DE2541099A1

DE2541099A1 - Verfahren zur herstellung oberflaechenentkohlter stahlbleche

Info

Publication number: DE2541099A1
Application number: DE19752541099
Authority: DE
Inventors: Giswalt Dipl Ing Dr Veitl
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1974-10-23
Filing date: 1975-09-15
Publication date: 1976-04-29
Also published as: BE834659A; AT340980B; NL7511205A; DE2541099B2; US4007064A; FR2289616A1; IT1043619B; ATA850374A; DE2541099C3; FR2289616B1

Description

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Vereinigte Osterreichische Eisen- und Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft Wien, Österreich

Verfahren zur Herstellung oberflächenentkohlter Stahlbleche

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oberflächenentkohlter Stahlbleche durch Erhitzen eines Stapels oder Paketes aus abwechselnden Entkohlungsraittelschichten und Stahlblech(en).

Verfahren zur Oberflächenentkohlung von Stahlblechen sind bekannt. Nach einem derartigen Verfahren kann Kohlenstoff neben anderen Verunreinigungen entfernt werden, indem die Bleche in einer freien Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre in Gegenwart von Aluminiumsilizid, Calciumsilizid od.dgl. erhitzt werden; nach einem anderen Verfahren werden die Bleche durch Glühen in einer Wasserstoffatmosphäre entkohlt, wobei der bei der Entkohlung unter Bildung von Methan verbrauchte Wasserstoff mit Hilfe von auf die Oberfläche aufgestreutem metallischem Calcium wieder regeneriert wird.

Oberflächenentkohlungsverfahren sind weiters aus der DT-AS 1 193 527 bzw. der OE-PS 223 224 bekannt, bei welchen die zu entkohlenden Bleche abwechselnd mit Calciumfolien oder mit Schichten einer zerkleinerten Calcium-Aluminium-Legierung zu einem Stapel gelegt und der Stapel in Abwesenheit von Wasser- ■ stoff auf eine Temperatur zwischen 7OO und 12OO C erhitzt wird. In den Entkohlungsmittelschichten können zusätzlich Erdalkalioxyde wie MgO, CaO, SrO oder BaO enthalten sein, um einem Versintern entgegenzuwirken. Infolge der großen Affinität des metallischen Calciums bzw. der Calcium-Aluminium-Legierung zum

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Sauerstoff muß dieses Verfahren zur Entkohlung bzw. Entzunderung in einer inerten Schutzgasatmosphäre aus Edelgasen, wie Helium oder Argon, durchgeführt werden. Dies ist umständlich und aufwendig. Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Erdalkalimetallen oder ihren Legierungen als Entkohlungsmittel besteht darin, daß sich beim Erhitzen festhaftende Beläge bilden, die eine ungleichmäßige Entkohlung zur Folge haben und die sich nachträglich auch nur sehr schwer entfernen lassen. Wenn die Schicht des Entkohlungsmittels nicht ganz gleichmäßig ist, erhält man bei der Glühbehandlung unterschiedliche Entkohlungstiefen bzw. kann stellenweise die Entkohlung überhaupt ausbleiben,

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein einfaches Verfahren zur Oberflächenentkohlung von Stahlblechen, insbesondere von niedriggekohlten Grobblechen zu schaffen, welches ohne besondere Maßnahmen, wie entkohlende Wasserstoffatmosphäre oder inerte Schutzgasatmosphäre arbeitet, eine gleichmäßige Entkohlungstiefe gewährleistet und mit relativ kurzen Glühzeiten und einfachen Betriebsmitteln auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stapel bzw. das Paket durch Aufeinanderlegen von Platinen eines hochlegierten Chromstahles mit einer Zusammensetzung von 0,02 bis 0,15 % C, 0,15 bis 2 % Mn, 0 bis 2 % Si, 5 bis 30 % Cr, 0 bis 5 % Ni, 0 bis 5 % eines der Elemente Mo, W oder V, 0 bis 2 % eines der Elemente Nb, Ta, Ti oder Zr, 0 bis 1 % seltenen Erden, Rest Eisen und übliche Verunreinigungen als Entkohlungsmittel und einer oder mehreren Stahlplatten gebildet, der Stapel bzw. das Paket durch Anlegen von Randschweißnähten fixiert und auf Walztemperatur erhitzt wird, der Stapel bzw. das Paket sodann verwalzt und anschließend bei einer Temperatur im Karbidbildungsbereich, insbesondere im Temperaturbereich zwischen 580 und 900 C, geglüht wird, worauf der Stapel bzw. das Paket getrennt wird.

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Dieses Verfahren ist besonders geeignet für die Oberflächenentkohlung von schweißbaren Baustählen mit etwa der folgenden Zusammensetzung: max. 0,17% C, 0,20 bis 0,40% Si, 1,20 bis 1,60% Mn, max. 0,020% P, max. 0,020% S und gegebenenfalls einem Gehalt von 0,50 bis 0,70% Ni, 0,30 bis 0,45% Mo bzw. 0,08 bis 0,15% V.

Chromstähle der bezeichneten Zusammensetzung sind an sich bekannt.

Vorteilhaft werden in das Paket im Bereich der Spalten zwischen den Chromstahlplatinen und den Stahlplatten Bohrungen vorgesehen, um den Zutritt von Sauerstoff bzw. der Ofenatmosphäre zu ermöglichen. Auf diese Weise findet der Sauerstoff der Luft bzw. der Ofenatmosphäre bis zu einem begrenzten Maß Zutritt zu den zu entkohlenden Oberflächen, was die erwünschte Folge hat, daß ein Verschweißen des Stahlbleches mit der Chromstahlplatine unterbleibt, während die Kohlenstoffdiffusion in den als Entkohlungsmittel wirkenden Chromstahl im wesentlichen ungehindert stattfindet.

Die erfindungsgemäß hergestellten Bleche zeichnen sich durch hervorragende Qualität aus; ihre Schweißbarkeit und Emaillierbarkeit ist wesentlich verbessert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Zeichnung und im Ausführungsbeispiel näher erläutert: Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Paket aus zwei Stahlbrammen mit einer dazwischenliegenden Chromstahlplatine, Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Paket, bestehend aus einer Bramme mit auf den gegenüberliegenden Außenflächen angebrachten Chromstahlplatinen.

Das Paket nach Fig. 1 besteht aus der Bramme 1, der etwas schmäleren, kantenparallel daraufgelegten Chromstahlplatine 2 : mit einer Zusammensetzung entsprechend dem vorstehend angegebe-

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nen Bereich, und der Bramme 1' mit gleicher Breite wie die Bramme 1. Zwischen der Bramme 1 und der Platine 2 ist ein schmaler Spalt 3 vorhanden; ein gleicher Spalt 3' ist zwischen der Platine 2 und der oberen Bramme 1' vorhanden. Der Stapel ist durch Randleisten 4, welche durch Schweißnähte 6 mit den Brammen 1 bzw. 1' verbunden sind, lagefixiert. In den Randleisten sind Bohrungen 5 vorgesehen, die den Zutritt von Luft bzw. der· Ofenatmosphäre in die Spalte 3, 3.' ermöglichen. Das Paket wird nun auf Walztemperatur erhitzt und solange ausgewalzt, bis die Dicke der Chromstahlplatine auf 1/10 bis 1/5 der ursprünglichen Dicke verformt ist. Bei diesem Vorgang wird die Walzhitze für die Entkohlungsglühung ausgenutzt. Nach dem Auswalzen wird'das Paket im Karbidbildungsbereich, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 580 bis 900 C, geglüht. Dann wird das Paket geöffnet, die Reste des Entkohlungsmittels entfernt und die entkohlten Oberflächen gereinigt. Man erhält zwei Stahlbleche mit jeweils einer entkohlten Oberfläche. In analoger Weise kann man ein Stahlblech mit zwei entkohlten Oberflächen herstellen, wie Fig. 2 veranschaulicht, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Beispiel: Zwei niedriggekohlte Stahlbraminen mit der Zusammensetzung 0,14 % C, 0,35 % Si, 1,2 % Mn, 0,006 % P, 0/015 % S, 0,68 % Ni, 0,41 % Mo, 0,11 % V, Rest Pe und den Abmessungen Länge 2150 mm,'Breite 1500 mm, Höhe 300 mm werden, wie in Fig.1 dargestellt, mit einer Chromstahlplatine der Zusammensetzung 0,05 % C, 0,8% Si, 1 % Mn, 0,025 % P, 0,02 % S, 17 % Cr, 0,5 % Nb, 0,04 % Ta und den Abmessungen Länge 2050 mm, Breite 1400 mm, Dicke 10 mm zu einem Paket zusammengefügt. Die der Platine zugekehrten Kanten der Brammen werden längs des Umfanges abgeschrägt, so daß längs des Stapelumfanges eine Hohlkehle mit trapezförmigem Querschnitt entsteht. In"diese Hohlkehle werden _w die mit Bohrungen versehenen Randleisten eingefügt und eingeschweißt. Das Paket wird anschließend 20 Stunden in üblicher Ofenatmosphäre bei einer Temperatur auf 1200 C gehalten und in

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26 Stichen auf die Abmessungen Länge 762O nun, Breite 2150 mm, Dicke 122 mm ausgewalzt. Nach dem Walzen wird das Paket bei 750° C 60 Stunden geglüht und getrennt. Die Reste des Entkohlungsmittels werden entfernt und man erhält zwei einseitig entkohlte Bleche mit einer Länge von 7300 mm, einer Breite von 2000 mm und einer Stärke von 60 mm, die auf einer Seite eine sehr gleichmäßige Entkohlungstiefe von 2 mm besitzen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur'Herstellung oberflächenentkohlter Stahlbleche durch Erhitzen eines Stapels oder Paketes aus abwechselnden Entkohlungsmittelschichten und Stahlblech(ep), dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel bzw. das Paket durch Aufeinan-" derlegen von Platinen eines hochlegierten Chromstahles mit einer Zusanunensetzung von 0,02 bis 0,15 % C, 0,15 bis 2 % Mn, 0 bis 2 % Si, 5 bis 30 % Cr, 0 bis 5 % Ni, O bis 5 % eines * der Elemente Mo, W oder V, 0 bis 2 % eines der Elemente Nb,_: Ta, Ti oder Zr,.0 bis 1 % seltenen Erden, Rest Eisen und übliche Verunreinigungen als Entkohlungsmittel und einer oder mehreren Stahlplatten gebildet, der Stapel bzw. das Paket durch Anlegen von Randschweißnähten fixiert und auf Walztemperatur erhitzt wird, der Stapel bzw. das Paket sodann verwalzt und anschließend bei einer Temperatur im Karbidbildungsbereich, insbesondere im Temperaturbereich zwischen 580 und 900° C, geglüht wird, worauf der Stapel bzw. das Paket getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Paket im Bereich der Spalte (3, 3') zwischen den Chromstahlplatinen (2) und den Stahlplatten Bohrungen. (5) vorgesehen werden, um den Zutritt von Sauerstoff bzw. der Ofenatmosphäre zu ermöglichen.

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