DE2348062A1

DE2348062A1 - Verfahren zum herstellen eines alterungsbestaendigen tiefziehstahls fuer kaltgewalztes blech

Info

Publication number: DE2348062A1
Application number: DE19732348062
Authority: DE
Inventors: Mitsunobu Abe; Hisashi Gondo; Kunihiko Komiya; Hiroshi Takechi; Norimasa Uehara
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1972-09-26
Filing date: 1973-09-25
Publication date: 1974-04-04
Also published as: ES419110A1; FR2200359B1; US3920487A; IT995496B; GB1443466A; AU470116B2; FR2200359A1; DE2348062C3; AU6063273A; DE2348062B2; CA1019169A

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. Kßnig · DipL-lng. K. Bergen Patentanwälte · 4ooo Düsseldorf 3D · Cecilienallee 76 · Telefon 43373a

24. September 1973 28 921 K

NIPPON STEEL CORPORATION, No. 6-3, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

"Verfahren zum Herstellen eines alterungsbeständigen Tiefziehstahls für kaltgewalztes Blecht

Bleche, beispielsweise für den Karosseriebau, müssen eine ausgezeichnete Tiefziehbarkeit und Streckbarkeit besitzen und alterungsbeständig sein.

Beim Tiefziehen wird nur eine geringe Kraft aufgewandt, um eine Faltenbildung zu vermeiden. Dabei wird das Blech von außen mittels eines Werkzeugs bzw. Stempels in eine Form gedrückt. Aus diesem Grunde muß das Blech im Hinblick auf eine gute Verformbarkeit einen hohen R-Wert besitzen. Andererseits ist beim Strecken die für das Vermeiden einer Faltenbildung erforderliche Karft wesentlich höher und wird lediglich ein kleiner Teil des Blechs in eine Farm gepresst, wobei nur die mit dem Pressstempel in Berührung kommenden Zonen gesireckt werden. Hierfür infrage kommende Bleche müssen vor allen Dingen einen hohen Erichsen-Wert besitzen. Darüberhinaus müssen Stähle für das Tiefziehen und Strecken eine niedrige Streckgrenze und hohe Dehnung besitzen.

Kaltgewalztes Blech für das Pressformen wird im allgemeinen sg/my

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nach dem Kaltwalzen geglüht und besitzt dann eine hohe Streckgrenzendehnung, die Ursache für das Aussehen beeinträchtigenden Fließfiguren ist. Aus diesem Grunde wird das Blech nach dem Glühen zur Erniedrigung der Streckgrenzendehnung dressierte

Selbst nach einem Dressierwalzen erhöht sich bei einem längeren Lagern infolge der durch den gelösten Kohlenstoff und Stickstoff bewirkten Alterung die Streckgrenzendehnung wieder und besteht die Gefahr des Auftretens der Fließfiguren beim Pressformen,,

Bleche aus Stählen, bei denen nach dem Dressieren auch im Falle einer langzeitigen Lagerung eine ausgeprägte Streckgrenze nicht wieder auftritt, werden als alterungsbeständig bezeichnet, während Stähle mit wenig ausgeprägter Streckgrenze als alterungsarm bezeichnet werden,. Für das Pressformen geeignete Bleche müssen aus alterungsbeständigen, mindestens aber aus alterungsarmen Stählen bestehen sowie eine gute Tiefziehbarkeit und Streckbarkeit besitzen,,

Kaltgewalzte Bleche aus alterungsbeständigen oder alterungsarmen Stählen mit den vorerwähnten Eigenschaften sind üblicherweise aluminiumbeihigt und werden einem Haubenglühen unterworfen.

Aluminiumberuhigter Stahl enthält Aluminium in einer Menge, die ausreicht, um den Stickstoff beim Glühen als Aluminiumnitrid abzubinden und auf diese Weise den R-Wert zu verbessern. Durch das stabile Abbinden des in fester Lösung befinä-

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lichen Stickstoffs als Aluminiumnitrid wird somit die Alterungsbeständigkeit verbessert. Bei aluminiumberuhigten Stählen besteht jedoch die Gefahr, daß sich im Blockkopf Lunker bilden, die zu Fehlern im Blech führen. Aus diesem Grunde muß jeder Block geschöpft werden, wodurch das Ausbringen in starkem Maße beeinträchtigt wird. Außerdem dauert das Haubenglühen zumeist über sechzig Stunden und führt demzufolge zu einer erheblichen Erhöhung der Herstellungskosten. Trotz dieser Nachteile sind kaltgewalzte Bleche mit guter Tiefziehbarkeit, Streckbarkeit und Alterungsbeständigkeit für das Pressformen von Autokarosserien bislang ausschließlich aus aluminiumberuhigten Stählen hergestellt worden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einschließlich des zugehörigen Verfahrens ein kaltgewalztes Blech bzw. Band mit ausgezeichneter Pressverformbarkeit und Alterungsbeständigkeit zu schaffen, das sich insbesondere als Karosserieblech eignet. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Blech, bei dem ein Stahl mit höchstens 0,1% Kohlenstoff und höchstens 0,30% Mangan zur Verwendung kommt, der folgenden Bedingungen genügt:

0,002 Γ N(ppm) - 0,03 ^ K £ 0.17 + 0,002.N (ppm)

K - (JfiMn) - ^J (JOS) - und warmgewalzt, kaltgewalzt und geglüht wird. Das Blech wird vorteilhafterweise überaltert, beispielswei-

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se höchstens fünf Minuten zwischen der Rekristallisationstemperatur und 90O⁰C geglüht und alsdann höchstens zehn Minuten bei 300 bis 500⁰C überaltert.

Vorzugsweise wird höchstens 0,1% Kohlenstoff enthaltendes Stahlband in einem Durchlaufofen mit einer Aufheiz- und einer Lösungsglühzone, einer primären Kühlzone, einer Überalterungszone und einer sekundären Kühlzone, einem jeweils dreißig Sekunden bis fünf Minuten dauernden Aufheizen und Lösungsglühen bei einer Temperatur von 650 bis 900⁰C in beiden Zonen unterworfen, alsdann in der primären Abkühlungszone mindestens auf die Ausgangstemperatur des Überalterns abgekühlt und alsdann bei 400 bis 500⁰C überaltert sowie stufenweise oder kontinuierlich zwei bis zehn Minuten lang zwischen 200 bis 50O⁰C abgekühlt sowie bei 200 bis 34O⁰C abschließend überaltert.

Vorzugsweise wird ein den obenerwähnten Bedingungen genügender Stahl mit höchstens 0,1% Kohlenstoff und höchstens 0,30% Mangan nach dem Abgießen, Warmwalzen und Haspeln bei einer Temperatur von 600 bis ]j35O - 2,1 . 10* . (%C)J in üblicher Weise kaltgewalzt sowie in einem Durchlaufofen der vorerwähnten Art geglüht. Beim kontinuierlichen Glühen wird das Band vorzugsweise dreißig Sekunden bis fünf Minuten bei einer Temperatur von 650 bis 1680 - 4,6 . 10^ . (%C) - WW-TemperaturJ in der Aufheiz- und Lösungsglühzone geglüht sowie alsdann in der vorerwähnten Weise abgekühlt und überaltert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in Zeichnung dargestellten Diagramme des näheran erläutert. In der Zeichnung

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zeigen:

Fig. 1 verschiedene Diagramme für ein isothermes und stufenweises überaltern;

Fig. 2 ein Diagramm mit den Erichsen-Werten isotherm und stufenweise überalteter Bleche und

Fig. 3 ein Diagramm mit dem Temperaturverlauf beim kontinuierlichen Glühen.

Im allgemeinen sind Bleche mit gröberem Korn weicher und lassen sich besser kaltverformen; sie besitzen höhere Erichsen- und R-Werte, eine bessere Dehnung, geringere Streckgrenze und eine gutes Alterungsverhalten. Die Korngröße hängt jedoch von der chemischen Zusammensetzung und der Wärmebehandlung ab.

Mangan, Schwefel und Sauerstoff führen zu einer größeren Härte sowie schlechterer Tiefzieh- und Streckbarkeit. Dies ist dadurch bedingt, daß auch diese Elemente in fester Lösung sich befinden und/oder ein feinkörnigeres Gefüge durch Beeinträchtigung der Rekristallisation bewirken. Verbindet sich das Mangan jedoch mit dem Schwefel oder dem Saueräüff zu Mangansulfid und Manganoxyd, dann kommt es nicht zu der vorerwähnten Feinkörnigkeit und Härte oder zu einer Beeinträchtigung der Rekristallisation; vielmehr ergibt sich ein grobkörniges Gefüge, das eine bessere Tiefziehbarkeit und Streckbarkeit bewirkt. In diesem Falle sind

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die Elemente Mangan, Schwefel und Sauerstoff jedoch schädlich, wenn sie in zu großer Menge vorliegen. Wenn der Koeffizient K

xr-MnM At.-Gew. Mn /„/„% At.-GeWo Mn K-^W) - At.-Gew. S¹ ^ - At.-Gew. 0

= (%Mn).- H (JiS) - ig (Jto)

merklich unter 0 liqg;, bedeutet dies, daß Schwefel und/ oder Sauerstoff im Überschuss vorliegen, während, wenn K merklich größer als Nullist, dies bedeutet, daß Mangan im Überschuss vorliegt.

Demzufolge läßt sich eine ausgezeichnete Tiefzieh- und Streckbarkeit erreichen, wenn der K-Wert innerhalb bestimmter Grenzen liegt. Wie bereits erwähnt, ist ein Manganüberschuss an sich schädlich, wenngleich sich ein geringer Manganüberschuss günstig auf das Alterungsverhalten auswirkt. Größere Mengen an Mangansulfid und Manganoxyd führen beim Pressumformen zur Rissbildung. Aus diesem Grunde müssen die Gehalte an Mangansulfid und Manganoxyd so niedrig wie möglich gehalten werden. Kohlenstoffgehalt über 0,1% bewirken eine Erhöhung der Härte, weswegen der Kohlenstoffgehalt höchstens 0,1?i beträgt.

Aus den bereits erwähnten Gründen muß die chemische Zusammensetzung des langsam aushärtenden, kaltgewalzten Stahls für das Pressumformen innerhalb der obenerwähnten Grenzen unter Berücksichtigung des K-Wertes liegen. Dabei sind niedrige Stickstoffgehalte anzustreben, da Stickstoffgehalte unter 25 ppm einige der mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Tiefziehbarkeit und das Alterungsverhalten verbessern.

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Durch die erfindungsgemäße sorgfältige Abstimmung der Gehalte an Mangan, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff und/oder die Temperaturbegrenzung beim Warmhaspeln läßt sich kaltgewalztes Blech herstellen, das als Werkstoff für Karosserieteile besonders geeignet ist und einen Vergleich mit haubengeglühtem Blech ohne weiteres aushält.

Die kaltgewalzten Bleche können beispielsweise aus unberuhigten, gedeckelten oder beruhigtem Stahl mit verschiedenen Legierungszusätzen und Verunreinigungen hergestellt werden, sofern der Kohlenstoffgehalt O,1% nicht übersteigt und die Lehre der Erfindung berücksichtigt wird. Von entscheidender Bedeutung ist dabei die Möglichkeit, das Stahlband unter den erfindungsgemäßen Bedingungen kontinuierlich zu glühen. Beim Haubenglühen werden dagegen Bunde oder Blechzuschnitte einem Lösungsglühen unterworfen und im Stapel abgekühlt, wobei der Wärmekapazität der Stapel so groß ist, daß das Aufheizen auf die Glühtemperatur etwa zehn Stunden dauert. Dementsprechend langsam geht auch das Abkühlen nach dem Lösungsglühen vonstatten und dauert bis zur Raumtemperatur normalerweise mehr als einen Tag.

Da bei dem erfindungsgemäßen kontinuierlichen Glühen das Band den Ofen ungehaspelt durchläuft und sein Wärmeinhalt so gering ist, daß es in kürzester Zeit auf die Temperatur des Lösungsglühens gebracht werden kann, reicht für die Rekristallisation ein dreißig Sekunden bis fünf Minuten dauerndes Glühen zwischen der Rekristallisationstemperatur und 900°C aus, wobei ebenso gute Ergebnisse erzielt werden wie beim Haubenglühen. Bei einer unterhalb der Rekristallisationstemperatur liegenden Glühtemperatur und ei-

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ner Glühzeit unter dreißig Sekunden ist die Rekristallisation ausreichend, während bei Glühtemperaturen über 90O⁰C und Glühzeiten über fünf Minuten keine Verbesserung der Werkstoffeigenschaften festzustellen sind, andererseits jedoch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigt und der R-Wert verringert wird.

Da die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Haubenglühen sehr gering ist, werden die zu Beginn des Abkühl ens in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffatome während des Kühlens entsprechend der Löslichkeitsgrenze des Kohlenstoffs im Gleichgewichtsdiagramm nach und nach als Karbide ausgeschieden. Dementsprechend wird auch die Menge des in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffs geringer, bis ein Lösungshärten nicht mehr stattfindet und demzufolge die Streckbarkeit und das Alterungsverhalten des Stahls besser sind. Beim kontinuierlichen Glühen ist dagegen die Wärmekapazität des durch die Aufheiz- und Lösungsglühzone des Ofens geführten Bandes so gering, daß es sehr rasch, d.h. innerhalb von zehn Minuten auf Raumtemperatur abkühlt» Demzufolge verbleibt ein wesentlicher Teil des zu Beginn des Abkühlens in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffs in fester Lösung und wird die Streckbarkeit und die Alterungsbeständigkeit durch ein damit verbundenes Lösungshärten beeinträchtigt. Um dem zu begegnen, wird das Band mindestens bis zur Temperatur des Überalterns abgekühlt und alsdann bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur des Lösungsglühens überaltert, um den Überschuss an gelöstem Kohlenstoff als Karbid auszuscheiden.

Bei hoher Überalterungstemperatur ist die Diffusionsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs groß urd werden die Karbide inner-

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I₁U Jt P

halb kurzer Zeit ausgeschiedene Andererseits liegt die Löslichkeitsgrenze des Kohlenstoffs dabei so hoch, daß die Menge des in fester Lösung verbleibenden Kohlenstoffs groß ist und der Stahl nicht völlig überaltert ist. Andererseits ist die Diffuionsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs bei niedriger Überalterungstemperatur so gering, daß für ein vollständiges Ausscheiden der Karbide lange Glühzeiten erforderlich sind. Außerdem ist die Löslichkeit des Kohlenstoffs so geling, daß die Restmenge des gelösten Kohlenstoffs sehr gering ist und demzufolge der Stahl völlig überaltert ist.

Somit wirkt sich die Wahl der Überalterungstemperatur einerseits im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und andererseits auf die Streckbarkeit und Qualität aus. Beidem konnten jedoch die herkömmlichen Verfahren nicht gerecht werden.

Erfindungsgemäß wird nun das Band von der Glühtemperatur mindestens auf die Anfangstemperatur des Überalterns abgekühlt und zwei bis zehn Minuten mit einer Anfangstemperatur von 400 bis 500⁰C überaltert, wobei die Temperatur stufenweise oder kontinuierlich auf 200 bis 500⁰C verringert und die Überalterung bei 200 bis 3§0°C vervollständigt wird. Damit ist der Vorteil verbunden, daß die Karbidausscheidung infolge einer hohen Überalterungstemperatur rasch abläuft und die Restmenge des in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffs durch ein Überaltern bei niedriger Temperatur merklich verringert wird, während die Nachteile eines Überalterns bei hoher oder niedriger Temperatur vermieden werden und sich bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktivität eine ausgezeichnete Kaltverformbarkeit ohne die Gefahr einer Alterung durch den in fester

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Lösung befindlichen Restkohlenstoff ergibt.

Das Abkühlen von der Glüht;emperatur auf eine Temperatur unterhalb der Ausgangstemperatur des tJberalterns sollte mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 30°C/sec. erfolgen. Fahrend des Abkühl ens von der Glühtemperatur ist die Diffusionsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs unmittelbar unterhalb der Glühtemperatur noch sehr hoch. Die Abkühlungsgeschwindigkeit in der primären Abkühlungszone sollte daher 30°C/sec. nicht übersteigen, um ein Ausscheiden der Karbide in diesem Stadium zu ermöglichen. Bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit über 3O°C/sec. ist die Kphlenstoffübersättigung zu Beginn des Überalterns hoch und ergeben sich feinere und zahlreichere Kristallisationskeime für die Karbidausscheidung, so daß die Überalterung beschleunigt und demzufolge ein die Verformbarkeit beeinträchtigendes Ausscheidungshärten stattfindet. Bei Abkühlungsgeschwindigkeiten unter 5°C/sec„ entfällt dagegen jeder Vorteil und wird die Produktivität beeinträchtigt. Somit handelt es sich bei der Abkühlungsgeschwindigkeit von 5 bis 3O°C/sec. um bevorzugte, jedoch nicht um wesentliche Werte, d.h. die gewünschten Ergebnisse lassen sich auch mit Abkühlungsgeschwindigkeiten außerhalb der vorerwähnten Bereiche erreichen.

Liegt die Anfangstemperatur beim Überaltern über 500⁰C, dann ist die Kohlenstofflöslichkeit verhältnismäßig groß und die Überalterung ohne Bedeutung₀ Bei Ausgangstemperaturen von 400 bis 500⁰C bilden sich dagegen bei Anwendung der vorerwähnten primären Abkühlungsgeschwindigkeit Karbide an den Korngrenzen. So beträgt beispielsweise die Kohlenstofflöslichkeit bei einem Stahl mit 0,02% Kohlenstoff, bei

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bei 7OO°C 0,02% und bei 400⁰C 0,0036%, so daß der überwiegende Teil des in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffs sich zwischen diesen beiden Temperaturen an den Korngrenzen ausscheidet, während nur wenig Kohlenstoff in fester Lösung verbleibt. Aber selbst diese geringe Menge des noch in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffs beeinträchtigt die Streckbarkeit und die Alterungsbeständigkeit. Kurz vor Beendigung des Überalterns zwischen 200 und 350⁰C scheidet sich jedoch wiederum in fester Lösung befindlicher Kohlenstoff in Form feiner Karbide an den Korngrenzen ab, wordurch die Restmenge des in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffs auf einenn vernachlässigbar kleinen Wert, beispielsweise auf etwa 0,0004% entsprechend der Löslichkeitsgrenze £\Xr Kohlenstoff bei 300⁰C verringert wird.

Die Anwesenheit geringer Mengen des obenerwähnten feinen Karbids in dem Korn ist für die Verzögerung des Alterns ohne Beeinträchtigung der Streckbarkeit günstig, was im Falle des Haubenglühens nicht zu erwarten ist. Scheidet sich der gesamte, beim Lösungsglühen in fester Lösung befindliche Kohlenstoff in Form feiner Karbide im Korn ab, dann findet das obenerwähnte Ausscheidungshärten statt und wird die Streckbarkeit beeinträchtigt, obgleich dies für ein langsames Altern von Vorteil ist.

Erfindungsgemäß vergehen 2 bis 10 Minuten vom Beginn des Überalterns bei 400 bis 500⁰C bis zur Beendigung des Überalterns bei 200 bis 35O⁰C, während derer die Glühtemperatur stufenweise oder kontinuierlich verringert wird« Bei einem weniger als zwei Minuten dauernden Überaltern tritt

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die gewünschte Wirkung nicht ein, während bei Überalterungszeiten über zehn Minuten die Vorteile des Durchlaufglühens hinsichtlich der Produktivitätssteigerung verlorengehen,, Vorzugsweise dauert das Überaltern drei bis sechs Minuten und beträgt die Ausgangstemperatur dabei 400 bis 450⁰C, während die Endtemperatur des Uberalterns bei 250 bis 300°C liegt.

Beim erfindungsgemäßen Überaltern mit kontinuierlich abnehmender Temperatur liegt die Abkühlungsgeschwindigkeit in jedem Punkt der Überalterungszone innerhalb + 3090 der mittleren Abkühlungsgeschwindigkeit, die sich ergibt, wenn die Differenz der Ausgangs- und der Endtemperatur des Überalterns durch die Überalterungszeit dividiert wird. Bei stufenweiser Temperaturerniedrigung wird die Überalterungszone in mindestens zwei isotherme Zonen unterschiedlicher Temperatur unterteilt, die jeweils innerhalb + 30% der mittleren isothermen Überalterungszeit liegen, die sich ergibt, wenn die gesamte Überalterungszeit in sämtlichen isothermen Zonen durch die Zahl der isothermen Zonen geteilt wird. Die Temperatur jeder isothermen Überalterungszone wird dabei innerhalb + 30% der mittleren Temperaturdifferenz gehalten, die sich ergibt, wenn die Differenz zwischen der Ausgangs- und der Endtemperatur des 'Überalterns durch die Zahl der isothermen Überalterungszonen in einer Zeit durchlaufen wird, die geringer als 50% der mittleren isothermen Überalterungszeit ist.

Wenn die vorerwähnten Bedingungen nicht eingehalten werden und das isotherme Überaltern bei 400 bis 500⁰C erfolgt, denn verbleibt eine für die ctrecktarkeit schädliche Menge

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an Restkohlenstoff in fester Lösung und ist der Stahl nicht alterungsbeständig, auch wenn ein langes isothermes Überaltern erfolgt, da die Löslichkeit des Kohlenstoffs innerhalb des vorerwähnten Temperaturbereichs groß ist. Wenn dagegen das isotherme Überaltern ausschleißlich bei 200 bis 350°C erfolgt, dann ist die Ausscheidungsgeschwindigkeit des in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffs so gering, daß lange Überalterungszeiten erforderlich sind und sich keine praktisch verwertbaren Ergebnisse erzielen lassen. .Insbesondere ist ein bloßes isothermes Überaltern bei 200 bis 300⁰C ohne Bedeutung, da sich große Mengen des in fester Lösung befindlichen Kohlenstoffs im Korn in Form feiner Karbide abscheiden und aufgrund des damit verbundenen Ausscheidungshartens die Streckbarkeit beeinträchtigt wird. Das Überaltern erfolgt daher vorzugsweise innerhalb der oben angegebenen Grenzen.

In der sekundären Kühlζone sollte das Band im Interesse einer hohen Produktivität so rasch wie möglich bis nahe an Raumtemperatur abgekühlt werden.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, bei hoher Produktivität kaltgewalztes Stahlband bzw. -blech mit einer Streckbarkeit herzustellen, die sich bislang nur bei Anwendung eines Haubenglühens erreichen ließ. Dabei sind die Eigenschaften des alterungsbeständigen Bandes bzw. Bleches besonders gut, wenn das erfindungsgemäße kontinuierliche Glühen angewandt wird. In diesem Falle ist jedoch die Haspeltemperatur von großer Bedeutung.

Im Rahmen der Erfindung wird zuncähst aus einem unberuhig-

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ten, gedeckelten oder beruhigten Stahl mit höchstens 0,1% Kohlenstoff, höchstens 0,30%, vorzugsweise höchstens 0,25% Mangan, der der Bedingung

0,002.N (ppm) - 0,03 ^ K ^ 0,17 + 0,002.N(ppm) K = (%Mn) - ^l (%S) - H (%0)

genügt, kaltgewalztes Band hergestellt. Dabei wird die Haspeltemperatur nach dem Warmwalzen so eingestellt, daß die Bildung von Mangansulfid und Manganoxyd aus den obenerwähnten Gründen gefördert wird. Wenn das Warmband nach dem Warmwalzen gehaspelt wird, ist nämlich die Abkühlungsgeschwindigkeit sehr gering und wird das Band lange Zeit auf hoher Temperatur gehalten. Insbesondere wenn das Haspeln bei Temperaturen von mindestens 600⁰C, vorzugsweise mindestens 650⁰C erfolgt, wird die Bildung von Mangansulfid und Manganoxyd in starkem Maße gefördert. Andererseits bilden sich bei zu hoher Haspeltemperatur grobe Karbide, die die Gefahr einer Rißbildung beim Pressformen mit sich bringen. Aus diesem Grunde beträgt die Haspeltemperatur vorzugsweise 850-2,1.1O⁵.(%C) .

Das in der vorerwähnten Weise warmge-walzte und gehaspelte Band wird kaltgewalzt und im Durchlaufofen kontinuierlich geglüht, der zu diesem Zwecke mit einer Aufheiz- und Lösungsglühzone, einer primären Abkühlungszone, einer Überalterungszone und einer sekundären Abkühlungszone ausgestattet ist.

Um in der Auf heiz- und Lösungsglühzone ein hinreichend grobes Korn einzustellen, dauert das Lösungsglühen mindestens

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dreißig Sekunden bei einer Temperatur nicht unter der Rekristallisationstemperatur. Andererseits ergeben sich bei einem langer als fünf Minuten dauernden Lösungsglühen keine speziellen Vorteile hinsichtlich der Korngröße, sondern wird lediglich das Lösungsglühen höchstens fünf Minuten dauern. Bei zu hoher Glühtemperatur bilden sich grobe Karbide, die die Gefahr einer Rißbildung beim Pressformen mit sich bringen. Deswegen sollte die Glühtemperatur auf die Haspeltemperatur abgestellt werden. Dies ist der Fall, wenn die Temperatur des Lösungsglühens zwischen 65O⁰C und 1680-4,6-10³.(%C)-Haspeltemperatur ⁰C liegt und fünf bis dreißig Sekunden geglüht wird.

Darüber hinaus sollte das sekundäre Abkühlen auf 40°C so schnell wie möglich erfolgen, um eine hohe Produktivität zu erreichen. Das auf unter 40⁰C abgekühlte Band kann nach dem Verlassen der sekundären Kühlzone noch einen 1 bis 1,5%-igen Dressieren unterworfen werden, um das Auftreten einer ausgeprägten Streckgrenze zu vermeiden und etwaige Fließfiguren zu beseitigen. Außerdem kann das Blech noch gerichtet und mit Rostschutzöl oder einem festen Schmiermittel für das Pressformen versehen sowie anschließend gehaspelt werden_e

Beispiel 1

Brammen aus einem im Konverter gefrischten und gedeckelten Stahl mit 0,04% Kohlenstoff, 0,23% Mangan, 0,010% Schwefel, 0,011% Phosphor, 0,01% Silizium, 0,042% Sauerstoff und 15 ppm Stickstoff, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte

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Verunreinigungen, wurden nach einem fünfstündigen Ausgleichsglühen bei 1200⁰C bis auf eine Banddicke von 2,6 mm mit einer Endtemperatur von890°C warmgewalzt und alsdann bei 71O⁰C gehaspelt. Nach einem Säurebeizen wurde das Warmband bis auf eine Dicke vonO,8 mm kaltgewalzt und elektrolytisch gereinigt sowie anschließend zwei Minuten im Salzbad bei 700°C rekristallisierend geglüht. Alsdann wurde das Band entsprechend den Diagrammen der Fig. 1 fünf Minuten in Salzbädern mit einer Temperatur von 600, 500, 400 und 300⁰C sowie im ölbad mit einer Temperatur von 200⁰C isotherm und stufenweise überaltert. Die Abkühlungsgeschwindigkeit von der Glüht§mperatur bis zur Ausgangstemperatur des überalterns betrug 10 bis 15°C/sec«

Die Erichsen-Werte der verschiedenen Proben ergeben sich aus dem Diagramm der Fig. 2, dessen Proben G, H und J unter die Erfindung fallen und sich durch besonders hohe Erichsen-Werte auszeichnen, die denen einer Vergleichsprobe X entsprechen, die vier Stunden bei 700°C haubengeglüht wurde.

Beispiel 2

Blöcke aus drei unberuhigten Konverstählen mit 0,04% Kohlenstoff, 0,22 bis 0,24% Mangan, 0,01% Silizium, 0,008 bis 0,012% Schwefel, 0,010 bis 0,012% Phosphor, 0,032 bis O,O41% Sauerstoff und 9 bis 12 ppm Stickstoff, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen wurden entsprechend Beispiel 1 warmgewalzt, gehaspelt und kaltgewalzt. Das Band wurde anschließend durch einen vertikalen

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Durchlaufofen mit einer elektrolytischen Bandreinigung an der Eingangsseite und einem ausgangsseitigen Dressiergerüst und Ölbeschichter geführt» Dabei wurde das Band den aus dem Diagramm der Fig. 3 ersichtlichen Glühzyklen a, b und c unterworfen und schließlich mit einer Querschnittsabnahme von 1,5% dressiert. Die mechanischen Eigenschaften des solchermaßen behandelten Barides sowie einer Vergleichsprobe, die aus einem vier Stunden bei 700⁰C im Bund geglühten und mit derselben Querschnittsabnahme dressierten Band stammt, ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle I₀

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Tabelle I

	(a)	(b)	(c)	haub eng e— glüht
Streckgrenze (cb)	18,8	21,1	26,5	19,2
Zugestigkeit (cb)	32,1	32,3	35,6	32,4
Dehnung (%)	47,0	42,6	38,1	46,0
Erichsen-Wert(mm)	10,9	9,7	9,2	10,9
Härte (HRB)	40	44	53	41

Die Daten der Tabelle I zeigen, daß sich bei einem erfindungsgemäßen Glühen (a) mit nur dreiminütigem Überaltern mechanische Eigenschaften ergeben, die denen eines im Bund geglühten Bandes entsprechen.

Beispiel 3

Ein Stahl mit 0,0496 Kohlenstoff, 2,24% M_angan, 0,01% Silizium, 0,015% Schwefel, 0,013% Phosphor, 0,040% Sauerstoff und 15 ppm Stickstoff, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen wurde bis auf eine Dicke von 2,6 mm warmgewalzt, bei 680⁰C gehaspelt und zu einem 0,8 mm dicken Band kaltgewalzt. Das Band wurde dann innerhalb 70 Sekunden auf 700⁰C erwärmt, eine Minute bei dieser Temperatur gehalten und mit unterschiedlichen

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Abkülilungsgeschwindigkeiten von 1O°C/sec, 3O°C/sec, 6O°C/sec und 1OO°C/sec auf die Ausgangstemperatur des Überalterns von 45O⁰C abgekühlt, eine Minute auf dieser Temperatur gehalten, innerhalb von 25 Sekunden von 450⁰C auf 35O⁰C abgekühlt, eine Minute bei dieser Temperatur überaltert und anschließend innerhalb 2 Minuten auf Raumtemperatur abgekühlt sowie mit einer Querschnittsabnahme von 1,596 dressiert.

Die Untersuchung verschiedener Proben führte zu den in Tabelle II zusammengestellten Werte, die deutlich erkennen lassen, daß die außerhalb der Erfindung liegenden· primären Abkühlungsgeschwindigkeiten von 60°C und 1oo°C/sec niedrige Erichsen-Werte und demzufolge eine schlechte Streckbarkeit ergeben.

Tabelle II

	10	30	60	100
Primäre Abkühlungs- . geschwindigk.(°C/sec)	19,1	19,0	21,6	23,8
Streckgrenze (cb)	32,1	32,8	33,7	33,5
Zugfestigkeit (cb)	47,5	48,0	44,3	40,4
Dehnung (%)	10,9	10,8	10,2	9,9
Erichsen-Wert(mm)	41	40	43	46
Härte (HRB).

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Beispiel 4

Verschiedene gedeckelte Stähle 1 bis 7 und ein aluminiumberuhigter Stahl 8, die sämtlich im Konverter gefrischt wurden und die aus Tabelle III ersichtliche Zusammensetzung besaßen, wurden mit einer Endtemperatur von 890 bis 900⁰C bis auf eine Dicke von 2,6 mm warmgewalzt, bei verschiedenen, aus Tabelle III ersichtlichen Temperaturen gehaspelt, in Säure gebeizt und zu 0,8 mm dickem Band kaltgewalzt. Die Stähle 1 bis 6 wurden im Durchlaufofen innerhalb 70 Sekunden auf eine Temperatur von 700⁰C gebracht, eine Minute bei dieser Temperatur gehalten, mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 15°C/sec auf die Ausgangstemperatur des Überalterns von 450°C abgekühlt, stufenweise, und zwar jeweils eine Minute bei 45O⁰C, 35O⁰C und 250⁰C isotherm bei Übergangszeiten von 20 Sekunden zwischen den isothermen Stufen überaltert sowie innerhalb 80 Sekunden auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einer'Querschnittsabnahme von 1,3% dressiert.

Dagegen wurden die Bunde der Stähle 7 und 8 vier bzw. sechzehn Stunden bei 700⁰C kastengeglüht und alsdann mit einer Querschnittsabnahme von 1,5% dressiert. Die mechanischen Eigenschaften der Stähle 1 bis 8 sind in der nachfolgenden Tabelle IV zusammengestellt. Dabei zeigt sich, daß die erfindungsgemäßen Stähle 1 und 2 jeweils eine Streckgrenze-und Dehnung, einen R-Wert und einen Erichsen-Wert entsprechend dem haubengeglühten und aluminiumberuhigten Stahl 8 sowie eine im Vergleich zu diesem bessere Verformbarkeit besitzen. Obgleich das Alterungsverhalten etwas schlechter ist als das des aluminiumberuhigten Stahls 8 ist die Streckgrenzendehnung im Vergleich zu dem haubengeglühten und gedeckelten Stahl 7 nach dem Überaltern wesentlich geringer und ergibt eine hohe Alterungsbeständigkeit.

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	K	C 00	0	0 0	^Ta	belle	Ill	,011 0	P 00	787	0	0 Ο/ο)	N Al gel. (Si)
	-ο,	0,03	0	0				,011 0	,012	766	0	,045	0,0012
	0,	0,04	012 -0	0	Si (SO	Mn S 00 00	,012 0	,011	766	0	,038	0,0019
Stahl	0,	0,04	008 004		0,01	0,22 0	,013 0	,014	766 703	0	,052	0pD21
1	0, ο,	0,04	000	0,01	0,19 0	,011 0	,013	766	0	,039	0,0019
2	0,	0,07	002	0,01	0,17 0	,011 0	,013	766	0	,031	0,0017
3	-ο,	0,04	-	0,01	0,37 0	,013 0	,010	745	0	,045	0,0015
4		0,04	0,01	0,19 0	,012 0	,012		0	,048	0,0014
5		0,05	0,01	0,22 0		,013			,005	0,0048 0,038
6	Ί	0,01	0,35 0	Haspel- E temp.(⁰C)		F
7	018	0,01	0,31 0	710		832	erfindungsgemäß
8	008	K	K₂	680		816	erfindungsgemäß
		,046	0,182	680		816	K-Wert zu klein
		,041	0,208	680 750		816 608	K-Wert und Mn zu hoch Haspeltemp.zu *Vi r\r Vt**
		,029	0,212	570		946	Ii(JO IX Haspeltemp.zu niedrig kastengeglüht
		,214 ,065	0,208 0,204	570		946	kastengeglüht
		,046	0,200	550		900
		,163	0,198
		-	-

0,002 · N (ppm) - 0,03 0,17 + 0,002 · N (ppm)

.850 - 2,1 · 10³x (96C) 1680 - 4,6 · 10³ · (%C)

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Tabelle IV

Stahl Streck- Zugfestig- Deh-

frenze keit nung

cb) (cb) (96)

R Erichsen- Dehnung nach Wert 1OO°C/1 h

(mn) (96)

1	19,9	32,8	48	1,73	11,1	1,3
2	20,1	33,0	47	1,69	11,2	1,5
3	22,6	34,1	42	1,38	10,3	2,8
4	23,2	34,4	41	1,26	9,8	3,2
5	24,1	34,8	41	1,48	9,6	2,3
6	23,8	34,5	42	1,25	9,8	2,7
7	19,8	33,1	45	1,30	10,8	5,2
8	20,2	32,4	47	1,72	11,0.	0,0

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Claims

2348Ό62 NIPPON STEEL CORPORATION No. 6^3, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku, Tokio /Japan Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines alterungsbeständigen Tiefziehstahls mit 0,1% Kohlenstoff und höchstens 0,30% Mangan für kaltgewalztes Band, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehalte an Stickstoff, Mangan, Schwefel und Sauerstoff entsprechend

0,002 · N ppm - 0,03 < K < 0,17 + 0,002 · N ppm K (JiMn) -

eingestellt werden.

2. Verfahren zum Herstellen von Kaltband unter Verwendung eines nach Anspruch 1 hergestellten Stahls, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl warm- und kaltgewalzt sowie kontinuierlich geglüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kaltgewalzte Band überaltert wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Band höchstens 5 Minuten zwischen Rekristallisationstemperatur und 90O⁰C geglüht uni
überaltert wird.

900⁰C geglüht und höchstens 10 Minuten "bei 300 Ms 500°C

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kaltgewalzte Band kontinuierlich durch einen Ofen mit einer Aufheiz- und Lösungsglühzone, einer primären Kühlzone, einer Uberalterungszone und .einer sekundären Kühlzone geführt und dabei in der Aufheiz- und Lösungsglühzone 30 Sekunden bis 5 Minuten bei 650 bis 900⁰C geglüht, in der primären Abkühlungszone mindestens bis auf die Ausgangstemperatur des Überalterns abgekühlt, mit einer Ausgangstemperatur von 400 bis 500°C überaltert und alsdann stufenweise oder kontinuierlich innerhalb 2 bis 10 Minuten auf 200 bis 500⁰C abgekühlt sowie abschließend bei 200 bis 35O°C überaltert wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband bei 600 bis JT 850 - 2,1·10³ (%C)_J gehaspelt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsglühen bei einer Temperatur von 650 bis £~ 1680 - 4,6 · 10^ · (96C) - Warmwalztemperatur_7 ⁰C erfolgt.

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