DE2550426C2

DE2550426C2 -

Info

Publication number: DE2550426C2
Application number: DE2550426A
Authority: DE
Inventors: Frank Angelo Freeport Pa. Us Malagari Jun.; James Allen Sarver Pa. Us Salsgiver
Original assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Current assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-10
Publication date: 1987-12-23
Also published as: YU291375A; JPS5173922A; BE834876A; AR208730A1; AU8499875A; CA1041879A; US3929522A; ES441705A1; JPS5843444B2; IN143003B; PL106073B1; IT1047747B; FR2291276A1; GB1478739A; DE2550426A1; FR2291276B1; SE7512968L; SE414949B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Elektroblechen mit Goss-Textur der im Oberbegriff angegebenen Gattung. Ein solches Herstellungsverfahren ist bereits aus der BE-PS 8 14 021 bekannt.

Bei diesem bekannten Verfahren wird eine Stahlschmelze aus bis zu 0,07% Kohlenstoff, 2,6 bis 4% Silicium, 0,03 bis 0,24% Mangan, 0,01 bis 0,09% Schwefel, 0,15 bis 0,4% Aluminium, bis 0,02% Stickstoff und 0,1 bis 0,5% Kupfer, Rest Eisen, nach dem Vergießen warmgewalzt, worauf das gewalzte Material vor einer abschließenden Kaltwalzung bei einer Temperatur von 760° bis 1177°C geglüht wird. Sodann wird der Stahl von einer Temperatur unter von 927°C und oberhalb von 399°C auf eine Temperatur von maximal 260°C abgekühlt, was mit Hilfe eines abschreckenden Mediums oder mit Hilfe eines strömenden Gases erfolgt. Ferner wird das Material von seiner maximalen Glühtemperatur auf jene Temperatur von weniger als 927°C aber mehr als 399°C mit einer Geschwindigkeit abgekühlt, welche nicht rascher ist, als bei Abkühlung an ruhender Luft oder in einer kontinuierlichen Verarbeitungsanlage, in welcher eine gewisse Relativbewegung zwischen der Atmosphäre und dem Stahl gegeben ist, wenngleich die dem Stahlmaterial erteilte Bewegung die einzig bewußt durchgeführte Bewegung ist. Der Stahl wird mit einem Verformungsgrad von wenigstens 80% kaltgewalzt.

Es hat sich herausgestellt, daß dieses bekannte Herstellungsverfahren nicht zuverlässig zur Erzeugung von Elektrostahlblechen mit Goss-Textur führt, deren magnetische Induktion B8 wenigstens 1,85 T beträgt.

Aus der DE-OS 24 09 895 ist ein Verfahren zur Herstellung von Elektroblechen mit Goss-Textur bekannt, bei welchem die angestrebten elektromagnetischen Eigenschaften mit Hilfe eines speziellen Glühseparators bei einer abschließenden Kastenglühung erzielt werden. Dieser Glühseparator enthält Schwefel oder Selen. Typisch für dieses bekannte Verfahren ist, daß die Kornwachstumsinhibitoren Schwefel oder Selen durch Diffusionsprozesse aus dem Glühseparator in das Stahlblech eindringen müssen, um im Stahlwerkstoff ihre wachstumsinhibitierende Wirkung zu entfalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so auszubilden, daß mit großer Sicherheit hohe magnetische Induktionen B8 von wenigstens 1,85 T erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Stahlschmelze verwendet wird, die außerdem noch 0,00045 bis 0,0035% Bor enthält und bei der der Schwefelgehalt ganz oder teilweise durch Selen ersetzt ist.

Beim Verfahren nach der Erfindung sind somit die die Entwicklung der angestrebten Goss-Textur ermöglichenden Kornwachstumsinhibitoren gänzlich in der Stahlschmelze vorhanden, so daß es keiner zeitraubenden Diffusionsvorgänge, wie beim Verfahren gemäß DE-OS 24 09 895, bedarf.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß den im Stand der Technik bereits üblichen Kornwachstumsinhibitoren in Form von Sulfiden noch weitere Kornwachstumsinhibitoren, und zwar in Form von Seleniden, zur Seite gestellt werden, um dadurch die Zahl der verwendete Inhibitoren um zwei, nämlich um Mangan-Selenid und/oder Mangan-Kupfer-Selenid, zu erhöhen. Deshalb wird das zur Selenid-Bildung benötigte Selen der Stahlschmelze in der Weise zugesetzt, daß der Schwefelgehalt derselben ganz oder teilweise durch Selen ersetzt ist.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird eine Stahlschmelze aus bis zu 0,07% Kohlenstoff, 2,6 bis 4% Silicium, 0,03 bis 0,24% Mangan, 0,01 bis 0,09% Schwefel und/oder Selen, 0,015 bis 0,04% Aluminium, bis zu 0,02% Stickstoff, 0,1 bis 0,5% Kupfer, Rest Eisen, vergossen und nach dem Erstarren zu einem Band warmgewalzt und in einem oder mehreren Schritten kaltgewalzt, wobei der Verformungsgrad bei der wenigstens einstufigen Kaltwalzung mindestens 80° beträgt. Das Band wird vor dem letzten Kaltwalzschritt 15 s bis 2 h lang bei 760° bis 1177°C geglüht und von dieser Glühtemperatur auf eine Temperatur im Bereich unterhalb 927°C aber oberhalb 399°C mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt, die nicht rascher als in ruhender Luft ist. Von dieser Temperatur wiederum wird das Band auf eine Temperatur von höchstens 260°C mit Hilfe eines flüssigen Abschreckmediums oder eines strömenden Gases abgekühlt. Nach Abschluß des Kaltwalzens wird das Band entkohlt und in einer Schlußglühung sekundärrekristallisiert. Bevorzugt sind Glühtemperaturen im Bereich von 982° bis 1163°C, sowie ein Abkühlen mit Hilfe eines flüssigen Abschreckmediums oder einer Gasströmung von einer Temperatur im Bereich unterhalb 871°C aber oberhalb 538°C und ein Kaltwalzen mit einem Verformungsgrad von wenigstens 85%.

Soweit die jeweiligen Techniken betrachtet werden, stellen das Erschmelzen, Vergießen, Warmwalzen, Kaltwalzen, Entkohlen und Sekundärrekristallisieren nichts Neues dar. Hinsichtlich der vorstehend genannten Verfahrensschritte können die in der Stahlindustrie verbreiteten Techniken benutzt werden. Hinsichtlich des Kaltwalzens sei jedoch unterstrichen, daß mehrere Walzstiche einen einzigen Kaltwalzschritt bilden können und daß von mehreren Kaltwalzungen erst dann die Rede sein kann, wenn Kaltwalzstiche durch eine Zwischenglühung voneinander getrennt sind.

Außer Bor muß die Stahlschmelze Silicium, Aluminium, Mangan sowie Schwefel und/oder Selen enthalten. Silicium ist erforderlich, weil es den spezifischen elektrischen Widerstand des Stahls erhöht, die Magnetostriktion verringert und die magnetokristalline Anisotropie verringert, wodurch die Ummagnetisierungsverluste herabgesetzt werden. Aluminium, Mangan sowie Schwefel und/oder Selen sind erforderlich, weil sie Inhibitoren darstellen bzw. bilden, welche zur Einstellung der Kornorientierung und der sich daraus ergebenden Eigenschaften wichtig sind. Insbesondere verbindet sich Aluminium mit Stickstoff aus dem Stahl oder aus der Atmosphäre unter Bildung von Aluminiumnitrid, und es verbindet sich Mangan mit Schwefel und/oder Selen sowie ggf. auch mit Kupfer unter Bildung von Mangansulfid und/oder Mangan-Kupfersulfid und/oder Manganselenid und/oder Mangan- Kupferselenid. Alle diese Verbindungen behindern das normale Kornwachstum während der Schluß-Texturverglühung und unterstützen dabei gleichzeitig die Entwicklung sekundärrekristallisierter Körner mit der angestrebten (110) [001]-Orientierung (Goss-Textur).

Das vorstehend bereits als Bestandteil von Inhibitoren auf Manganbasis genannte Kupfer übt auch bei den späteren Bearbeitungsschritten einen günstigen Einfluß aus. Es wird angenommen, daß durch Kupfer die Glühtemperaturen gesenkt werden können, die Temperatur gesenkt werden kann, aus welcher die rasche Abkühlung vorgenommen werden kann, und daß durch Kupfer die Walzbarkeit verbessert, das Erschmelzen vereinfacht und die Anfordernisse an die Glühatmosphäre des Erholungsglühens gesenkt werden können. Insbesondere wird durch Kupfer der spezifische Widerstand des Stahls vergrößert und der Ummagnetisierungsverlust verringert.

Eine im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Vorteil zu verwendete Stahlzusammensetzung besteht aus 0,02 bis 0,07% Kohlenstoff, 2,65 bis 3,25% Silicium, 0,05 bis 0,2% Mangan, 0,02 bis 0,07% Schwefel und/oder Selen, 0,015 bis 0,04% Aluminium, 0,003 bis 0,009% Stickstoff, 0,1 bis 0,4% Kupfer, 0,0005 bis 0,0025% Bor, Rest Eisen. Die Zusammensetzung dieses Stahls ist so eingestellt und ausgewogen, daß sich bei der Verarbeitung auf erfindungsgemäße Weise ein höchst vorteilhaftes Gefüge ergibt. Der erfindungsgemäße Borgehalt liegt in der Regel oberhalb von 0,0007%.

Wenngleich noch nicht genau bekannt ist, weswegen die Glühung des Bandes vor dem letzten Kaltwalzschritt und die gesteuerte Abkühlung von der Glühtemperatur eine so vorteilhafte Wirkung entfalten, wird derzeit angenommen, daß der Stahl durch die Glühung für das Kaltwalzen konditioniert wird, wobei die Glühbehandlung einen Vorgang darstellt, während dessen sich die Inhibitoren ausbilden können. Ferner wird angenommen, daß die langsame Abkühlung auf eine Temperatur von weniger als 927°C und/oder die Anwendung von Glühtemperaturen im unteren Teil des Glühtemperaturbereiches eine Steigerung der Gleichmäßigkeit zur Folge hat, in welcher die Inhibitoren verteilt sind. Dazu sei betont, daß im Stahl bei Temperaturen von weniger als 927°C im wesentlichen nur die Ferrit-Phase vorhanden ist, was im Gegensatz dazu steht, daß bei etwas höheren Temperaturen bereits die Austenit- und die Ferritphase mit unterschiedlichen Löslichkeiten für die Inhibitoren in der jeweiligen Phase vorliegen. Wie bereits erwähnt, dienen Aluminiumnitrid und Verbindungen des Mangan- Selenids sowie gegebenenfalls Mangansulfids als zunächst wirkende Inhibitoren. Der jeweiligen Glühatmosphäre kommt keine besondere Bedeutung zu. Als geeignete Atmosphäre kommen stickstoffhaltige Atmosphären, reduzierende Gase, wie Wasserstoff, Inertgase, wie Argon, Luft sowie Mischungen der vorgenannten Stoffe in Betracht.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Vier Stahlchargen wurden vergossen und zu einem Siliciumstahl mit Goss-Textur verarbeitet. Die chemische Zusammensetzung der Chargen ist in der folgenden Tafel 1 zusammengestellt.

Tafel 1

Zusammensetzung (Gew.-%)

Das Verarbeiten der Chargen umfaßte ein mehrstündiges Durchglühen bei höheren Temperaturen, ein Warmwalzen auf eine Abmessung von etwa 2,36 mm, eine einminütige Wärmebehandlung bei 1121°C, ein langsames Abkühlen auf 949°C (etwa 50 Sekunden), ein Abkühlen an Luft auf 593°C, eine Wasserabschreckung von 593°C, ein Kaltwalzen auf die Endabmessung von etwa 0,30 mm, ein Entkohlungsglühen bei einer Temperatur von 800°C in einer Mischung aus feuchtem Wasserstoff und Stickstoff, woran sich eine Schluß-Texturglühung bei einer maximalen Temperatur von 1177°C anschloß.

Bei der Bestimmung ihrer magnetischen Induktion B8 wurden an den vorstehenden Chargen Werte von 1,906; 1,889; 1,873 und 1,898 T gemessen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Elektroblechen mit Goss-Textur, bei dem

- eine Stahlschmelze aus
bis zu 0,07% Kohlenstoff,
2,6 bis 4% Silicium,
0,03 bis 0,24% Mangan,
0,01 bis 0,09% Schwefel,
0,015 bis 0,04% Aluminium,
bis 0,02% Stickstoff,
0,1 bis 0,5% Kupfer,
Rest Eisen
vergossen, zum einem Band warmgewalzt und in einem oder mehreren Schritten kaltgewalzt wird, wobei der Verformungsgrad beim letzten Kaltwalzschritt mindestens 80% beträgt,
- das Band vor dem letzten Kaltwalzschritt 15 s bis 2 h lang bei 760° bis 1177°C geglüht,
- von der Glühtemperatur auf eine Temperatur im Bereich unterhalb 927°C bis oberhalb 399°C mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt wird, die nicht rascher als die in ruhender Luft ist,
- von dieser Temperatur auf eine Temperatur von höchstens 260°C mittels eines flüssigen Abschreckmediums oder einer Gasströmung abgekühlt wird, und
- das Band im Anschluß an den letzten Kaltwalzschritt entkohlt und in einer Schlußglühung sekundärrekristallisiert wird.

dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahlschmelze verwendet wird, die

- außerdem noch 0,00045 bis 0,0035% Bor enthält und
- bei der der Schwefelgehalt ganz oder teilweise durch Selen ersetzt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, auf die das Abkühlen mit der Abkühlungsgeschwindigkeit erfolgt, die nicht rascher als die in ruhender Luft ist, im Bereich unterhalb 871° bis oberhalb 538°C gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band vor dem letzten Kaltwalzschritt bei 982° bis 1163°C geglüht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahlschmelze verwendet wird, welche
0,02 bis 0,07% Kohlenstoff,
2,65 bis 3,25% Silicium,
0,05 bis 0,2% Mangan,
0,02 bis 0,07% Schwefel und/oder Selen,
0,015 bis 0,04% Aluminium,
0,003 bis 0,009% Stickstoff,
0,1 bis 0,4% Kupfer,
0,0005 bis 0,0025% Bor,
Rest Eisen
enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahlschmelze mit wenigstens 0,0007% Bor verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Verformungsgrad beim letzten Kaltwalzschritt mindestens 85% eingestellt werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das warmgewalzte Band direkt der vor der Schlußkaltwalzung erfolgenden Glühung unterworfen wird.