (B)

  (N)

  I-1 0.031 0.31 0.008 0.011 0.0019 - -

  I-2

  I-3

  Erfin-

  dung

  I-4

  I-5

  I-6

  Aluminium-

  I-7

  beruhig-

  ter Stahl

  I-8 Bezug

  I-9

  I-10

  +A-2 Bezug

  + Außerhalb des Erfindungsbereichs * Bestimmt durch Probe aus der Gießform ** Ferritkorngröße im mittleren Bereich der Streifendicke *** A: keine Orangenhaut erzeugt, B: etwas Orangenhaut erzeugt, C: viel Orangenhaut erzeugt.
• Tafel 5(b)

  Zusammensetzung in der Gießpfanne nach

  der Vakuumentgasung (Gew. %)

  Probe No.

  * *

  Kohlen- Man- Phos- Schwe- Stick- Alumi- Bor

  stoff gan phor fel stoff num (B)

  (N)

  I-1 0.002 0.34 0.010 0.010 0.0061 0.040 0.0049

  I-2 0.0064 0.0047

  I-3 @ 0.0064 0.0052

  Erfindung

  I-4 0.0066 0.0047

  I-5 0.0067 0.0050

  I-6 0.0059 -

  I-7 0.0063

  Aluminum-

  I-8 beruhig-

  ter Stahl, 0.0058

  Bezug

  I-9 0.0060

  I-10 0.0061

  tA-2 Bezug 0.037 0.25 0.008 0.013 0.0046 0.051 0.0051

  Tafel 5(c)

  Eintritts- Austritts-

  endtempera- temperatur Wicklungs-

  tur des ktz- des letzten temperatur

  Probe No. B/C B/N

  ten Warm- Warmband- (°C)

  bandwalz- walzwer-

  werkes kes

  I-1 2.5 0.81 1000 870 620'

  I-2 2.4 0.74 990 865 "

  Erfindung

  1-3 2.6 0.81 1010 855 "

  I-4 2.4 0.71 1060 890 "

  I-5 2.5 0.75 1020 875 "

  I-6 - - 1030 860 "

  I-7 Aluminium- - - 1005 870 "

  beruhig-

  ter Stahl

  I-8 Bezug - - 1050 880 "

  I-9 - - 1030 885 "

  I-10 - - 1050 900 "

  +A-2 Bezug 1.38 1.11 1020 860 "

  Tafel 5(d)

  ** ***

  JIS, Streck- Zug- Gesamt Seiten- Bil-

  grenze festig- deh- biege- dung

  Mikro- keit nung dehnung

  Probe No. korn- (kp/mm²) von

  größe (kp/mm²) (%) L C Orange-

  No- haut

  I-1 7.4 17.8 31.9 49 81 79 A

  I-2 7.8 20.0 32.1 49 78 78 A

  I-3 7.7 20.7 32.5 48 80 76 A

  Erfindung

  I-4 7.2 17.5 32.0 49 76 77 A

  I-5 7.5 19.9 32.9 50 79 75 A

  I-6 9.6 25.0 34.1 46 62 57 C

  I-7 Aluminium- 9.7 27.3 34.9 45 66 60 C

  beruhig-

  ter Stahl,

  I-8 9.3 26.5 33.6 46 65 59 B

  Bezug

  I-9 9.4 25.4 33.2 47 66 61 A

  I-10 9.0 24.4 33.0 47 68 63 A

  +A-2 Bezug 8.5 23.1 33.3 47 72 68 C

  Wie in der vorangegangenen Beschreibung aufgezeigt, wird erfindungsgemäß ein warmgewalzter niedrig gekohlter Stahlstreifen geschaffen, der eine hohe Preßverformbarkeit aufweist und der kaum Streckspannung und feinenSpulenbruch aufweist und so eine glatte Oberfläche nach dem Pressen sicherstellt. Deshalb ist der erfindungsgemäße warmgewalzte niedrig gekohlte Stahlstreifen geeignet für die Anwendungent bei denen ein Beschichten nach dem Pressen notwendig ist, wie z.B. Metallplattieren und Anstreichen.

Claims (11)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Warmgewalzter niedrig gekohlter Stahlstreifen mit einer überragenden Preßverformbarkeit, der glatte gepreßte Oberflächen bildet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t -, daß er im wesentlichen bis zu 0,12 Gew.% Kohlensto£f, bis zu 0,01 Gew.% Stickstoff und bis zu 0,01 Gewe.% Bor enthält, wobei das Verhältnis von (Borgehalt in Gew.%)/(Stickstoffgehalt in Gew.%) nicht kleiner als 0,3 ist und der Stahlstreifen oine Ferritkorngrößenzahl gemäß der japanischen Industrienorm von 7 bis 9 nach dem Walzen in einem Warmbandb walzwerk aufweist.

2. Stahlstreifen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kohlenstoffgehalt nicht größer als 0,10 Gew.% , das Verhältnis von (Borgehalt in Gew.06)/(Stickstoffgehalt in Gew.%) nicht kleiner als 0,3 und das Verhältnis von (Borgehalt in Gew.%)/(Kohlenstoffgehalt in Gew.%) nicht kleiner als 0,04 ist und eine Disperaionsstruktur von kugeligem Karbid vorhanden ist.

3. Stahlstreifen gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c'hn e t ,daß der Kohlenstoffgehalt bis zu 0,03 Gew.%,, das Verhältnis von (Borgehalt in Gew.%)/(Stickstoffgehalt in Gew.%) nicht kleiner als O,3, das Verhältnis von (Borgehalt in Gew.%)/(Kohlenstoffgehalt in Gew.%) nicht kleiner als 0,04 ist und der Stahlstreifen frei von groben Karbiden ist.

4. Stahlstreifen nach einem der vorhergenenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bis zu 1,2 Gew.% Mangan und bis zu 0,03 Gew.% Schwefel enthalten sind und das Verhältnis von (Mangangehalt in Gew.%)/(Schwefelgehalt in Gew.%) größer als 10 ist.

5. Stahlstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bis zu 0,03 Gew.% Schwefel und bis zu 0,03 Gew.% Phosphor enthalten sind.

6. Stahlstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er als Desoxidationsmittel bis zu 0,5 Gew.% Silikon, bis zu 0,1 Gew.% Aluminium, bis zu 0,05 Gew.% Titan und/oder 0,05 Gew.% Zi-konium enthält.

7. Verfahren zur Herstellung warmgewalzter niedrig gekohlter Stahlstreifen mit einer außergewöhnlichen Preßverformbarkeit und der Fähigkeit, glatte gepreßte Oberflächen zu bilden, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t , daß ein Stahl in einem Warmbandwalzwerk warmgewalzt wird, während am Eintritt eines letzten Warmbandwalzwerkes eine Temperatur über 950° und am Ausgangsende dieses Warmwalzwerkes eine Temperatur über dem A3 Umwandlungspunkt des genannten Stahls eingehalten wird, um die Ferritkorngröße des Stahls zwischen den Nummern 7 und 9 zu steuern, wobei der Stahl im wesentlichen bis zu 0,12 Gew.%, Kohlenstoff, bis zu 0,01 Gew.% Stickstoff und-bis zu 0,01 Gew.0% Bor enthält und das Verhältnis von (Borgehalt in Gew.%)/ (Stickstoffgehalt in Gew.%) nicht kleiner als 0,3 ist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, d a d u r. c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in dem verwendeten Stahl bis zu 0,03 Gew.% Schwefel und bis zu O,03 Gew.% Phosphor enthalten sind.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, 4 a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kohlenstoffgehalt im Stahl bis zu 0,10 Gew.% beträgt.

10.Verfahren nach Anspruch-7 oder 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kohlenstoffgehalt im Stahl bis zu 0,03 Gew.% beträgt.

11.Verwendung von Stahlstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Automobilstoßstangen.