DE2348152A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING STEEL HOLLOW BODY WITH POLYGONAL CROSS SECTION - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING STEEL HOLLOW BODY WITH POLYGONAL CROSS SECTIONInfo
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Description
Verfahren zum Herstellen stählerner Hohlkörper mit polygonalem Querschnitt Process for the production of steel hollow bodies with a polygonal cross-section
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen stählerner Hohlkörper mit polygonalem Querschnitt. Dabei bezieht sich die Erfindung insbesondere auf abgeschreckte und getemperte Hohlkörper aus Stahl, die polygonale Querschnittsformen, wie quadratische oder rechteckige.Querschnitte besitzen. Derartige stählerne Hohlkörper besitzen hohe Streckgrenzen und hohe Zugfestigkeiten zusammen mit großen Kerbschlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen.'The invention relates to a method for manufacturing steels Hollow body with a polygonal cross-section. The invention relates in particular to quenched and tempered hollow bodies made of steel that have polygonal cross-sectional shapes, such as square or rectangular cross-sections. Such steely Hollow bodies have high yield strengths and high tensile strengths together with high notched impact strength at low Temperatures. '
Bis heute sind zur Herstellung stählerner Hohlkörper mit polygonalem Querschnitt lediglich zwei Arbeitsweisen bekannt geworden. Bei dem ersten bekannten Verfahren wird durch Auswalzen auf einer Walzenstraße ein im wesentlichen rundes Rohr erzeugt , welchem die angestrebten Querschnittsabmessungen undTo this day, steel hollow bodies with polygonal Cross-section only two ways of working become known. The first known method is by rolling a substantially round tube is produced on a roller train, which tube has the desired cross-sectional dimensions and
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Querschnittsformen mit Hilfe eines geeigneten Walzgerüstes erteilt werden, nachdem zuvor das runde Rohr hergestellt worden ist. Bas Auswalzen von der runden auf die eckige Querschnittsform wird dabei bei einer Temperatur von etwa 593 "bis 816 0C ausgeführt. Bei dem zweiten bekannten Verfahren wird das Rohr auf herkömmliche Weise in der Wärme ausgewalzt, dann auf etwa 704 0C erhitzt und durch ein geeignetes Walzgerüst geführt, um das ursprüngliche Rohr auf einen polygonalen Querschnitt auszuwalzen. Die Wärmebehandlung der ausgewalzten Erzeugnisse hat jedoch zu einer Beeinträchtigung der ebenen Flächen geführt, die das zulässige Naß überschreitet. Somit sind die physikalischen Eigenschaften derartiger Erzeugnisse, wie Festigkeit und Zähigkeit, auf das Ausmaß beschränkt, welches allein der chemischen Zusammensetzung zuzuschreiben ist. Der US-Patentschrift; 2 748 059 ist ein "Verfahren zu entnehmen, nach welchem ein abgeschrecktes und getempertes Rohr mit rundem Querschnitt hergestellt wird, wobei jedoch zusätzliche kleine Reduktionen nach dem Abschrecken und dem Tempern erforderlich sind, um die dabei hervorgerufenen kleineren Verwerfungen "bzw. Beeinträchtigungen der Oberfläche wieder zu entfernen.Cross-sectional shapes are given with the help of a suitable roll stand, after the round tube has previously been produced. Bas rolling out of the round on the polygonal cross-sectional shape is in this case carried out at a temperature of about 593 "to 816 0 C. In the second known method, the tube is rolled in a conventional manner at elevated temperature, then heated to about 704 0 C and passed through a The heat treatment of the rolled products has, however, resulted in deterioration of the flat surfaces exceeding the allowable wetness. Thus, the physical properties of such products, such as strength and toughness, are affected Extent which is solely attributable to chemical composition. U.S. Patent No. 2,748,059 discloses a "method by which a quenched and tempered tube of circular cross-section is made, but with additional small reductions after quenching and tempering are required in order to achieve the result fenen smaller faults "resp. To remove impairments of the surface again.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen stählerner Hohlkörper mit polygonalem Querschnitt zu schaffen, welches die Erzeugung von solchen derartigen Hohlkörpern gestattet, die auch frei von kleineren Beeinträchtigungen bzw. Verwerfungen sind.The invention is therefore based on the object of a method to create steel hollow bodies with a polygonal cross-section, which allows the production of such hollow bodies permitted, which are also free of minor impairments or distortions.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein hohles Stahlrohr mit im wesentlichen runden Querschnitt warm gewalzt, dieses Rohr bei einer oberhalb der A^-Temperatur des betreffenden Stahles liegenden Temperatur austenitisiert, nachfolgend in Wasser abgeschreckt und dann wieder auf Temper-Temperatur erhitzt wird, die oberhalb der Temperatur des Spannungsfreiglühens und unterhalb der A .-Temperatur liegt, wobei das Rohr auf dieser Temper-Temperatur getempert wird und daß das RohrThis object is achieved according to the invention in that a hollow steel tube with an essentially round cross-section is hot-rolled, this pipe at a temperature above the A ^ temperature of the relevant The steel is austenitized at the lying temperature, then quenched in water and then back to tempering temperature is heated, which is above the temperature of the stress relief annealing and below the A. temperature, wherein the tube is tempered at this tempering temperature and that the tube
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innerhalb defe Temper-Temperaturbereiches auf die angestrebte polygonale ©juerschnittsform ausgewalzt und an Luft abgekühlt wird. -within the defined tempering temperature range to the desired polygonal cut-out shape rolled out and cooled in air will. -
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hohlkörper mit polygonales^ Querschnitt besitzen hohe Streckgrenzen , ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeiten und Dehnungseigenschaften , die eine Folge der Abschreckungs- und Temperschritte sind, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Auswalzen des Rohres auf die angestrebte polygonale Querschnittsgestalt innerhalb des Temper-Temperaturbereiches vorgeschrieben sind.The hollow bodies produced by the process according to the invention with a polygonal cross-section have high yield strengths, excellent notched impact strengths and elongation properties which is a consequence of the quenching and annealing steps are, which according to the inventive method before Rolling of the pipe to the desired polygonal cross-sectional shape is prescribed within the tempering temperature range are.
Als Ausgangsmaterial für das Verfahren nach der Erfindung ist jeder Stahl geeignet, der die Erzeugung abgeschreckter und getemperter Rohre ermöglicht. Vorzeugweise wird ein Si-Al-beruhigter Stahl als Ausgangsmaterial benutzt, der etwa 0,2 % Kohlenstoff , 1,45 % Mangan und 0,06 % Vanadium enthält. Diese Stahlzusammensetzung ist martensitisch und besitzt gute Schweißbarkeit. Any steel that enables the production of quenched and tempered tubes is suitable as the starting material for the method according to the invention. A Si-Al killed steel is preferably used as the starting material, which contains about 0.2 % carbon, 1.45% manganese and 0.06% vanadium. This steel composition is martensitic and has good weldability.
Die Austenitisierung wird bei einer Temperatur durchgeführt, die oberhalb der A^-Temperatur des gewählten Ausgangsmaterials liegt. Für die meisten Stähle heißt das, daß die Austenitisierungstemperatur oberhalb von 843 0C liegt, wobei in der Regel in einem Temperaturbereich, zwischen 871 und 954 0C gearbeitet wird.-Die Austenitisierung wird vorzugsweise in einem gasbeheizten Ofen bei Luftüberschuß in der Glühatmosphäre ausgeführt, wobei die Glühdauer geeignet zu wählen ist, daß eine gleichmäßige Erhitizung des. Rohres gewährleistet ist.Austenitizing is carried out at a temperature which is above the A ^ temperature of the selected starting material. For most steels, this means that the austenitizing temperature is above 843 0 C, wird. die being carried out usually in a temperature range 871-954 0 C austenitization is preferably carried out in a gas fired oven at an excess of air in the annealing atmosphere, the duration of the glow is to be selected appropriately so that uniform heating of the tube is guaranteed.
Die mit Hilfe von Wasser vorgenommene Abschreckung wird dadurchausgeführt, daß das Rohr durch eine Anzahl von mit Wasser betirebenen Abschreckstufen hindurchgeführt wird, um zu gewährleisten, daß die Oberfläche des Rohrumfangs hunderprozentig mitThe water quenching is carried out by that the pipe is passed through a number of water-operated quenching stages to ensure that the surface of the pipe circumference with one hundred percent
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Abschreckwasser in Berührung kommt. Das Rohr wird auf eine Temperatur von etwa 66 0C abgeschreckt, wobei das Abschrecken jedoch auf alle Temperaturen unterhalb von 93 °C vorgenommen werden kann.Quenching water comes into contact. The tube is quenched to a temperature of about 66 0 C, the quenching may be carried out, however, at all temperatures below 93 ° C.
Die Temper-Temperatür liegt gerade oberhalb der Temperatur des Spannungsfreiglühens, und gerade unterhalb der unteren kritischen Umwandlungstemperatur des Stahles, d.h. gerade unterhalb der A .-Temperatur. Bei den meisten Stählen wird das Tempern in einem Temperaturbereich zwischen etwa 621 und 663 0C durchgeführt. Das Rohr wird hinreichend lange getempert, um zu gewährleisten, daß das Rohr auf eine gleichmäßige Temper-Temperatur gebracht wird.The tempering temperature is just above the temperature of the stress relief annealing, and just below the lower critical transformation temperature of the steel, ie just below the A. Temperature. In most steels, the annealing is carried out in a temperature range between about 621 and 663 0 C. The tube is tempered long enough to ensure that the tube is brought to a uniform tempering temperature.
Das Rohr wird auf die angestrebte polygonale Querschnittsform ausgewalzt, während es sich auf einer innerhalb des genannten Temper-Temperaturbereiches liegenden Temperatur befindet. Als polygonale Querschnittsformen können beispielsweise abgerundete quadratische, abgerundete rechteckige oder andere angestrebte Querschnitte verwendet werden. Das Auswalzen auf die angestrebte Querschnittsform erfolgt üblicherweise mit Hilfe geeigneter Valzgerüste, in denen die erforderlichen Stiche ausgeführt werden können.The pipe is rolled out to the desired polygonal cross-sectional shape, while it is on one within said Temper temperature range is located temperature. For example, rounded cross-sectional shapes can be used as polygonal cross-sectional shapes square, rounded rectangular, or other desired cross-sections can be used. Rolling out to the desired Cross-sectional shape is usually done with the help of a suitable Rolling frames in which the required stitches can be made.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisse sind frei von Oberflächenfehlern, wie Verwerfungen und dergleichen, besitzen hohe Kerbschlagzähxgkeiten, hohe Streckgrenzen und ausgezeichnete Bruchfestigkeiten.The products produced by the method according to the invention are free from surface defects such as warping and the like, have high impact strengths, high yield strengths and excellent breaking strengths.
Zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung wurden zwei Stähle der in Tafel 1 zusammengestellten chemischen Zusammensetzung in einem elektrischen Ofen erschmolzen und zu Rohren mit einem Durchmesser von 10 Zoll (266,7 ™i) ausgewalzt. Diese Rohr-Rohlinge wurden anschließend zu nahtlosen Rohren mit einem äußeren Durchmesser von 10-5/8 Zoll (269,87 mm) ausgewalzt. Eine Hälfte der erzeugten. Rohr-Rohlinge einer jeden ZusammensetzungTo explain the method according to the invention, two steels with the chemical composition listed in Table 1 were used melted in an electric furnace and rolled into 10 inch (266.7 ™ i) diameter tubes. These Tube blanks were then rolled into seamless tubes with an outer diameter of 10-5 / 8 inches (269.87 mm). One Half of the generated. Tube blanks of any composition
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besaß Wandstärken von 3/8 Zoll (9»52 mm),.während die andere Hälfte Wandstärken von 1/2 Zoll (12,7 mm) besaß. Die vanadiumärmeren Rohre wurden bei 871 0C austenitisiert, während die vandiumreicheren Bohre bei 84-9°0 in einem Stoßofen austenitisiert wurden, wobei die Glühdauer 100 min je 25,4- mm Wandstärke betrug. Daran schloß sich die V/a ss erab sehr eckung mit Hilfe von Wasser an, welches eine Temperatur von etwa 33 °C besaß. Die Rohre mit einer Wandstärke von 1/2 Zoll wurden mit einer Geschwindigkeit von 7»8 m/min abgeschreckt, während die Rohre mit einer Wandstärke von 3/8 Zoll mit einer Geschwindigkeit von 10,8 m/min abgeschreckt wurden. Anschließend wurde ein Teil der Rohre bei 635 G und ein anderes Teil bei 663 C getempert. Alle Tempervorgänge wurden bei einer Gesamtοfenzeit von 72 min ausgeführt, wonach die runden Rohre zu quadratischen Rohren auf der Temper-Temperatür ausgewalzt wurden. Dieses Auswalzen erfolgte mit Hilfe einer fünfgerüstigen Walzstraße, die die geeigneten Quadrat-Kaliber besaß. Die fertiggestellten Erzeugnisse wurden dann an Luft abgekühlt.had wall thicknesses of 3/8 "(9» 52 mm), while the other half had wall thicknesses of 1/2 "(12.7 mm). The vanadium poorer pipes were austenitized at 871 0 C, while the vandiumreicheren Drill were austenitized at 84-9 ° 0 in a pusher furnace, the annealing time was 100 min depending 25,4- mm wall thickness. This was followed by the V / a ss erabung with the help of water, which had a temperature of about 33 ° C. The 1/2 inch tubes were quenched at a rate of 7 »8 m / min, while the 3/8 inch tubes were quenched at a rate of 10.8 m / min. Subsequently, some of the tubes were tempered at 635 G and another part at 663 C. All tempering processes were carried out with a total oven time of 72 minutes, after which the round tubes were rolled out to form square tubes on the tempering tempering door. This rolling took place with the aid of a five-stand rolling mill which had the appropriate square calibres. The finished products were then cooled in air.
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Tafel 1Table 1
Mh P S Si Al V ' Cu Ni Cr Mo N2Mh PS Si Al V 'Cu Ni Cr Mo N 2
Stahl Nr. 1 0,22 1,4-9 0,011 0,019 0,45 0,064 0,037 0,01 0,16 0,08 0,01 0,008 Stahl Hr. 2 0,22 ;1,51_0,O09 0,019 0,47 0,067 0,071 0,01 0,16 0,08 0,01Steel No. 1 0.22 1.4-9 0.011 0.019 0.45 0.064 0.037 0.01 0.16 0.08 0.01 0.008 Stahl Mr. 2 0.22; 1.51_0, O09 0.019 0.47 0.067 0.071 0.01 0.16 0.08 0.01
CO OOCO OO
O CDO CD
COCO
cn icn i
caapprox 0000 cncn
K)K)
Tafel 2 zeigt die me c3iani sehen Eigen schaft en, die im Zugversuch an zwei lediglich gewalzten und an erfindungsgemäß abgeschreckten und getemperten Rohren ermittelt wurden. Aus den in der folgenden Tafel 2 zusammengestellten Ergehnissen ist ersichtlich, daß eine Mindest-Streckgrenze von 52,73 kg/mm bei allen Wandstärken bis 1/2 Zoll (12,7 im) erzielbar ist.Table 2 shows the me c3iani properties that are found in the tensile test were determined on two tubes that were merely rolled and that were quenched and tempered according to the invention. From the The results compiled in Table 2 below show that a minimum yield strength of 52.73 kg / mm can be achieved with all wall thicknesses up to 1/2 inch (12.7 in).
0 9:8 13/09730 9: 8 13/0973
coco coco
O CDO CD
dium
GehaltVana
dium
salary
stärke
(mm)Wall
strength
(mm)
tisierungs-
tem-Deratur
T8OAustenitic
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T 8 O
festig
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(kg/min^)fracture
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(kg / min ^)
Deh
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(mm)Stay
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0,070.04
0.07
grenze2 Stretching
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72,9869.25
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18,2817.78
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und
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Temperature
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52,0748.16
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72,6372.42
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27,5■ 30.0
27.5
22,0921.84
22.09
2E-S1E-S
2E-S
63,1462.29
63.14
67,1166.33
67.11
35,034.0
35.0
21,3321.33
21.33
1B-S1A-N
1B-S
635635
635
56,4655.82
56.46
1D-S ·1C-N
1D-S
663663
663
66,9466.23
66.94
35,035.0
35.0
21,59 · .22.35
21.59 ·.
56,8158.07
56.81
80,4878.32
80.48
29,030.0
29.0
22,8622.35
22.86
1I-N1G-S
1I-N
663663
663
72,4268.94
72.42
70,4973.67
70.49
32,531.0
32.5
24,1322 * 09
24.13
2B-S2A-N
2B-S
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67,0964.26
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72,1371.15
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36,033.5
36.0
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21.08
60,0159.47
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I II I
Die an der Charpy V-Probe ermittelten Kerbschlagzähigkeiten waren ausgezeichnet. Es wurde 100%rige Abscherung (100% shear) und 12,8 mkg Arbeitsaufnahme (energy absorption) an einer 2/3-Probe bei -79 0C ermittelt.The notched impact strengths determined on the Charpy V sample were excellent. It was (shear 100%) determined 100% membered shearing and 12.8 mkg up work (energy absorption) on a 2/3 sample at -79 0 C.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß das Verfahren nach der Erfindung zu abmessungsgetreuen abgeschreckten und getemperten stählernen Hohlkörpern mit polygonalem Querschnitt führt, die hohe Streckgrenzen, ausgezeichnete Eerbfestigkeiten und ausgezeichnete Dehnungseigenschaften besitzen«From the above it follows that the method according to Invention leads to dimensionally accurate quenched and tempered steel hollow bodies with a polygonal cross-section, the high yield strength, excellent inheritance strength and have excellent elongation properties «
409813/09 7 3409813/09 7 3
Claims (8)
liegt.6. The method according to claim 1, characterized in that it is marked
lies.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |