DE2329459B2

DE2329459B2 - Verfahren zur erhoehung der zugfestigkeit oder der zugfestigkeit und duktilitaet von stahl

Info

Publication number: DE2329459B2
Application number: DE19732329459
Authority: DE
Inventors: Marion Paul Chicago; Buy Alexander Palos Heights; 111. Hunt (V.StA.)
Original assignee: Interlake Inc
Current assignee: Interlake Inc
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1976-12-23
Also published as: BR7304305D0; CA973782A; LU67765A1; FR2187923B1; US3761323A; IT988232B; GB1421498A; NL7308088A; DE2329459A1; JPS5644131B2; NL158227B; BE800652A; SE420217B; JPS4951116A; FR2187923A1

Description

Verpackungsbänder mit hoher Zugfestigkeit sind bislang in der Weise hergestellt worden, daß man Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 045 bis etwa 0,55 Gew.-% und einem Mangangehalt von etwa 060 bis 030 Gew.-% durch Kaltwalzen des Stahls auf die gewünschte Dicke gebracht hat den kaltgewalzten Stahl in Längsrichtung zu einer Vielzahl von Bändern der gewünschten Breite aufgespalten hat, die kaltgewalzten Bänder kontinuierlich in einen Ofen eingespeist hat um die Bänder auf eine Temperatur oberhalb des Ac₃-Punktes zu erhitzen und die Streifen in ein Bleibad eingeleitet hat, das auf einer vorgewählten Temperatur gehalten wurde, um die Entwicklung der angestrebten End-Kornstruktur und der physikalischen Eigenschaften als Ergebnis einer isothermischen Transformation zu beschleunigen.

Die Nachteile dieses Verfahrens sind die aufwendigen Einrichtungen, die erforderlich sind, um das Verpakkungsband nach dem Kaltwalzen v/ärmezubehandeln. Versuche, diese Nachteile zu beheben, werden z. B. in der US-PS 33 11 512 beschrieben. Die Nachteile des in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahrens liegen darin, daß ein Stahl mit hohem Mangangehalt verwendet wird, wobei der Mangangehalt etwa 1,35 bis etwa 1,65 Gew.-% beträgt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es erforderlich ist, den kaltgewalzten Stahl etwa 6 Stunden lang zu vergüten.

Aus der US-PS 35 51 216 ist weiterhin ein Verfahren zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Verpackungsband jo aus Stahl, also ein Verfahren zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Stahl bekannt, der etwa 0,35 bis 0.80 Prozent Kohlenstoff und 0,4 bis 2 Prozent Mangan enthält. Bei diesem Verfahren wird Stahlband warmgewalzt und somit auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur erwärmt. Nach dem Warmwalzen wird das Band zum Haspeln auf Temperaturen von 560 bis 580° C abgekühlt und kaltgewalzt. Die Dicke des warmgewalzten Bandes beträgt dabei etwa das 2- bis 3fache der angestrebten Endwalzdicke. Gemäß diesem Verfahren werden vorzugsweise Bänder mit einer Dicke von 0,50 bis 0,80 mm hergestellt. Demgegenüber liegt die Dicke der gemäß den nachstehenden Beispielen hergestellten Stahlbänder in der Größenordnung von 5 mm.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und rasch durchführbares Verfahren zur Herstellung von Verpakkungsbändern aus S'.ah! ?i>r Verfugung zu stellen.

Es wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß die Zugfestigkeits- und Duktilitätserfordernisse eines Verpackungsbandes mit hoher Festigkeit durch die vorliegende Erfindung, ausgehend von einem halb beruhigten Stahl, einem beruhigten Stahl oder einem unberuhigten Stahl (capped steel) erfüllt werden können. Die Unterschiede zwischen den obengenannten Stählen werden z. B. in »Engineering Metals and Their Alloys« von Carl H. S a m a η s, veröffentlicht von MacMillan Company, 1956, Seiten 219 bis 223 beschrieben.

Ein Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Erhöhung der Zu_fefestigkeit von Stahl mit 0,1« bis 034 Prozent Kohlenstoff und 03 bis 1,0 Prozent, vorzugsweise 03 bis 0,68 Prozent Mangan, bei dem der Stahl auf eine über AC3 liegende Temperatur erhitzt, auf ^₈₅ 2ß- bis 4fache der angestrebten End-Kaltwalzdicke warmgewalzt, abgekühlt und auf die angestrebte Dicke kaltgewalzt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abkühlung nach dem Warmwalzen durch Abschrekkung mit einem laminaren Wasserstrom innerhalb von etwa 10 s auf 288 bis 399° C und anschließend durch Abkühlen an Luft auf Umgebungstemperatur erfolgt

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Erhöhung der Zugfestigkeit und Duktilität von Stahl mit 0.18 bis 034 Prozent Kohlenstoff und 03 bis 1,0 Prozent Mangan, bei dem der Stahl auf eine über AC3 liegende Temperatur erhitzt, auf das 2,5- bis 4fache der angestrebten End-Kaltwalzdicke warmgewalzt, abgekühlt, auf die angestrebte Dicke kaltgewalzt, anschließend bei 427 bis 566° C unter Schutzatmosphäre, spannungsfreigeglüht und auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abkühlung nach dem Warmwalzen durch Abschrekkung mit einem laminaren Wasserstrom innerhalb von etwa 10 s auf 288 bis 399°C und anschließend durch Abkühlung an Luft auf Umgebungstemperatur erfolgt, und daß der Stahl 5 bis 15 s spannungsfrei geglüht wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung des beanspruchten Verfahrens unter den in den Ansprüchen 6 bis 14 angegebenen Bedingungen. y> Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Ein halbberuhigter Stahl mit einem K ohlenstoffgehalt von 0,25 Gew.-% und einem Mangangehalt von 0,45 Gew.-% wurde in einem Warmwalzwerk erhitzt und bei einer Temperatur von 843° C fertigbearbeitet und zur Verminderung der Stärke warmgewalzt. Der Stahl wurde auf eine Dicke von 294 Prozem größer als die angestrebte End-Kaltwalzdicke warmgewalzt. Der warmgewalzte Stahl wurde auf eine Dicke von etwa 1,50 cm gewalzt

Der warmgewalzte Stahl wurde sodann zu einer Wasserabschreckung mit laminarem Strom befördert, wo der warmgewalzte Stahl mit einem großen Volumen eines im wesentlichen laminaren Wasserstroms in Berührung gebracht wurde, der bei Umgebungstemperatur aufgebracht wurde, um den warmgewalzten Stahl auf eine Temperatur von 343°C abzukühlen. Der warmgewalzte Stahl wurde mit dem laminaren Wasser- $d abschreckungsstrom etwa 10 Sekunden lang in Berührung gebracht, um die Temperaturverminderung zu bewirken.

Nach dem Abschrecken des warmgewalzten Stahls wurde er auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Sodann wurde er in ein verdünntes Säurebad eingetaucht, um den Walzzunder zu entfernen, der sich an der Oberfläche des Stahls wählend der Luftkühlung gebildet hatte. Das Säurebad war eine 12prozentige Schwefelsäurelösung, die eine Temperatur von etwa 65,6⁰C hat, wie es üblich ist.

Nach dem Abschrecken des Stahls und der Entfernung des Walzzunders wurde eine Kaltwalzoperation durchgeführt, um die Dicke des Stahls zu vermindern. Auf den Stahl wurde ein Kaltwalz-Schmiermittel aufgebracht. Sodann wurde der Stahl auf eine Dicke von 0,51 cm kaltgewalzt Der Kaltverformungsgrad betrug daher 66 Prozent. Nach dem Kaltwalzen des Stahls und während der Stahl darauf noch das Schmiermittel hatte, wurde er zu einer Vielzahl von Streifen oder Bändern von jeweils 035 cm Breite zerschnitten. Das Band wurde kantengewalzt, um Grate u.dgl. zu entfernen. Sodann wurde es etwa 10 Sekunden in geschmolzenes Blei eingetaucht, das bei einer Temperatur von 524° C gehalten wurde. Nach dem Herausnehmen aus dem Bleitrog wurde das Band von dem Schmiermittel gereinigt und spannungsfreigeglüht Das Band wurde sodann mit Wasser auf eine Temperatur unterhalb des Flammpunkts der aufzubringenden Farbe bzw. des Anstriches abgekühlt Nach dem Anstreichen und Trocknen des Bands wurde dieses aufgewickelt und gelagert

Nach dem Kaltwalzen und Zerschneiden des Bands wurde dieses auf seine Zugfestigkeit untersucht Es wurde festgestellt, daß die Zugfestigkeit 101,00 kp/mm² betrug. Das gleiche Band wurde nach dem Anstreichen untersucht Es wurde festgestellt, daß es dann eine Zugfestigkeit von 9938 kp/mm² hatte.

Die Duktilität, gemessen als prozentuale Dehnung bei einem Muster mit 15,24 cm ging von 2,1 Prozent für das kaltgewalzte Band bis 5,5 Prozent für das bestrichene Band.

Versuche ergaben, daß signifikante Zunahmen der Duktilität des Bands ohne einen signifikanten Verlust der Zugfestigkeit des Bands erzielt werden konnten. Das Eintauchen des Bands in das geschmolzene Blei ergab sowohl eine Spannungsminderungsfunktion als auch eine Reinigungsfunktion, weil das zum Kaltwalzen verwendete Schmiermittel von dem Band entfernt wurde. Weiterhin wird aus den oben angegebenen Werten ersichtlich, daß die Duktilität des Bands um über 250 Prozent verbessert werden konnte, wobei nur eine sehr geringe Einbuße an der Zugfestigkeit des Bands stattfand.

Beispiel 2

Ein halbberuhigter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,18 Gew.-% und einem Mangangehalt von 0,30 Gew.-% wurde im Warmwalzwerk auf eine Temperatur von etwa 899^CC erhitzt und zur Verminderung der Dicke warmgewalzt. Der Stahl wurde auf eine Dicke von 250 Prozent größer als die Kaltwalzdicke warmgewalzt

Der warmgewalzte Stahl wurde sodann zu einer Abschreckung mit einem laminaren Wasserstrom transportiert, wo der warmgewalzte Stahl mit einem großen Volumen eines im wesentlichen laminaren Wasserstroms in Berührung gebracht wurde, der mit Umgebungstemperatur aufgebracht wurde, um den warmgewalzten Streifen auf eine Temperatur von 288°C abzukühlen. Der warmgewalzte Stahl wurde mit dem laminaren Wasserstrom geringfügig mehr als 10 Sekunden in Berührung gebracht, um die Temperaturvermindening zu bewirken. Nach dem Abschrecken des warmgewalzten Stahls wurde er auf Umgebungstemperatur luftgekühlt und sodann in ein verdünntes Säurebad eingetaucht um den Walzzunder der sich an der Oberfläche des Stahls während des Luf tkühlens gebildet hatte, zu entfernen.

Nachdem der Stahl abgeschreckt worden war und der Walzzunder davon entfernt worden war, wurde der Stahl kaltgewalzt. Auf den Stahl wurde vor der Kaltwalzoperation ein Schmiermittel aufgebracht. Der Kaltverformungsgrad betrug 60 Prozent. Nach dem Kaltwalzen des Stahls, wobei sich auf dem Stahl noch das Schmiermittel befand, wurde er zu einer Vielzahl

von Streifen zerschnittea Die Streifen oder Bänder wurden kantengewalzt und sodann etwa 15 Sekunden in geschmolzenes Blei eingetaucht, das bei einer Temperatur von 427°C gehalten wurde. Nach dem Herausgehen aus dem Bleitrog wurde das 3and von dem Schmiernuttel gereinigt und spannungsfreigeglüht. Sodann vurde es mit Wasser auf eine Temperatur unterhalb des Flammpunktes des zu verwendenden Anstrichs abgekühlt Nach dem Anstreichen des Bands und dem Trocknen wurde es aufgespult und gelagert to

Im Anschluß an die Kaltwalzoperation wurde die Zugfestigkeit des Stahls untersucht Es wurde eine Zugfestigkeit von mehr als 105,00 kp/mm² und eine Dehnung eines Prüfkörpers von 153 cm von etwa 13 Prozent festgestellt Nach dem Eintauchen in den Bleitopf wurde das Band erneut auf die Zugfestigkeit untersucht Es wurde eine Zugfestigkeit von etwa 104,02 kp/mm² und eine Dehnung eines Prüfkörpers von 15,24 cm von 4,5 Prozent festgestellt Die Versuche zeigten, daß eine signifikante Zunahme der Duktilität des Bands ohne einen signifikanten Verlust der Zugfestigkeit erhalten werden konnte.

Beispiel 3

Ein halbberuhigter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,34 Gew.-% und einem Mangangehalt von 1,0 Gew.-% wurde in dem Warmwalzwerk auf eine Temperatur von etwa 816°C erhitzt und zur Verminderung der Dicke warmgewalzt Der Stahl wurde auf eine Dicke von 400 Prozent größer al^r die am Schluß gewünschte End-Kaltwalzdicke warmgewalzt

Der warmgewalzte Stahl wurde sodann zu einem laminaren Wasserabschreckungsstrom transportiert, wo der warmgewalzte Stahl mit einem großen Volumen eines im wesentlichen laminaren Wasserstroms in Berührung gebracht wurde, welcher mit Umgebungstemperatur aufgebracht wurde, um den warmgewalzten Stahl auf eine Temperatur von 399°C abzukühlen. Der warmgewalzte Stahl wurde mit dem laminaren Wasserstrom geringfügig weniger als 10 Sekunden in ₄„ Berührung gebracht, um die Temperaturverminderung zu bewirken. Nach dem Abschrecken des warmgewalzten Stahls wurde er auf Umgebungstemperatur an der Luft abgekühlt und sodann in das verdünnte Säurebad eingetaucht, um den Walzzunder zu entfernen, der sich während des Luftkühlens an der Oberfläche des Stahls gebildet hatte.

Nach dem Abschrecken des Stahls und der Entfernung des Walzzunders wurde weiterhin eine Kaltwalzoperation angewendet, um die Dicke des Stahls zu vermindern. Der Stahl wurde zuerst mit einem Schmiermittel versehen und sodann auf eine Dicke von 25 Prozent der Dicke des warmgewalzten Stahls kaltgewalzt. Nach dem Kaltwalzen des Stahls und während sich das Schmiermittel noch auf dem Stahl befand, wurde er zu einer Vielzahl von Streifen zerschnitten. Die Streifen oder das Band wurden kantengewalzt und etwa 5 Sekunden in ein geschmolzenes Bleibad getaucht, das bei einer Temperatur von etwa 566° C gehalten wurde. Das Band war nach dem ^o Heraustreten aus dem Bleitrog von dem Schmiermittel gereinigt worden und spannungsfreigeglüht worden. Das Band wurde sodann mit Wasser auf eine Temperatur unterhalb des Flammpunktes des aufzubringenden Anstrichs abgekühlt Das Band wurde sodann angestrichen und getrocknet und vor dem Transport aufgewickelt.

Nach dem Kaltwalzen des Bands und dem Schneiden wurde die Zugfestigkeit untersucht Es wurde eine Zugfestigkeit von etwa 116,00 kp/mm² festgestellt. Das gleiche Band wurde nach dem Anstreichen untersucht. Dann wurde eine Zugfestigkeit von 111,19 kp/mm² gemessen Die prozentuale Dehnung des kakgewalzten Stahls betrug bei einem Prüfkörper mit 15,24 cm 1,6. Die prozentuale Dehnung des Prüfkörpers nach dem Anstreichen betrug 5,6. Es wird ersichtlich, daß eine signifikante Zunahme der Duktilität ohne eine starke Einbuße der Zugfestigkeit erhalten werden konnte.

Anstelle der in den Beispielen verwendeten halbberuhißten Stähle wurden vollkommen beruhigte Stähle und unberuhigte Stähle verwendet Es zeigte sich, daß sowohl die vollkommen beruhigten als auch die unberuhigten Stähle für das Verfahren der Erfindung geeignet waren. Silicium kann als Ergebnis des Beruhigungsprozesses in einem Bereich von etwa 0,01 bis 04 Gew.-% vorhanden sein, ohne daß es das _erf,_ndungsgemäß hergestellte Produkt nachteilig beeinflußt Silicium in Mengen von mehr als etwa 0,4 Gew.-% kann jedoch bewirken, daß der Stahl zu brüchig wird.

Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wurden Stähle mit verschiedenen Manganjehalten verwendet. Stähle mit Mangangehalten von etwa 0,3 Gew.-% haben sich für die vorliegende Erfindung als zufriedenstellend erwiesen. Auch Stähle mit einem Mangangehalt von bis zu 1,0 Gew.-% haben sich für die Erfindung als zufriedenstellend erwiesen. Wenn der Mangangehalt der Stähle über 1,0 Gew.-% hinausgeht. dann werden die Kosten für die Stähle zu groß und die Stähle werden nach dem Verfahren der Erfindung etwas träge. Andererseits ist es schwierig, Stähle mit einem Mangangehalt von weniger als etwa 03 Gew.-% zu erhalten.

Der Kohlenstoffgehalt des Stahls kann im Bereich von etwa 0,18 Gew.-% bis etwa 034 Gew.-% variieren. wobei sowohl Stähle des AlSI-Grads 1020 als auch 1030 für das Verfahren der Erfindung geeignet sind. Die AlSl-Nomenklatur des American Iron and Steel Institute wird auf Seite 327 von »Engineering Metals and Their Alloys« erläutert.

Der Stahl wird in dem Warmwalzwerk auf eine Temperatur oberhalb des Ac₃-Punktes erhitzt. Die Beziehung zwischen der kritischen Temperatur und dem Kohlenstoffgehalt des Stahls ist auf Seite 373 des Buches »Engineering Metals and Their Alloys« beschrieben. Vorzugsweise wird der Stahl auf eine Temperatur von etwa 899°C (1650⁰F) erhitzt. Es ist jedoch jede beliebige Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur zufriedenstellend, vorausgesetzt, daß der Stahl oberhalb seiner kritischen Temperatur gehalten wird, wenn er warm gewalzt wird. Es ist erforderlich, den Stahl auf eine Dicke von etwa 250 Prozent bis etwa 400 Prozent größer als die am Schluß vorliegende kaltgewalzte Dicke warm zu walzen. Das bedeutet, daß der warmgewalzte Stahl eine solche Dicke haben muß, daß der Stahl beim Kaltwalzen im Bereich von etwa 60 Prozent bis etwa 75 Prozent bis auf die angestrebte Dicke reduziert werden muß. Daher hat der kaltgewalzte Stahl eine Dicke von etwa 40 Prozent bis etwa 25 Prozent des warmgewalzten Stahls. Wenn der warmgewalzte Stahl zu dünn ist, dann ergibt dessen Kaltverformung nicht die angestrebte Zugfestigkeit. Wenn der warmgewalzte Stahl zu dick ist dann ergibt die zusätzliche Kaltverformung, die erforderlich ist, um die am Schluß vorliegende Kaltwalzdicke zu erzielen, keine zusätzliche Zugfestigkeit Weiterhin verliert das fertige Band die Duktilität und wird zu spröde.

Der laminare Wasserabschreckungsstrom wird dazu verwendet, um die Temperatur des warmgewalzten Stahls von oberhalb der kritischen Temperatur auf eine Temperatur im Bereich von etwa 288 bis etwa 399°C in einer Zeit von etwa 10 Sekunden zu vermindern. Große Wassermengen werden verwendet, um diese Temperaturverminderung zu bewirken, die für den Prozeß kritisch ist. Wenn der Stahl auf eine Temperatur von weniger als etwa 288°C abgekühlt wird, dann wird der Stahl zu spröde und kann auch Wellen oder Krümmungen besitzen. Wenn der Stahl auf eine Temperatur oberhalb 399° C abgeschreckt wird, dann wird die angemessene Kornstruktur der gut dispergierten Carbide, die die erforderliche Zugfestigkeit liefert, nicht erhalten. Der Stahl wird vorzugsweise auf eine Temperatur von 343°C abgekühlt.

Der laminare Abschreckungsstrom wird in »British Journal of the Iron and Steel Institute«, November 1962 in einem Artikel »The Laminar Jet System for Cooling Hot Steel Strip« von J. N. Adcock auf Seite 909 beschrieben. Dieser Artikel zeigt die Bedingungen, die erforderlich sind, um Wasserstrahlen zu erzielen, die die laminaren Eigenschaften beibehalten, obgleich sie 1,2 bis 1,5 m oberhalb des Stahlstreifens angeordnet sind. Der Strahl mit dem laminaren Fluß prallt nicht von dem Stahlstreifen ab, wie die nach dem Stand der Technik verwendeten Strahlen mit hohem Druck, noch bildet der Strahl mit dem laminaren Fluß an der Oberfläche einen Wasserdampf-Puffer aus. Stattdessen berührt der Strahl mit dem laminaren Strom die Metalloberfläche und strömt in mäßiger Weise entlang der Oberfläche des Metalls nach außen, wodurch bessere Abkühlungseigenschaften erzielt werden als bei Verwendung von Hochdruck-Strahlen.

Die Abkühlung mit einem laminaren Strom ist auch in »Iron and Steel Engineering Yearbook«, 1967, in einem Artikel »Hot Strip Mill Runout Table Temperature Control« von P. M. A u m a η ei al, Seite 678 und auch in »Journal of Metals«, August 1965 in einem Artikel »Improved Steels through Hot Strip Mill Controlled Cooling« von E. R. M ο r g a η et al auf Seite 829 beschrieben.

Bei dem Verfahren der Erfindung tritt der Stahlstreifen aus dem Warmwalzwerk mit einer Temperatur von etwa 843 bis 871 ° C und einer Geschwindigkeit von etwa 426,7 bis etwa 457,2 m pro Minute aus. Der Abstand von dem letzten Fertigbearbeitungsstand in dem Streifenwarmwalzwerk bis zu dem ersten Wasser-Kopfstück beträgt 16,46 m. Die Anzahl der Wasser-Kopfstücke, die verwendet werden, variiert zwischen 6 und 12, je nach der Anfangstemperatur des Streifens und der gewünschten Endtemperatur des Streifens. Die Länge, die der Streifen unterhalb der Wasser-Kopfstücke sich bewegt, beträgt 16,5 m bis 57,9 m, wobei im Einzelfall die Länge von der Anzahl der verwendeten Wasserkopfstücke abhängt Der Abstand von dem letzten Wasser-Kopfstück bis zu dem Aufwickler beträgt 54,9 m, welcher ;ine Luftkühlung des Bands nach der Wasserabschreckung ergibt Die Fließgeschwindigkeit des für jedes Wasser-Kopfstück verwendeten Wassers beträgt 56801 je Minute, um eine Aufwicklung- bzw. Aufspulungstemperatur des Bandes im Bereich von etwa 288 bis etwa 399° C zu erzielen, wobei die bevorzugte Aufwicklungstemperatur 343°C beträgt

Der Stahl wird nach seinem Abschrecken an der Luft auf die oben angegebenen und/oder auf Umgebungstemperatur abgekühlt, bevor er aufgewickelt oder weiter verarbeitet wird Diese Abkühlung an der Luft ergibt aber erhebliche Mengen von Walzzunder auf der Oberfläche des abgeschreckten Stahls. Dieser Walzzunder wird gereinigt, indem der Stahl in eine milde Säurelösung, beispielsweise eine 12prozentige Schwefeisäure eingetaucht wird, die auf eine Temperatur von etwa 65,6°C erhitzt und dabei gehalten wird. Diese Reinigungs- oder Abbeizungsstufe ist bekannt.

Nach dem Befreien vom Walzzunder wird der Stahl mit einem Schmiermittel versehen und kaltgewalzt. Eine

ίο Verformung von 60 bis 75 Prozent ergibt die gewünschte Zugfestigkeit für das Band, wobei eine Kaltverformung von 65 Prozent bevorzugt wird. Wenn das Band auf eine Dicke von weniger als etwa 60 Prozent vermindert wird, dann wird ihm nicht die erforderliche Zugfestigkeit verliehen. Wenn andererseits das Band in seiner Dicke um mehr als etwa 75 Prozent vermindert wird, dann ergibt dieser zusätzliche Aufwand keine größere Zugfestigkeit.
Nach dem Kaltwalzen des Stahls und während sich darauf noch das Schmiermittel befindet, wird er zu Bändern der gewünschten Breite gespalten bzw. zerschnitten und kantengewalzt. Das noch mit dem Schmiermittel versehene Band wird gleichzeitig gereinigt und spannungsfreigeglüht, um das Schmiermittel von der Oberfläche des Bands zu entfernen und um zur gleichen Zeit die inneren Spannungen zu mindern bzw. aufzuheben, um zu einem duktileren Produkt zu kommen. Durch Erhitzen des Bands auf eine Temperatur zwischen etwa 427° C und 566°C über eine Zeitspanne von etwa 5 Sekunden bis 15 Sekunden in einer Schutzatmosphäre wird das Band sowohl spannungsfreigeglüht als auch gereinigt, ohne daß es zuviel Zugfestigkeit verliert. In den angegebenen Beispielen war die Schutzatmosphäre metallisches Blei, das das Band vor Sauerstoff schützte, während sich das Band bei erhöhter Temperatur befand. Auf diese Weise wurde die Bildung von überschüssigen Mengen von Walzzunder verhindert.

Es können auch Flammerhitzer dazu verwendet werden, um das Band zu erhitzen, wobei die Flamme die verfügbare Sauerstoffmenge für die Reaktion mit dem erhitzten Metallband vermindert. Das Band wird vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 538° C über einen Zeitraum von etwa 10 Sekunden erhitzt.

Hierdurch wird das Schmiermittel von der Oberfläche des Bands entfernt und die Duktilität erhöht, indem die Innenspannungen gemindert bzw. aufgehoben werden. Wenn das Band auf eine Temperatur oberhalb 566° C erhitzt wird, dann verliert es zu viel an Zugfestigkeit.

Wenn das Band auf eine Temperatur von weniger als etwa 427° C erhöht wird, dann wird ihm nicht genügend Duktilität verliehen. Das Band wird über eine Zeitspanne von etwa 5 Sekunden bis etwa 15 Sekunden erhitzt, damit das Band auf die erforderliche Tempera tür kommen kann. Ein Erhitzen über längere Zeitspan nen ist unnötig und kann für das Endprodukt von Nachteil sein. Ein Erhitzen über kürzere Zeitspanner führt dazu, daß das Band nicht auf die erforderliche Temperatur erhitzt wird, wodurch ein entsprechende!

Verlust der Duktilität bewirkt wird.

Ein weiterer signifikanter Vorteil der erfindungsge maß hergestellten duktilen Stahlbänder mit hohei Zugfestigkeit liegt in der verbesserten Biegeduktilität Die nach bekannten Verfahren hergestellten Bänder mi hoher Zugfestigkeit können zwar im Hinblick auf di< Dehnung eine angemessene Duktilität besitzen, habet jedoch keine angemessene Duktilität hinsichtlich de Biegung. Die erfindungsgemäß hergestellten Bände

können um 180° über der Richtung des Kaltwalzens gebogen werden, ohne daß das Band gebrochen wird, vorausgesetzt, daß zwei Dicken des Bands an der Biegung vorliegen. Diese verbesserte Duktilität bei der Biegung liegt bei dem bekannten Band nicht vor, das nur dann gebogen werden kann, wenn 9 oder 10 Dicken des Bands an der Biegung vorgesehen sind. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ergibt daher ein Stahlband mit hoher Zugfestigkeit, das nicht nur eine Duktilität hinsichtlich der Dehnung, sondern auch hiniiichtlich der Biegung besitzt. Diese Tatsache ist für viele Abpak-

kungszwecke in der Industrie wichtig. Die naci bekannten Verfahren hergestellten Stahlbänder habe! diese Eigenschaften nicht.

Nach dem Kühlen des Bands und dem Spannungsfrei glühen wird das Band durch eine Wasserabschreckuni auf eine Temperatur unterhalb des Flammpunkts de Farbe bzw. des Anstrichs abgekühlt, der dazu verwende wird, um das Band zu schützen. Nach dem Abkühlen de Bands wird es angestrichen und ist dazu bereit, un

ίο aufgewickelt bzw. aufgespult und sodann vertrieben zi werden.

Claims

Patentansprüche: 35

1. Verfahren zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Stahl mit 0.18 bis 034% Kor ienstoff und 03 bis 1,0%, vorzugsweise 0,3 bis 0,68%, Mangan, bei dem der Stahl auf eine über Ac₃ liegende Temperatur erhitzt, auf das 2,5- bis 4fache der angestrebten End-Kaltwalzdicke warmgewalzt, abgekühlt und auf die angestrebte Dicke kaltgewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung nsch dem Warmwalzen durch Abschreckung ml. einem laminaren Wasserstrom innerhalb von etwa 10 s auf 288 bis 399° C und anschließend durch Abkühlung an Luft auf Umgebungstemperatur erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl auf eine über 87 Γ C liegende Temperatur erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Stahl auf das 2,5- bis 3,33fache der angestrebten End-Kaltwalzdicke warmgewalzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der warmgewalzte Stahl auf 316 bis 37 Γ C abgeschreckt wird.

5. Verfahren zur Erhöhung der Zugfestigkeit und Duktilität von Stahl mit 0,18 bis 0,34% Kohlenstoff und 0,3 bis 1,0% Mangan, bei dem der Stahl auf eine über Ac3 liegende Temperatur erhitzt, auf das 2,5- bis 4fache der angestrebten End-Kaltwalzdicke warmgewalzt abgekühlt, auf die angestrebte Dicke kaltgewalzt, anschließend bei 427 bis 566°C unter Schutzatmosphäre spannungsfreigeglüht und auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung nach dem Warmwalzen durch Abschreckung mit einem laminaren Wasserstrom innerhalb von etwa 10 s auf 288 bis 399°C und anschließend durch Abkühlung an Luft auf Umgebungstemperatur erfolgt und daß der Stahl 5 bis 15 s spannungsfreigeglüht wird.

6. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 5, bei dem der Stahl nach dem Kaltwalzen und vor dem Spannungsfreiglühen zu Bändern zerschnitten wird, zur Herstellung von hochfestem und duktilem Verpackungsband.

7. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 5, bei dem der Stahl auf das 2,5- bis 3,33fache der angestrebten End-Kaltwalzdicke warmgewalzt wird, zu dem Zweck nach Anspruch 6.

8. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 5, bei dem der warmgewalzte Stahl auf 316 bis 371⁰C abgeschreckt wird, zu dem Zweck nach Anspruch 6.

9. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 5, bei dem die Spanni:ngsfreiglühung im Temperaturbereich 482 bi·: 538⁰C erfolgt, zu dem Zweck nach Anspruch 6.

10. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 5, bei dem der Stahl in einem Metallbad, vorzugsweise in flüssigem Blei bei 482 bis 538⁰C, spannungsfreigeglüht wird, zu dem Zweck nach Anspruch 6.

11. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 5, bei dem der Stahl auf eine Temperatur von etwa 899°C erhitzt wird, zu dem Zweck nach Anspruch 6.

12. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 5, bei dem der Stahl nach dem Spannungsfreiglühen mit Wasser abgeschreckt wird, zu dem Zweck nach Anspruch 6.

13. Anwendung des Verfahrens gemäß einem der

Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß der Verforraingsgradbeim Kaltwalzen 65% beträgt

14 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl durch den laminaren Wasserstrom auf eine Temperatur von 343° C abgekühlt wird.