DE2541099B2

DE2541099B2 - Verfahren zur Herstellung oberflächenentkohlter Stahlbleche

Info

Publication number: DE2541099B2
Application number: DE2541099A
Authority: DE
Inventors: Giswalt Dipl.-Ing. Dr. Linz Veitl (Oesterreich)
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1974-10-23
Filing date: 1975-09-15
Publication date: 1978-11-02
Also published as: DE2541099A1; FR2289616A1; DE2541099C3; IT1043619B; NL7511205A; FR2289616B1; ATA850374A; AT340980B; BE834659A; US4007064A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oberflächenentkohlter Stahlbleche durch Erhitzen eines Stapels oder Paketes aus abwechselnden Entkohlungsmittelschichten 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 weiter aus der DT-AS 11 93 527 bzw. der OE-PS 2 23 224 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 Wasserstoff auf eine Temperatur zwischen 700 und 1200° 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 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 Legie- μ rungen 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 gan; gleichmäßig ist, erhält man bei der Glühbehandlunj unterschiedliche Entkohlungstiefen bzw. kann stellen weise die Entkohlung Oberhaupt ausbleiben.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dei geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und stell sich die Aufgabe, ein einfaches Verfahren zur Oberflächenentkohlung von Stahlblechen, insbesondere vor niedriggekohlten Grobblechen zu schaffen, welche: ohne besondere Maßnahmen, wie entkohlende Wasser Stoffatmosphäre oder inerte Schutzgasatmosphäre arbeitet, eine gleichmäßige Entkohlungstiefe gewährleistet und mit relativ kurzen Glühzeiten und einfacher Betriebsmitteln auskommt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Stapel bzw. das Paket durch Aufeinanderleger von Platinen eines hochlegierten Chromstahles mil 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 dei 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.

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, UO 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: F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Paket aus zwei Stahlbrammen mit einer dazwischenliegenden Chromstahlplatine. F i g. 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 angegebenen 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 Γ vorhanden. Der Stapel ist durch Randleisten 4, welche durch Schweißnähte 6 mit den Brammen 1 bzw. Γ 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 so lange ausgewalzt, bis die Dicke der Chromstahlplatine auf Vi₀ bis Vs 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 Stahlbrammen 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 Fe und den Abmessungen Länge 2150 mm, Breite 1500mm, Höhe 300mm werden, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einer Chromstahlplatine der Zusammen-Setzung 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 Pam zusammengefügt. Die der Platine zugekehrten Kanten der Brammen werden längs des Umfanges

ίο abgeschrägt, so daß längs des Stapelumfanges eine Hohlkehle mit trapezförmigem Querschnitt entsteht In diese Hohlkehle werden 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 26 Stichen auf die Abmessungen Länge 7620 mm, 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.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung oberflächenentkohlter Stahlbleche durch Erhitzen eines Stapels oder Paketes aus abwechselnden Entkohlungsmittelschichten und Stahlblechen), dadurch gekennzeichnet, 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.

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.