DE2446825C2

DE2446825C2 - Verfahren zur Herstellung eines kaltverformten Stahlbleches und von daraus hergestellten tiefgezogenen Gegenständen

Info

Publication number: DE2446825C2
Application number: DE19742446825
Authority: DE
Inventors: Rollin Earl Dayton Ohio Hook
Original assignee: Armco Steel Co LP
Current assignee: Armco Steel Co LP
Priority date: 1974-10-01
Filing date: 1974-10-01
Publication date: 1982-03-11
Also published as: DE2446825A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kaltverformten Stahlbleches einer Dicke von 0,5 bis 2,29 mm mit einer Streckgrenze von mindestens N/mm² durch Nitrieren einer Stahllegierung nach Kaltverformung derselben bei erhöhter Temperatur in einer Ammoniak/Wasserstoff-Atmosphäre sowie ein Verfahren zur Herstellung von tiefgezogenen Gegenständen aus einem kaltverformten !Stahlblech einer Dicke von 04 bis 2,29 mm mit einer Streckgrenze von mindestens 345 N/mm² durch Nitrieren des tiefgezogenen Gegenstandes bei erhöhter Temperatur in eine Ammoniak/Wasserstoff-Atmosphäre,

Die derzeit verfügbaren hochfesten Stahlbleche weisen aufgrund ihrer begrenzten Duktilität und Ziehbarkeit keine ausreichenden Tiefzieheigenschaften auf. Das gilt insbesondere für die Herstellung von kaltverformten Stahlblechen einer Dicke von 0,5 bis ?,?9 mm, bei denen die bisher erzielbare Streckgrenze für eine Verformung durch Tiefziehen unzureichend ist Die Verfestigung von Stahloberflächen durch Wärmebehandlung in einer ammoniakhaltigen Atmosphäre unter Ausbildung einer Eisen-Stickstoff-Austenit-Struktur, die durch Abschrecken in eine Martonsit-Struktur mit einer hohen Oberflächenhärte überführbar ist wird bereits seit vielen Jahren praktiziert Bekannte Nitrierverfahren sind in »ASM Metals Handbook;'.» Ausgabe 1948, Seiten 697 bis 702 und in den darin genannten Literaturstellen beschrieben. Nach der derzeitigen Praxis wird das Nitrieren bei bestimmten Stählen, wie z. B. solchen des Nitraüoy-Typs, austenitischcn rostfreien Stählen, SAE-Stählen und ähnlichen Stählen, im bearbeiteten und wärmebehandelten Zustand durchgeführt, um eine große Verschleißfestigkeit unter Beibe- haltung der Oberflächenhärte bei erhöhter Temperatur und eine gute Beständigkeit gegen bestimmte Arten der Korrosion erzielen. Diesbezüglich sei auch auf die US-Patentschrift 33 99 085 verwiesen, in der die Nitrierung eines Stahls vom »Nitralloy-Typ« beschrie-

JO ben ist Das Nitrieren von Nitrid-bildende Legierungselemente enthaltenden Stählen wird von L. S. Darken in »Transactions AIME«, Band 150 (1942), Seiten 157 bis 171 diskutiert Das Nitrieren von Eisen-Aluminium-Legierungen in einer Ammoniak/Wasserstoff-Atmosphäre wird von H. H. Podgurski et al. in »Transactions Met Soc. AIME«, Band 245 (1969), Seiten 1595 bis 1608 beschrieben.

In einem Artikel von V. A. Phillips und A. V. Seybolt in »Transactions Met. Soc. AIME«, Band 242 (1968), Seiten 2415 bis 2422 werden nitrierte Eisen-Aluminium-Legierungen und Eisen-Titan-Legierungen miteinander verglichen. Aus diesem Artikel ist zu entnehmen, daß eine 1% Titan enthaltende Legierung eine wesentlich höhere Oberflächenhärte entwickelt als eine 1% Aluminium enthaltende Legierung wegen der sehr geringen Teilchengröße des gebildeten Titannitrids, die weniger als 15 nm beträgt. Darin ist angegeben, daß der Durchmesser der Nitridteilchen innerhalb des Bereiches von 10 bis 40 nm oder darunter liegen muß, um eine

maximale Härte zu erzielen. Die Teilchengröße der Aluminiumnitride in der darin beschriebenen Aluminium enthaltenden Legierung ist jedoch wesentlich größen Von R. A. Grange et al. wird in »Boron, Calcium, Columbium and Zirconium in Iron and Steel«, John Wiley and Sons Inc., Seiten 173 bis 179 die Verwendung von Niob als Legierungselement in Nitrierstählen diskutiert Darin ist angegeben, daß sich Niob bei Temperaturen oberhalb 399⁰C mit Stickstoff leicht

μ verbindet, wenn es in der zur Verbindung mit dem gesamten Kohlenstoff erforderlichen Menge im Überschuß vorhanden ist, wobei eine Erhöhung der Oberflächenhärte des Stahls erzielt wird. In der US-Patentschrift 36 71 334 ist ein mit Niob modifizierter nitrierter Stahl mit einem mittleren Kohlenstoffgehalt, der weniger als 0,02% Aluminium, Zirkonium, Vanadin und Titan enthält, beschrieben. Dabei wird dem geschmolzenen Stahl vor dem Abstich

3 4

genügend freier Stickstoff zugesetzt, um ihm Reckalte- Formkörpers gehärtet worden sind. In der Regel ist die

rungseigenschaften zu verleihen. Im warmgewalzten Streckgrenze der nicht-gereckten Bereiche gleich oder

oder kaltgewalzten Zustand weisen derartige Stähle etwas höher als die Streckgrenze des Stahlbleches, aus

eine Streckgrenze von 345 bis 483 N/mm² auf, die nach dem der Formkörper durch Tiefziehen hergestellt

dem Recken und Dehnen bis auf einen Wert innerhalb ί worden ist, d, b„ sie beträgt etwa 138 bis etwa

des Bereiches von 483 bis 62 J N/mm² zunimmt, 207 N/mm², Die kaltverfestigten Bereiche weisen

In der US-Patentschrift 36 73 008 ist die Carbonitrie- Streckgrenzen auf, die etwa 207 bis etwa 552 oder

rung eines Niob enthaltenden Stahls durch Erhitzen 690 N/mm² betragen, je nach Stärke der Reckung

eines Fonnkörpers aus dem kaltverformten Stahl auf (Dehnung) oder Verformung. Wenn ein solcher

eine Temperatur oberhalb der Dehnungsrekristallisa- io Formkörper anschließend einer Wärmebehandlung

tionstemperatur, jedoch unterhalb der kritischen unterworfen wird, weisen die gereckten (gedehnten)

Aj-Teinperatur des Stahls in einer carbonitrierenden Bereiche eine Rekristallisation und ein übermäßig Atmosphäre, die Kohlenwasserstoffe und Ammoniak starkes Komwachstum auf, was eine unerwünschte

enthält, beschrieben. Ziel der darin beschriebenen Erweichung zur Folge hat.

Erfindung ist es, die durch Reckung induzierte 15 Der in der US-Patentschrift 36 71334 gemachte Kornvergröberung durch Zugabe von 0,006 bis 0,018% Vorschlag, einen Formkörper durch Dehnungsalte- Niob zu einem 0,05 bis 0,15% Kohlenstoff enthaltenden rungshärtung mittels Kohlenstoff oder Stickstoff zu Kohlenstoffstahl zu verhindern. Darin ist angegeben, verfestigen, kann dann nicht angewendet werden, wenn

daß durch Carbonitrierung eine harte, verschleißfeste gute Tiefzieheigenschaften erwünscht sind. Stähle, die

Hülle auf dem geformten Körper entsteht Der 20 mehr als vernachlässigbar gering durch Dehnungsalte- Fachmann mußte daraus schließen, daß die unerwünsch- rungshärtung verfestigt werden können, besitzen selbst

te ferritische Kornvergröberung durch Niobcarbid-Aus- im warmgewalzten oder kaltgewalzten Zustand eine

Scheidungen gehemmt wird. Solche Carbidausscheidun- verhältnismäßig hohe Festigkeit und niedrige Duktilität

gen müssen in Form einer feinen Dispersion vorliegen, und können daher nicht tiefgezogen werden. Darüber

um eine ausreichende Beständigkeit gegen Kornvergrö- 25 hinaus ist der Effekt der Verfestigung, der bei der

berung zu erzielen. Eine derartige feine Dispersion wird Dehnungsalterungshärtung erzielt wird, verhältnismä-

in den Stählen des in der US-Patentschrift 36 73 008 ßig gering und liegt in der Größenordnung von

beschriebenen Typs erhalten aufgrund des hohen 69 N/mm², wobei in den nicht-gedehnten Bereichen von

Kohlenstoffgehaltes, der die kritische A_rTemperatur aus solchen Stählen hergestellten Formkörpern in der

beträchtlich herabsetzt (auf etwa 723° C). io Praxis keine Verfestigung erzielt wird.

Kohlenstoffarmi Stähle, wie sie erfindungsgemäß Aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 61 801 ist

verwendet werden, verhalten sich jeHoch, wie angenom- die Herstellung von kaltverformtem Stahlblech in

men wurde, völlig anders, da kohienstoffarme Stähle Verbindung mit dem Nitrieren des Stahlbleches in einer

eine wesentlich höhere kritische ^i-Temperatur aufwei- Ammoniak/Wasserstoff-Atmosphäre zur Erhöhung der

sen und die nach dem Verfahren der US-Patentschrift 33 Streckgrenzenwerte bekannt Die Nitrierung gemäß

36 73 008 entstehenden Niobcarbidteilchen als zu grob Stand der Technik ist jedoch auf die Behandlung von

für die Hemmung eines ferritischen Kornwachstums Stahlblechen bestimmter Dicken beschränkt

anzusehen sind. Auch aus den Fachbüchern »Handbuch der Sonder-

Die Oberflächenhärtung bzw. Einsatzhärtung von Stahlkunde« von E. Houdremoßt, \95ri„ Band 1, Seiten verhältnismäßig massiven Teilen durch Nitrieren, wie w 266 bis 272 und »Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen«, sie üblicherweise angewendet wird, unterscheidet sich 1965, Seiten Q 45 bis 1 bis Q 45 bis 5 ist bekannt, daß grundlegend von der Verfestigung eines warmgewalz- Stähle des anmeldungsgemäß verwendeten Typs durch ten oder kaltgewalzten kohlenstoffarmen Stahlbleches. Kaltwalzen auf Blechdicken der anmeldungsgemäßen Die bisherigen Vorschläge, Legierungseiemente, wie Größenordnung je nach Kaltwalzgrad bei Temperatu-Niob, der Stahllegierung zuzusetzen, um eine Oberflä- 45 ren Ober 600°C rekristallisierend geglüht und schließlich chenhärtung zu erzielen oder eine unerwünschte u.a. zu Karosserieteilen tiefgezogen werden können. Kornvergröberung zu verhindern, führen nicht zu einer Die mit diesen bekannten Materialien erzielbaren Erhöhung der Festigkeit von tiefgezogenen Teilen aus Streckgrenzen sind jedoch immer noch unzureichend, einem Stahlblech mit Tiefziehqualität Trotz des Die der in der vorliegenden Anmeldung beschriebe* vorstehend geschilderten umfangreichen Standes der >o nen Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht Technik ist es nämlich bisher nicht gelungen, das darin, in einem kaltgewalzten, wegen des geringen Problem der Erhöhung der Festigkeit von tiefgezoge- Kohlenstoffgehaltes und der Mikrolegierungszusätze nen Teilen aus einem Stahlblech ohne Verlust der tiefziehfähigen Stahlblech die Streckgrenze des Mateerforderlichen Duktilität und Ziehbarkeit des Stahls, die rials vor dem Tiefziehen auf mindestens 483 N/mm² zur Herstellung des tiefgezogenen Teils erforderlich ist, « bzw. nach dem Tiefziehen auf mindestens 345 N/mm² zu zu lösen. Die derzeitige Praxis wird beherrscht von der erhöhen.

Vorstellung, daß die Erhöhung der Festigkeit stets auf Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, Kosten der Duktilität, Ziehbarkeit und/oder Streckbar- daß nach der Herstellung einer Stahllegierung einer

keit geht Auch ist bisher die Legierungs-Stickstoff-Aus- spezifischen Zusammensetzung aus dem dabei erhalte-

scheidungshärtung auf einen kohienstoffarmen Stahl ⁶⁰ nen Stahl durch Kaltwalzen ein Stahlblech einer Dicke

mit Tiefziehqualität niemals angewendet worden. Wenn von 0,5 bis 2,29 mm hergestellt und dieses zur Erhöhung

ein solcher Stahl in Form eines Bleches tiefgezogen der Streckgrenzenwerte unter Einhaltung spezifischer

wird, weist der fertige Formkörper bekanntlich Bedingungen nitriert wird, woran sich das Tiefziehen zu

Bereiche mit einer niedrigen Streckgrenze auf, sofern dem gewünschten Formkörper anschließt, wobei das

diese Bereiche nicht durch Recken (Dehnen) oder <>i Tiefziehen zur Herstellung des gewünschten Formkör-

Verformen kaltverfestigt worden sind, und außerdem pers auch vor der Nitrierung durchgeführt werden kann,

weist er auch Bereiche mit einer hohen Festigkeit auf, Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur

die durch Recken (Dehnen) oder Verformen des Herstellung eines kaltverformten Stahlbleches einer

Dicke von 0,5 bis 2,29 mm mit einer Streckgrenze von mindestens 483 N/mm² durch Nitrieren einer Stahllegierung nach Kaltverformung derselben bei erhöhter Temperatur in einer Ammoniak/Wasserstoff-Atmosphäre, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Stahllegierung, bestehend aus

weniger als 0,010% Kohlenstoff,

höchstens 0,004% Stickstoff,

0,02 bis 0,04% Gesamt-Aluminium,

0,05 bis 0,6% Mangan,

höchstens 0,035% Schwefel,

höchstens 0,01 ^c/o Sauerstoff,

Spuren Phosphor,

Spuren Silicium,

0,08 bis 0,10% Titan und

0,03 bis 0,06% Niob oder

0,03 bis 0,06% Zirkonium,

Rest Eisen mit zufälligen Verunreinigungen,

nach dem Kaltwalzen 1 bis 3 Stunden lang bei 593 bis 732° C in einer 3 bis 6 VoI.-% Ammoniak enthaltenden Wasserstoffatmosphäre nitriert und abschließend tiefgezogen wird.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von tiefgezogenen Gegenständen aus einem kaltverformten Stahlblech einer Dicke von 0,5 bis 2,29 mm mit einer Streckgrenze von mindestens 345 N/mm² durch Nitrieren des tiefgezogenen Gegenstandes bei erhöhter Temperatur in eine Ammoniak/ Wasserstoff-Atmosphäre, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Stahllegierung, bestehend aus

weniger als 0,010% Kohlenstoff,

höchstens 0,004% Stickstoff,

0,02 bis 0,04% Gesamt-AIuminium,

0,05 bis 0,6% Mangan,

höchstens 0,035% Schwefel,

höchstens 0,01 % Sauerstoff,

Spuren Phosphor,

Spuren Silicium,

0,0fe bis 0,10% Titan und

0,03 bis 0,06% Niob oder

0,03 bis 0,06% Zirkonium,

Rest Eisen mit zufälligen Verunreinigungen,

nach dem Kaltwalzen tiefgezogen und abschließend 1 bis 3 Stunden lang bei 593 bis 732° C in einer 3 bis 6 Vol.-% Ammoniak enthaltenden Wasserstoffatmosphäre nitriert wird.

Die technologische Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß ein wegen seines äußerst geringen Kohlenstoffgehaltes weiches und daher eine sehr geringe Festigkeit aufweisendes kaltverformtes Stahlblech einer Dicke von OJ bis 2,29 mm durch die vorgeschlagene spezifische Nitrierbehandlung in einen Werkstoff mit erhöhter Streckgrenze unter Beibehaltung der für das Tiefziehen benötigten Duktilität überführt werden kann. Entscheidend ist bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Einhaltung einer niedrigen Ammoniakkonzentration bei der Nitrierbehandlung. Durch die Einhaltung der anmeldungsgemäßen Verfahrensparameter wird eine weitgehende Durchnitrierung des anmeldungsgemäß zu behandelnden Werkstoffes erreicht, während nach dem Stand der Technik die Nitrierung des Behandlungsgutes auf bestimmte Schichtdicken beschränkt ist. Nach dem erfindungsgernäöen Verfahren kann ein kohlenstoffarmer, in bezug auf Carbid-, Nitrid- und Carbonitridbildner mikrolegierter Stahl einerseits nach dem Kaltwalzen und vor dem abschließenden Tiefziehen nitrierf(erste Variante) und andererseits nach dem Kaltwalzen und Tiefziehen abschließend nitriert werden (zweite Variante), Dabei ι kommt im Hinblick auf die anmeldungsgemäße Aufgabenstellung der beanspruchten Nitrierbehandlung in einer 3 bis 6 Vol.-% Ammoniak enthaltenden Wasserstoff atmosphäre bei 593 bis 732° C während der Dauer von 1 bis 3 Stunden eine entscheidende

in Bedeutung zu, um auf diese Weise die gewünschte Streckgrenzenerhöhung des kaltgewalzten Stahlbleches vor dem Tiefziehen zu erhalten. In einem kombinatorischen Effekt mit dieser Nitrierung stehen die dem Stahl zulegierten Nitridbildner Titan und Niob oder Zirkoni-

ii um zu den angegebenen, auf die Anwendung der Mikrolegierungstechnik hinweisenden Mengenbereiche.

Anders als bei den bekannten Nitrierverfahren wird bei der erfindungsgemäß angewendeten Legierungs-

.'() stickstoffausscheidungsverfestigimg die Bildung einer Eisen-Stickstoff-Austenitstruktur durch Erhitzen auf höhere Temperatur für einen kürzeren Zeitraum und bei einer niedrigeren Ammoniakkonzentration in der Atmosphäre als bei der typischen Nitrierung vermieden.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß in Gegensatz zur konventionellen Durchführung der Nitrierung nach der Wärmebehandlung keine Abschreckung durchgeführt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Eigenschaften, die beim Nitrieren anderer Stahltypen

jr; erwünscht sind, wie z. B. eine hohe Oberflächenhärte bei erhöhter Temperatur, eine hohe Verschleißfestigkeit, eine hohe Dauerstandfestigkeit und eine gute Beständigkeit gegen bestimmte Arten der Korrosion, weder erreicht noch angestrebt

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden verhältnismäßig billige Legierungselemente einem kohlenstoffarmen Stahl zugesetzt und für einen verhältnismäßig kurzen Zeitraum wird eine verhältnismäßig niedrige Wärmebehandlungstemperatur angewendet, so daß das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt kommerziell vorteilhaft ist, weil zu seiner Durchführung keine speziellen Apparaturen erforderlich sind.
Wie oben angegeben, wird die Ammoniakkonzentra-

•r, tion in der Glühatmosphäre bei der angewendeten Temperatur und Zeit bei einem ausreichend niedrigen Wert gehalten, um die Bildung von Eisennitrid oder einer Austenitstruktur und damit eine hohe Oberflächenhärte und eine geringe Festigkeit zu vermeiden.

so Die Atmosphäre, in der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, enthält 3 bis 6 Vol.-% Ammoniak, der Rest besteht aus Wasserstoff. Ein Teil des Wasserstoffs kann auch durch ein Inertgas, wie z. B. Stickstoff oder Argon, ei setzt sein, vorausgesetzt, daß eine geeignete Einstellung des Verhältnisses von Ammoniak zu Watserstoff erfolgt, so daß keine Bildung eines Eistmnitrids oder Eisen-Stickstoff'Austenits auftritt.

Es wurde gefunden, daß eine in dieser Atmosphäre innerhalb des Temperaturbereiches von 593 bis 732°C, vorzugsweise von 593 bis 704⁰C, durchgeführte Wärmebehandlung zu einer schnellen Diffusion des Stickstoffs in den Stahl und zu einer Umsetzung des Stickstoffs mit dem Nitrid-bildenden Legierungselement unter Bildung von kleinen, gleichmäßig dispergier-

*-, ten Nitridteilchrn führt, deren Größe innerhalb des Bereiches von etwa 20 bis etwa 30 nm liegt Normalerweise ist dafür eine Zeit von 1 bis 3 Stunden bei dieser Temperatur ausreichend.

Bei der Wärmebehandlung eines tiefgezogenen Formkörpers mit gedehnten und kaltgehärteten Bereichen ist es bevorzugt, als Nitrid bildendes Element sowohl Titan als auch Niob oder sowohl Titan als auch Zirkonium zuzugeben. Die Anwesenheit von mindestens 0,03% Niob oder Zirkonium (bestimmt durch Analyse bei Raumtemperatur) verhindert die Rekristallisation und die nachfolgende Erweichung der gedehnten Bereiche des tiefgezogenen Formkörpers, wenn dieser Wärme ausgesetzt wird. Bei der Anwendung auf tiefgezogene Formkörper wird dadurch die Streckgrenze in den nicht-gedehnten Bereichen auf einen Wert von mindestens 345 N/mm^: erhöht, und die Sireckgrenze der gedehnten Bereiche wird aufrechterhalten oder sogar noch erhöht.

Wenn das erfindungsgemüße Verfahren auf die Verfestigung eines kaltgewalzten Blechmaterials im nicht-tiefgezogenen Zustand mit einer Dicke innerhalb Rci-pirhps vnn O 5 hU 7 ?Q m

digkeit so gering, daß die bei der angegebenen Temperatur erforderliche Zeit unwirtschaftlich ist. Oberhalb 732°C muß die Ammoniakkonzentration so gering gehalten werden, daß die treibende Kraft für die Diffusion unzureichend wird. Außerdem sind die bei einer Temperatur über 732°C entstehenden Nitride gröber und tragen deshalb weniger zur Verfestigung bei. Schließlich sollte bei der Wärmebehandlung von tiefgezogenen Formkörpern mit kaltverfestigten Bereichen eine Temperatur oberhalb 732°C vermieden werden wegen des übermäßigen Kornwachstums und der daraus folgenden Erweichung.

Innerhalb des Temperaturbereiches von 593 bis 704 C und der Ammoniakkonzentration von 3 bis 6 Vol.-% liegt die Wärmebehandlungszeit innerhalb des Bereiches von 1 bis i Stunden. Unter solchen Bedingungen diffundiert der Stickstoff bis in eine Tiefe, die ausreicht, um die durchschnittliche Streckgrenze des

bis 1.52 mm. angewendet wird, wird die Streckgrenze auf einen Wert von mindestens 483 N nun' erhöht, d. h. auf einen Wert, wie er bei einem kohlenstoffarmen Stahl bisher nicht erzielbar war. Ein solches Produkt weist eine ausgezeichnete Verformbarkeit aiii und daraus können fabrikmäßig tiefgezogene Formkörper hergestellt werden.

Die Temperatur und die Ammoniakkonzentration in der (jlühatmosphäre hängen wechselseitig voneinander ab und bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollten sie umeekehr' proportional variiert werden. Die Zeit ist eine weitere, aavon abhangige Variable, die eber.um. umgekehrt proportion.,;! z;;r Tcmper.iuir und /ur Aiimoniakkonze η trat ion ist. Es winde gefunden, dall die Geschwindickeit der Diffusion des Stick'.toffs ;n d<.-n St.ihl de: gesehwindifkeitsbestiniincnde Schritt ;<■: >:.: d'-c Reaktionsgeschwindigkeit des StkkMufi- mil den l.egie rungselemerüen verliii^r.i^mal¹.;^ hoch iv. I .,ic. iuiil· einer Temperatur \c,n 59 3" C is; die Diffus»/i^goi.Iiw iii-

Ta'-cik

zu:iL n: (j-jv.

207 N/niiti-' auf ein Minimum von 345 N/mm' zu erhöhen. Ein dünnes, d.h. bis zu etwa 1.52mm dickes, kaltgewalztes Stahlblech, das I bis 2 Stunden bei 704 C wiirmcbehandelt worden ist. wird durch Legterungs-Mickstoff-Ausscheidung in fein dispcrgierter Form praktisch über die gesamte Dicke verfestigt und man erhält eine Streckgrenze von 483 N'ntm·'. Ein dickeres warmgewalztes Stahlblech kann bei etwas niedrigeren Temperai· -en wärmebehandelt werden, wobei es in diesem falle nur auf einem Teil seiner Dicke, jedoch bis zu einer Tiefe nitriert wird, die ausreicht, um eine durchschnittliche Streckgrenze von mindestens >45 N/mm- und bis zu etwa 58b N/rr-vn- zu erzielen.

in den nachfolgenden Tabellen und Beispielen sind die experimentellen Daten für eine Reihe von Titan. Niob. Zirkonium öder Mischungen davon enthaltende Stahlchargcn angegeben. Zum Vergleich ist darin auch eir. :>pisches. mit Aluminium beruhigtes Stahlblech \on Zichqualität angegeben, da« außer Al inlniiim keinci Nitridbildner enthält.

Nr

Mn

I	B !(190073	0.040	0.015	0.0029	0.019	0.30	0.068	0.109	-	-
					0.019		ι insgesamt ι	0.110	0.12	_
					0.011		0.035	-	0.066	-
					0.019		(in Lösung)	0.095	0.039	—
2	V 845-2	0.0042	0.0036	0.0041	0.011	0.3]	0.004	0.049	-	0.19
■;	V 845-3	0.0043	0,0045	0,0022	0.017	0.3'!	0.031	-	0.063	-
4	800162-V	0.0044	0.0057	0.0012	0.015	0.4	0.030	0.084	0.058	_
5	225O35O-V	0.002	0.0036	-	0.014	0.32	0.047	0.078
6	2260778-V	0.0042	0,0031	-	0.33	0.029
7	V 796-3	0,0055	0,0050	0,0018	0.30	0.12
8	2260566-V	0.004	0,0030	-	0,33	0.040
9	2260914-V	0,003	0.0045	-	0J2	0.044

Bei der Probe des Beispiels t handelte es sich um eine ts warmgewalzt und im Labor kaltgewalzt wurde. Bei den

in einem Walzwerk hergestellte, mit Aluminium Proben der Beispiele 2. 3 and 7 handelte es sich um itn

beruhigte Charge von Ziehqualität die keiner Vakuum- Labor hergestellte, im Vakuum geschmolzene Chargen,

entgasung unterworfen wurde, die jedoch im Walzwerk die einer Warmwalzung und Kaltwalzung im Labor

ίο

unterworfen wurden. Bei den Proben der Beispiele 4, 5, 6, 8 und 9 handelte es sich um in einem Walzwerk hergestellte, im Vakuum entgaste, mit Aluminium beruhigte, in Einern Walzwerk warmgewalzte und im l.abor kaltgewalzte Chargen.

In der nachfolgenden Tabelle Il werden die Eigenschaften und der Stickstoffgehalt repräsentativer Chargen in verschiedenen Verarbeitungsstufen gezeigt.

Im Ausgangszustand waren alle Proben bis auf eine Dicke von 1,02 mm kaltgewalzt und vollständig geglüht. Nach dem Glühen wurden die Proben auch einer 20%igen Kaltreduktion (Kaltwalzung) bis auf eine Dicke von 0,81 mm unterworfen, um die beanspruchten (gedehnten) und/oder deformierten Bereiche von gezogenen Formkörpern zu simulieren.

Tabelle II Wärniebchaiulell in einer AlmospliJi .· ;ius 3 Vol.-".· Nil, ¹J7 WiI.-",. ||.

/list.Ulli	Si.capii-r	i/c in /imliMiukeil in	IK¹IlIUIlIi! Ill	Dehnuni! .in ilcr	N
	N/min	N/nim		Strcckcren/c in

1 SKI	24X	34 X	37.0	I I.I I 3.7	I f,( M ^Λ 0.015
2 SKI.	26S	37(1	30.5	}.}
MM (
i Stil.	330	430	26.5	3.0	0.056
2 Sld.	35X	44X	23.0	3.0	0.07X
""04 (
1 Stil.	354	4X6	24.5	2.2	0.13
J Stil	354	492	21.5	1.6
UiUK-*;.!/! 20	412	412	10.5	0.0	-
-93 C
I Sld	356	435	19.0	2.6
2 Sld.	344	429	25.5	2.5
649⁰C
I Std.	3SX	476	19.0	2.6	-
2 Sld.	394	4X2	19.0	2.6	-
704° C
I Std	33 X	4X9	20.0	0.0	-
2 Std.	33X	50X	17.0	0.0	-
Beispiel 2
wie geliefert	126	290	42.0	0.0	0.0036
593=C
1 Std.	25S	374	2i.5	0.7	0.012
2 Std.	490	563	17,0	1.4	-
649°C
I Std.	526	640	14.0	1,4	0,047
2 Std.	708	790	12.5	1.5	0,079
704⁰C
1 Std.	609	677	14,0	1,5	0.094
2 Std.	587	673	13,0	0,0	-
kaltgewalzt 20%	414	435	7,0	0,0	0,0036
593°C
1 Std.	399	444	16,0	0,0	-
2 Std.	586	630	12,0	0,8	-

I	Tiihcllc Il (Iortsct/i	11	MU)	Slreekuren/e in	24 46	825	10.0	12	-
	/usliitul	N/nim			12.(1
						Dehnung ;ιη ilcr
	Hcispicl 2			/uglesligkeit in Dehnung in	11.0	Slreckgren/e in "..
	649°C	664	N /mm
	1 SUl.
	2 Ski			(2.0	I.I	O.(HH>
	7O4ⁿ(	625	707		l.S
	1 SUl.	5X^l>	7K3	30.0		O₁OIi
	2SkI.			IX.O	l.S
	Hcispicl 3	I.'.'	(rs		0.0
	\mc iicliclcrt		„>J(,	I l.o		0.047
	5')3°C	231		9.0	it.o	0.092
	1 SUl.	471	2^l>2	12.5		0.11
	2 SUl.			12.0	o.⁷
	64^lJ°C	551	353	4.5	1.4	0.0045
	1 Stil.	720	550
	2 SUl.	60S		15.0	I M)
	1 Stil.	625	6IS	10.5	11.0
	2 Stil.	402	S05		O₁O
	k.iltgcw.il/t 20 '		6S(I	10.5	0.0
	S')3°C	406	70S	10.0	0.0
	1 SuI.	5') I	453
	2 SUl.			10.5	0.0
	64Q⁰C	620	447	11.0	0.0	-
	I Std.	77')	635
	2 Std.			37.0	0.(1	0.0057
	704⁰C	656	665		0.(1
	1 Std.	647	825	35.5		0.012
	2 Std.			*15,0)**	0.0	-
	Beispiel 4	164	720		0.0
	wie geüefert		728	18,0		0,029
	593°C	274		12.0	0.0	0.069
	IStd.	385	336
	2 Std.			20.0	5.0	0,074
	649°C	353	350	22.0	4.3	-
	IStd.	491	449	4,0		0,0057
	2 Std.				2.7
S	704⁰C	390	408	14.0	3.3	-
¥	IStd.	431	550	9.0		_
ϊ	2 Std.	469			3,2
I	kaltgewalzt 20%		489		2,9
S	593°C	420	532	0,0
S	IStd.	515	505
I	2 Std.			1,8
		460	0.8
§		540
I

13

Tabelle Il (lortsel/ung)

/llslillHI

lieispjel 4

1 SKI.

2 ski.

I Sl,I : sid.

Slrcckgrr.n/L· Mi /iigl'csliuki'il in I Jc N/ninr N/ninv

460

M4

4'H)

Dchmmt! an dor Slrofkürcit/c in ".

4.3

W 11¹ 1!L¹UCICt	I.V	.ill	■MM'
>')3 C
I Slil.	25S	2.N4	2S.0
2 Sill.	457	52'i	I'l.o
1 Ski	4S3	5(>o	ι '.ο
2 Ski.	"15	""O	1 !.Il
Ί)4''(·
I Ski.	(.00	to»	i Ό
2 Ski.	OH.	„Ή.	1 -.0
k.iltueual/l 20	4"5	M. \h	!.i
5')3'C
1 Ski.	453	4 S 5	1 1 .o
2 Ski.	(.21	MO	Ί.Ι)
1 Slit	(.24	(.52	I !.>
2 Ski.	"¹Hl	NlN	lll.ll
I Ski.	(>54	_m)	12.5
2 Ski.	(.70	"14	12.0
Beispiel 6
wie geliefert	!43	3IW	40.5
593^CC
I Sid.	302	384	29.5
2 Std.	470	511	19.0
649°C
1 Std.	516	566	15.0
2 Std.	618	680	13.0
704⁰C
IStd.	509	565	17.0
2 Std.	528	598	16.0
kaltgewalzt 20%	437	470	5.0
593°C
IStd.	442	478	14.0
2 Std.	580	609	11.0

LI il.')

2.0

1.5

II.Il

Ι'.Ο (i.O

3.6

π.οΐιι

11.(12')

ο.οο;. ι

0ΛΚ)93

2.7	0.032
2.0	0.067
2.5	0,080
2.1	-
0.0	0,0031
3.7	—
3.7	_

Tabelle Il (Fortsetzung)

Zustand

Streckgrenze in Zugfestigkeit in Dehnung in % N/mm² N/mm³

Dehnung an der %N Streckgrenze in %

Beispiel 6

649°C	570	596	»1,0	3,0
1 Std.	650	681	14,0	2,8
2Std.
704⁰C	568	611	16,0	2,8
IStd.	561	611	16,0	2,8
2 Std.
Beispiel 7	159	334	37,5	0,0
wie geliefert
593°C	225	344	37,5	1,5
IStd.	286	374	32,0	4,1
2 Std.
649°C	373	432	24,0	5,1
I Std.	460	494	19,0	3,8
2 Std.
704⁰C	434	507	17,5	3,3
IStd.	471	550	18,0	3,7
2 Ctd.	474	505	3,5	0,0
kaltgewalzt 20%
593°C	398	437	13,0	0,0
1 Std.	450	481	14,5	2,2
2 Std.
649°C	446	486	12,0	2,0
IStd.	595	622	9,5	2,5
2 Std.
704⁰C	555	600	12,0	3,9
IStd.	579	640	13,0	2,8
2 Std.

*) Zefbfach in der Nähe oder außerhalb der MeBmarke.

Die vorstehende Tabelle Il zeigt, daß der mit Aluminium beruhigte Stahl von Ziehqualität der Probe 1, wenn er einer Nitrierung unter den gleichen Bedingungen wie die übrigen Stähle der Beispiele 2 bis 7 unterworfen wurde, nur eine sehr geringe Verfestigung aufwies. Die mäßige Erhöhung der Streckgrenze geht in erster Linie auf die Dehnungserhöhung an der Streckgrenze zurück. Außerdem trat eine gewisse Verfestigung als Folge des Stickstoffs in fester Lösung in dem Stahl auf.

Ein direkterer Vergleich zwischen dem Verfestigungseffekt von Titan und demjenigen von Aluminium ergibt sich aus den Beispielen 2 und 3, wobei das Beispiel 2 nur Titan als Nitridbildner und das Beispiel 3 die gleiche Menge an Titan plus 0,031 % Aluminium enthielt. Daraus geht hervor, daß in bezug auf die Verfestigung durch Zugabe Von Aluminium kein vorteilhafter Effekt erzielt wurde. Der einzige Unterschied war der, daß der nur Titan enthaltende Stahl des Beispiels 2 ein« Dehnung an der Streckgrenze entwickelte, was be demjenigen des Beispiels 3 bei den gleichen Gesamt Stickstoffkonzentrationen nicht auftrat. Dies ist natür lieh auf die Tatsache zurückzuführen, daß Aluminiurr zum Binden von Stickstoff zur Verfügung stand, wa<

dazu führte, daß weniger Stickstoff in fester Lösung vorhanden war.

Es geht außerdem daraus hervor, daß die Zunahme

der Streckgrenze in den Niob und Zirkonium enthaltenden Stählen der Beispiele 4 bzw. 7 nicht so ausgeprägi war wie bei den Titan enthaltenden Stählen. In beider Fällen wurden jedoch durch einstündige Wärmebehandlung bei 649 bis 704⁰C Streckgrenzen von mehr als 345 N/mm²erzielt.

Bei dem Beispiel 5 handelte es sich um eine Ausführungsform eines verhältnismäßig hochlegierten Titan und Niob enthaltenden Stahls, der eine Zunahme

230 210/19!

der Streckgrenze aufwies, die praktisch die gleiche wie bei den Beispielen 2 und 3 war.

In dem Beispiel 6, das geringere Legierungszusätze an Titan und Niob als Beispiel 5 erläutert, trat eine beträchtliche Erhöhung der Streckgrenze auf, obgleich diese nicht so hoch war wie in dem höher legierten Beispiel 5.

Die für die einer Kaltreduktion (Kaltauswalzung) von 20% unterworfenen Proben (zum Simulieren der Beanspruchung oder Deformation, die aus dem ι ο Tiefziehen resultiert) angegebenen Streckgrenzen zeigen, daß die Verfestigung, weiche die Ausscheidung von Legierungsnitriden begleitete, sich zu der Kaltverformungsverfestigung addierte, so daß eine Gesamterhöhung der Festigkeit auch dann erzielt wurde, wenn ein 1ί geringer Festigkeitsverlust durch teilweise Erholung auftrat Die vorteilhafte Festigkeit eines nitrierten kaltverformten Materials gegenüber einem nitrierten, soeben geglühten Material ist auf die Legierungsnitrid-Keimbildung und -Ausscheidung an Versetzungen und auf die erhöhte Löslichkeit des Stickstoffs in einem gespannten Gitter zurückzuführen.

Die Dehnungswerte nach dem Nitrieren waren im Hinblick auf die erzielten Streckgrenzen verhältnismäßig hoch. Diese Dehnungswerte zeigen, daß nach dem Nitrieren des Bandmaterials eine gewisse begrenzte Verformung, beispielsweise eine Biegung oder ein kurzes Nachrichten, durchgeführt werden konnte. Bei den einer Kaltreduktion von 20% unterworfenen Proben nahmen die Dehnungswerte zu zusammen mit jo einer Erhöhung der Streckgrenze aufgrund der Erholung.

Wie oben angegeben, führt die Wärmebehandlungsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Erhöhung des Stickstoffgehalts in der festen Lösung in dem Stahl sowie des in Form von Nitriden mit Titan und Niob oder Zirkonium gebundenen Stickstoffs. Es wurde gefunden, daß die Gesamtmenge an Stickstoff, der von dem Stahl aufgenommen worden ist, die Menge überschreiten kann, die erforderlich ist, um den normalen Gleichgewichtslösungsbedingungen zu genügen, plus derjenigen, die erforderlich ist, um die Legierungen in Nitride umzuwandeln.

Dieser überschüssige Stickstoff kann dem an Versetzungen eingefangenen Stickstoff, dem an der Nitrid-Ferrit-Grenzfläche adsorbierten Stickstoff und der Erhöhung der Gitterlöslichkeit in gedehntem Ferrit zugeschrieben werden.

Von Bedeutung sind in der Tabelle II auch die Werte, die für die zweistündige Nitrierung bei 794° C in 3% Ammoniak angegeben sind. In den meisten Fällen trat innerhalb von 2 Stunden eine Abnahme der Streckgrenze gegenüber den bei 649°C erzielten Maximalwerten auf aufgrund der Bildung von gröberen Legierungsnitrid-Teilchen. Auf der Oberfläche der bei 704" C nitrierten Proben bildete sich ein dünner Austenitrand, deshalb sollte zur Vermeidung der Bildung eines Eisenstickstoffaustenitrandes die Ammoniakkonzentration bei einer zweistündigen Wärmebehandlung bei 704⁰C etwas unterhalb 3% liegen.

Die folgende Tabelle IH zeigt einen Vergleich zwischen der durch Wärmebehandlung in einer Atmosphäre aus 3% Ammoniak und 97% Wasserstoff erzielten Verfestigung und derjenigen, die in einer Atmosphäre aus 6% Ammoniak und 94% Wasserstoff erzielt wurde.

Tabelle III

Einfluß der Ammoniakkortzenlraliort auf kaltgewalzte und geglühte 1,02 mm-Bleche

Beispiel Nr. und Zustand	IStd.	IStd.	I Std.	Streck grenze in N/mm²	NH₃ - 97 VoL-% Hj Zug- Dehnung festig- in % kcit in N/mm³	23,5	Dehnung an der Streck grenze	%N	6 Vol.-% Streck grenze in N/mm²	NH,-94Vol.-%H₂ Zug- Dehnung festig- in % keit in N/mm²	18,0	Dehnung an der Streck grenze	Auste- nit- rand
Stahlprobe 2	IStd.	IStd.	1 Std.			14,0					12,5
593°C	IStd.	IStd.	I Std.	260	375	14,0	0,7	0.012	395	493	3,0	0,8	Nein
649°C	Stahlprobe 3	Stahlprobe 4	527	638		1,4	0,047	755	845		0,5	Nein
7W C	593°C	593°C	610	680	30,0	1,5	0,094	640	720	20,0	0,7	Ja
649⁰C	649°C			11,0					8,0
704⁰C	704°C	231	355	12,5	0,7	0,011	364	465	1,5	0,5	Nein
550	618		0,0	0,047	835	890		0,0	Nein
610	680	35,5	0,0	0,11	679	721	28,0	0,0	Jb
		18,0					9,5
275	356	20.0	5,0	0,012	310	385	15.0	5,0	Nein
355	410	2,7	0,029	507	575	2,5	Nein
390	489	3.2	0.074	446	550	2.9	Ja

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I Nr.

1 Std.

IStd.

Ji VnI.-"..

NII.; -')7

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Dehnung

%N

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Dehnung

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IStd.

an der

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nit-

und Zu

IStd.

Streck

Zug

Dehnung

Streck

Zug

Dehnung

Streck

r.inU

Stahlprobe 6

Stahlprobe 7

grenze

festig

in "'»

grenze

festig

in "..

grenze

593°C

in

keit in

in %

in

keit in

in %

649°C

N/mnr

N/mm'

N/mnr

N/ninv

704⁰C

0,3

0,010

0,7

Nein

Stahlprobe 5

0,9

0,029

0,0

Nein

593°C

258

384

28,0

1,9

0,098

378

474

18,0

1,2

Ja

649°C

483

560

17,0

738

790

5,5

7fJ4°C

600

660

15,5

2,5

0,0093

675

760

4,0

3,8

Nein

2,7

0,032

3,5

Nein

302

385

29,5

2,5

0,080

390

456

18,5

1,7

Ja

516

568

15,0

678

732

12,0

508

564

17,0

1,5

570

667

11,0

3,9

Nein

5,1

4,0

Nein

225

344

37,5

3,3

280

376

30,0

2,5

Ja

375

432

24,0

460

527

19,0

433

508

17,5

501

581

14,0

Aus der vorstehenden Tabelle III geht hervor, daß bei einem gegebenen Stahl eine höhere Streckgrenze erzielt wird, wenn dieser in 6% Ammoniak unter den gleichen Zeit- und Temperaturbedingungen nitriert wird als bei der Nitrierung in 3% Ammoniak. Bei 1 stündigem Nitrieren in 6% Ammoniak bei 649° C wird eine höhere Festigkeit (Streckgrenze) erzielt als bei 2stündigem Nitrieren bei 649" C und 3% Ammoniak. Wegen des Diffusionsphänomens ist jedoch der Festigkeitsgradient der Oberfläche zur mittleren Dicke in einer 6%igen Ammoniak-Atmosphäre größer als in einer 3%igen Ammoniak-Atmosphäre. FQr einige Anwendungszwecke kann es zweckmäßig sein, eine niedrigere durchschnittliche Festigkeit bei einem geringeren Gradienten zur mittleren Dicke zu erzielen. Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, die Temperatur, die Zeit und die Ammoniakkonzentrationen leicht so auszuwählen, daß ein breiter Bereich von durchschnittlichen Streckgrenzen und Festigkeitsgradienten von der Oberfläche zur mittleren Dicke erzielt wird.

Die vorstehende Tabelle Ht zeigt auch, daß die Nitrierung in 6% Ammoniak bei 704"C zur Bildung eines Eisenstickstoff-Austenitrandes führte, der sich entweder in eine Martensit- oder in eine Eutektoid-Struktur umwandelte, je nach Abkühlungsgeschwindigkeit. In Beispiel 5 erhielt man einen Austenitrand einer Dicke von 0,025 mm durch istUndiges Glühen in 6% Ammoniak bei 7O4°C.

Wenn die Dicke des der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unterworfenen Stahlmaterial» zunimmt, nimmt die zur Erreichung der Sättigung bei dem

Gieichgewichtsstickstoffgehalt in der Lösung (für eine gegebene Temperatur und Amrnoniakkonzentration in der Atmosphäre) erforderliche Zeit ztrriiit dem Quadrat der Dicke. So wurde beispielsweise gefunden, daß zur Erreichung einer durchschnittliche» fraktionellen Sättigung von 0,7 für die Stickstoffdiffusion in reinem Eisen bei 649° C ein Zeitraum von 1 Stunde erforderlich war bei einem Blechmaterial einer Dicke von 1,02 mm, während ein Zeitraum von 5,6 Stunden erforderlich war für ein Blechmaterial einer Dicke von 2,29 mm.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß eine ausgeprägte Erhöhung der durchschnittlichen Streckgrenze innerhalb verhält nismäßig kurzer Zeiträume (d.h. innerhalb von nicht mehr als 2 Stunden) erzielt werden kann durch partielle Legierungsstickstoff-Ausscheidungshärtung.

Die nachfolgende Tabelle IV zeigt die beträchtliche Zunahme der Streckgrenze, die erzielt wurde durch Nitrieren des Titan-Niob enthaltenden Stahls des Beispiels 8 in einer 3 Vol.-°/o Ammoniak-, 97 Vol.-% Wasserstoff-Atmosphäre innerhalb des Temperaturbereiches von 593 bis 704° C für einen Zeitraum von 1 bis 2 Stunden. Es sei darauf hingewiesen, daß eine nur 1 stündige Nitrierung bei 649°C zu einer durchschnittlichen Streckgrenze von 460 N/mm² führte. Eine noch größere Verfestigung konnte erreicht werden durch Wärmebehandlung über längere Zeiträume hinweg oder durch Erhöhung der Ammoniakkonzentrationen auf 6%. In der Tabelle IV erwies sich die Temperatur von 7O4°C erneut als nicht-akzeptable Temperatur bei Verwendung einer 3 VoI.-% Ammoniak enthaltenden Atmosphäre wegen der Bildung eines Austenitrandes.

Tabelle IV	warmgewalzten wärmebehandelt	2,29 mm-Slahls wurde	genial! Beispiel 8,	der in einer Atmosphäre	0,0027	aus 3 Vol.-"/«
Eigenschaften des NH.,-97Vol.-%H_:	Streckgrenze in N/mm²	Zugfestigkeit in N/mnr	Dehnung in "·'.'	Dehnung "'.N an der Streckgrenze in "Ό	0,010 0,013	Ausienii rand
Zustund	188	340	40,5	0,0	0,027 0,04"
warmgewalzt	323 302	437 485	30,0 22,0	0,0 0,0	0,066 0,080	Nein Nein
593°C 1 Std. 2 Std.	460 579	560 652	21,0 16,0	0,0 1,0		Nein Nein
649°C 1 Std. 2 Std.	535 579	630 650	20,0 13,0	1,3 1,8	Ja Ja
704⁰C I Std. 2 Std.

Ein Stahl mit der hier angegebenen spezifischen Zusammensetzung kann nach jedem geeigneten Verfahren, beispielsweise in einem Siemens-Martin-Ofen, einem basischen Ofen (Sauerstoffaufblasofen) oder in einem Elektroofen, erschmolzen werden. Der erschmol- jo zene Stahl wird dann im Vakuum entgast, um die gewünschten Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte zu erzielen, vorzugsweise mit Al beruhigt, und der Pfanne wird (werden) das (die) Nitrid-bildende(n) Legierungselement(e) nach dem Entgasen unter geeignetem j5 Mischen zugegeben. Die Schmelze wird dann zu Blöcken oder Brammen vergossen bzw. abgestochen. Die erstarrten Blöcke oder Brammen werden dann einer üblichen Warmwalzung und üblichen nachfolgenden Verarbeitungsstufen unterworfen zur Herstellung eines Blechmaterials der gewünschten Enddicke. Der Stahl wird dann dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder in Form eines Bleches oder Bandes oder nach der Verformung zu Formkörpern durch Tiefziehen, unterworfen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines kaliverformten Stahlbleches einer Dicke von 0,5 bis 2^9 mm mit einer Streckgrenze von mindestens 483 N/mm² durch Nitrieren einer Stahllegierung nach Kaltverformung derselben bei erhöhter Temperatur in einer Ammoniak/Wasserstoff-Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahllegierung, bestehend aus

weniger als 0,010% Kohlenstoff, höchstens 0,004% Stickstoff, 0,02 bis 0,04% Gesamt-Aluminium, 0,05 bis 0,6% Mangan, höchstens 0,035% Schwefel, höchstens 0,01 % Sauerstoff, Spuren Phosphor, Spuren Silicium, 0,08 bis 0,10% Titan und 0,03 bis 0,06% Niob oder 0,03 bis 0,06% Zirkonium, Rest Eisen mit zufälligen Verunreinigungen,

nach dem Kaltwalzen 1 bis 3 Stunden lang bei 593 bis unter 704" C in einer 3 bis 6 Vol.-% Ammoniak enthaltenden Wasserstoffatmosphäre nitriert und abschließend tiefgezogen wird.

2. Verfahren zur Herstellung von tiefgezogenen Gegenständen aus einem kaltverformten Stahlblech einer Dicke von 0,5 bis 2,29 mm mit einer Streckgrenze von mindestens 345 N/mm² durch Nitrieren des tiefgezogenen Gegenstandes bei erhöhter Temperatur in einer Ammoniak/Wasserstoff-Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahllegierung, bestehend aus

weniger als 0,010% Kohlenstoff, höchstens 0.004% Stickstoff, 0,02 bis 0,04% Gesamt- A luminkim, 0,05 bis 0,6% Mangan, höchstens 0,035% Schwefel, höchstens 0,01 % Sauerstoff, Spuren Phosphor, Spuren Silicium, 0,08 bis 0,10% Titan und 0,03 bis 0.06% Niob oder 0,03 bis 0,06% Zirkonium, Rest Eisen mit zufälligen Verunreinigungen,

nach dem Kaltwalzen tiefgezogen und abschließend bis 3 Stunden lang bei 593 bis unter 704⁰C in einer 3 bis 6 Vol.'% Ammoniak enthaltenden Wasserstoffatmosphäre nitriert wird.