DE2551791C3 - Anwendung eines Verfahrens zur Herstellung von Kaltbändern - Google Patents
Anwendung eines Verfahrens zur Herstellung von KaltbändernInfo
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- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
Description
Phosphor: | 0,03 bis 0,20% | I |
Silizium: | 0,2 bis 2,0% | herstellungsbedingte Verunreinigungen |
Kupfer: | 0,2 bis 1,5% | |
Vanadium: | 0,05 bis 0,20% | |
Niobium: | 0,02 bis 0,20% | |
Rest Eisen und |
enthalten.
2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf einen Stahl der Zusammensetzung nach Anspruch
1, der 0,005 bis 0,023% Schwefel enthält.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf einen Stahl gemäß Anspruch 1, bei dem jedoch
der Gehalt an Kohlenstoff 0,005 bis 0,006%, der Gehalt an Mangan 0,23 bis 1,05%, der Gehalt an
Stickstoff 0,0033 bis 0,0095% und der Gehalt an Aluminium 0,001 bis 0,015% betragen.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf einen Stahl gemäß Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stahl 0,005 bis 0,006% C, «,32 bis 1,05% Mn, 0,0065 bis 0,0095% N, 0,010 bis
€,015% Al und zusätzlich eines oder mehrere der
folgenden Elemente enthält.
P: 0,07 bis 0,12%
Si: 0,3 bis 1,2%
V: 0,10%
Nb: 0,03 bis 0,04%
Co: 0,98%
Rest Eisen und
herstellungsbedingte Verunreinigungen.
5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf einen Stahl gemäß Anspruch 1, der 0,052% C,
0,28% Mn, 0,01 % P, 0,018% S, 0,0092% N und 0,12%
Si enthält.
6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf einen Stahl gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5
mit der Maßgabe, daß der Bandstahl bei der ersten Glühbehandlung auf 7000C mit einer Haltezeit von 1
Minute erwärmt wird.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 •uf einen Stahl gemäß einem der Ansprüche 1 —5
Hit der Maßgabe, daß der Bandstahl bei der ersten Glühbehandlung auf 8000C erwärmt wird.
8. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 6 oder 7 auf Stähle
nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit der Maßgabe, daß der Bandstahl in der zweiten Erwärmungsstufe
1 min lang auf 100° C erwärmt wird.
9. Anwendung des Verfahrens nach einem der
Die Erfindung betrifft die Anwendung eines Verfahrens zur Herstellung von Kaltbändern mit einer
vollständig kontinuierlichen Vergütungsbehandlung nach dem Kaltwalzen, um einen hochfesten, kaltgewalzten
Bandstahl zu erzielen, der eine hohe Einbrennhärtbarkeit und eine vorzügliche Alterungsbeständigkeit
aufweist.
Insbesondere bei Stählen für den Fahrzeugbau treten Schwierigkeiten bei der Preßverformung auf, sowohl in
bezug auf die Verformbarkeit als auch auf die Formbeständigkeit nach der Preßumformung.
Bei der Anwendung von Stählen für die Herstellung
von Fahrzeugkarosserien ist es im Interesse der Fahrzeuginsassen jedoch notwendig, daß der Stahl auch
nach Preßumformung hohen Anforderungen an die
Formbeständigkeit genügt.
Hierzu ist bekannt, dem Stahl große Mengen an löslichem Stickstoff (N) zuzugeben, der an freien
Versetzungen während der Beschichtung und Einbrennung ausgeschieden wird, wobei die Streckgrenze
ansteigt. Ein derartiger Stahl wird beispielsweise mit AA (beschleunigt alterungsfähiger Bandstahl) bezeichnet.
Hierbei werden bei der Stahlherstellung ungefähr 100 ppm Stickstoff zugegeben, um die Festigkeit durch
eine Wärmebehandlung nach der Preßverformung zu steigern. Diese Bandslahlsorte jedoch ist nicht immer
für Verkleidungen an der Karosserie geeignet, hauptsächlich weil dieser Bandstahl eine übermäßige
Stauchalterung besitzt und Ziehriefen an den gezogenen bzw. gepreßten Teilen auftreten. Wie bei theoretischen
Überlegungen zu erwarten war, ist dies auf die große Menge von löslichem Stickstoff zurückzuführen, welche
die Alterung nachteilig beeinflußt. Obwohl mit diesem sogenannten AA-Bandstahl die Festigkeit durch die
Alterungswirkung des Stickstoffs gesteigert werden kann, ist diese Wirkung beträchtlichen Beschränkungen
unterworfen. Die Zugfestigkeit beträgt beispielsweise 40 bis 50 kg/mm2. Demzufolge ist bisher kein
hochzugfester, kaltgewalzter Bandstahl bekannt, der sowohl eine gute Alterungsbeständigkeit als auch eine
hohe Einbrennhärtbarkeit beim Einbrennplattieren in sich vereint.
Die Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von Kaltbändern auf
einen Stahl anzuwenden, wodurch der Stahl gute Preßverformungseigenschaften aufweist und seine
Formbeständigkeit bei der Einbrennlackierung hervorragend wird.
Vorgeschlagen worden ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines kaltgewalzten hochzugfesten aluminiumberuhigten
Stahlbandes mit einer Warmwalzstufe mit einer Endtemperatur von über 8000C, einer
Kaltwalzstufe und einer vollständig kontinuierlichen
Wärmebehandlung, bei der das durchlaufende Stahlband mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von mehr
μ : ι j r
dieser Temperatur IO bis 120 Sekunden lang gehalten und dann mit Hilfe eines Wasserstrahls schnell auf
Zimmertemperatur abgekühlt wird und das schnell abgekühlte Stahlband wieder auf eine Temperatur im
Bereich von 150 bis 4000C erwärmt und auf dieser
Temperatur eine Zeit gehalten wird, die zwischen 2 und 300 Sekunden liegt, aber je nach der Höhe der
Temperatur verschieden lang bemessen ist Der verwendete Stahl hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,04
bis 0,12%, einen Mangan-Gehalt von 0,10 bis 1,60% und einen Gehalt an säurelöslichem Aluminium von 0,01 bis
0,20%. Die Streckgrenze des nach dieser Erfindung hergestellten Stahls liegt nach dem Einbrennlackieren
um mindestens 7 kg/mm2 höher als beim Preßverformen.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung anzuwendende Verfahren unterscheidet sich von dem nach dem
älteren Vorschlag nur wenig. Es sieht vor, daß der kaltgewalzte Stahl auf Acj bis 9Q0°C erwärmt und 5 bis
180 Sekunden auf dieser Temperatur gehalten wird, dann von dieser Temperatur im Wasserstrahl auf
Raumtemperatur abgekühlt und dann wieder auf 150 bis 45O0C erwärmt und 5 bis 300 Sekunden auf dieser
Temperatur belassen wird, abschließend auf Raumtemperatur abgekühlt und gehaspelt wird. Dieses Verfahren
wird auf einen Stahl angewendet, der 0,02 bis 0,12% Kohlenstoff, 10 χ (S) bis 2,00% Mangan, an Stickstoff
0,003 bis 0,02%, vorzugsweise 0,004 bis 0,015%, und Aluminium bis zu 5 χ 10-V(N)%, ferner eines od^r
mehrere der nachstehenden Elemente:
Phosphor: | 0,03 bis 0,20% |
Silizium: | 0,2 bis 2,0% |
Kupfer: | 0,2 bis 1,5% |
Vanadium: | 0,05 bis 0,20% |
Niobium: | 0,02 bis 0,20% |
Rest Eisen und | |
herstellungsbedingte Verunreinigungen |
enthält.
Durch diese Zugaben unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der nach dem älteren Vorschlag.
Stähle, welche außer den Gehalten an Kohlenstoff, Mangan und Aluminium auch Phosphor und Silizium in
Mengen enthalten, die mit den vorgenannten übereinstimmen, sind an sich durch die DIN 1624 vom August
1954 bekannt. In Jer britischen Patentschrift 13 37 820 sind Stähle beschrieben, die bis zu 0,15% Kohlenstoff,
0,10 bis 0,55% Silizium, 0,80 bis 1,50% Mangan, bis zu 0,020% Schwefel, 0,01 bis 0,11% lösliches Aluminium,
bis zu 0,012% Stickstoff enthalten, sowie 0,1 bis 0,5% Kupfer, 0,1 bis 0,4% Nickel, 0,01 bis 0,05% Niob und 0,01
bis 0,1% Vanadium, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, zu denen auch Phosphor zu
rechnen ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an bevorzugten Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
F i g. 1 ist ein Diagramm, da·- .■."■ c.inbrennhärtbarkeit
eines Stahles, der durch das anzuwendende Verfahren hergestellt wurde, in Abhängigkeit von der Anlaßtemperatur,
verglichen mit jener eines bekannten Stahles aufzeigt;
Fi g. 2 ist ein Diagramm, in dem die Einbrennhärtbarkeit
eines solchen Stahles in Abhängigkeit von der Einbrenntemperatur, verglichen mit jener eines bekanntes
Stahles aufgezeigt ist
Die Eigenschaften eines durch Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der genannten Zusammensetzung
hergestellten Bandstahls sind überraschend. Bei der Einbrennhärtung bei 1700C während 20 Minuten
tritt eine Verbesserung der Streckgrenze von wenigstens 7 kg/mm2 auf. Insbesondere die Zugfestigkeit ist
vor und nach dem Einbrennen nicht geringer, sondern ίο bleibt unverändert Somit ist ein solcher Stahl einfach
beim Ziehen zu Kraftfahrzeugteilen verformbar, und insbesondere ist die Formbeständigkeit sichergestellt.
Die Festigkeit an der Streckgrenze nimmt nach Fertigstellung des Erzeugnisses beträchtlich zu, d.h.
nach der Überzugseinbrennbehandlung. Somit ermöglicht die Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der
genannten Zusammensetzung dessen einfache Verarbeitung. Ferner ist die Streckgrenzendehnung nach
einer beschleunigten Alterung bei 38° C während 8 Tagen wesentlich geringer als der erwartete Wert von
1%. Eine Begründung, warum der Bandstahl der genannten Zusammensetzung bei Anwendung des
Verfahrens diese überraschende Alterungsbeständigkeit trotz des hohen Bestandteils an löslichem Stickstoff
besitzt, läßt sich vermutlich theoretisch dadurch belegen, daß 3 bis 40% Martensit vorliegen, der sich im
Stahl bei Anwendung des Verfahrens als zweite Phase bildet und freie Versetzungen enthält An diesen freien
Versetzungen bilden sich aus energetischen Gründen bevorzugt Ausscheidungen, welche die Versetzungen
blockieren. Neue Versetzungen entstehen dann in ungleichmäßiger Verteilung und sind als Lüders'sche
Bänder sichtbar (Δο/Δε = 0). Die unterschiedlichen
Eigenschaften des Bandstahls werden wahrscheinlich dadurch verursacht, daß sich eine Kristallstruktur mit
einer zweiphasigen Ferrit-Martensit-Stufe durch die Wasserabschreckung im Wasserstrahl von der Glühtemperatur
bildet, die durch das darauffolge Erwärmen während einer relativ niedrigen Temperatur unterstützt
wird.
Die Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der genannten Zusammensetzung führt zu einem Bandstahl,
der eine hohe Einbrennhärtbarkeit und eine ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit aufweist, wenn folgende
Bedingungen eingehalten werden:
C: In der Grundzusammensetzung ändert sich die Struktur des Stahles zu der Zweiphasenstruktur
von Ferrit-Martensit, welches dem Stahl eine vorzügliche Festigkeit verleiht. Ein C-Gehalt
unterhalb 0,02% ermöglicht die Bildung dieser Struktur nicht, während bei einem C-Gehalt
oberhalb 0,12% eine schlechte Preßverformbarkeit auftritt sowie eine niedrige Dehnungsgeschwindigkeit
und niedrige r-Werte für die mittlere senkrechte Anisotropie.
Mn: Die untere Grenze von Mn liegt bei 10 χ (S)% wegen der Rotbrüchigkeit, die durch FeS verursacht
wird. Die obere Grenze liegt bei 2,0% im Hinblick auf die Preßverformbarkeit wie bei dem
N: N ist ein Bestandteil, dem eine ausschlaggebende Bedeutung bei Anwendung des Verfahrens auf
einen Stahl der genannten Zusammensetzung zukommt. Die untere Grenze liegt bei etwa 0,003%
und die obere bei 0,02%, um die Einbrennhärtbarkeit des Bandstahls zu verbessern. Wenn der
N-Gehalt die obere Grenze überschreitet, weist der
Stahl eine geringere Preßverformbarkeit auf, so daß eine Kaltwalzung in den meisten Fällen
unmöglich wird. Ein bevorzugter Bereich für den N-Gehalt liegt zwischen 0,005 und 0,015%. Bei
diesem N-Gehalt besitzt der Bandstahl eine hohe Einbrennhiirtbarkeit, eine ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit
und eine geeignete Preßverformbarkeit
Al: Die obere Grenze für den Al-Gehalt beträgt
5 χ 10-4/(N)%, um eine Ausscheidung von N in
Form von AlN während des Erwärmungsvorganges zu vermeiden.
Um dem Stahl mit der oben aufgeführten Grundzusammensetzung eine höhere Festigkeit und Bearbeitbarkeit
zu verleihen, können noch eines oder mehrere der Elemente Phosphor, Silizium, Kupfer, Vanadium und
Niob zugegeben werden. Diese bilden keine Nitride oder nur schwerlich Nitride während der Herstellung.
Die unteren Grenzwerte dieser Elemente bezeichnen den geringsten Gehalt, der erforderlich ist, um die
Festigkeit und die Preßverformbarkeit entsprechend zu steigern.
P: 0,03 bis 0,20%. Die obere Grenze liegt bei 0,20%, da bei einem P-Gehalt, der diesen Grenzwert überschreitet,
die Punktschweißbarkeit verlorengeht.
Si: Der untere Grenzwert für Si beträgt 0,2% und der obere 2,0% im Hinblick auf die Preßverformbarkeit.
Cu: Der untere Grenzwert beträgt 0,2% und der obere 1,5%, um das Auftreten eines sogenannten
Cu-Defekts. an den Oberflächen zu unterbinden.
V: Der V-Gehalt liegt innerhalb des Bereichs von 0,05% bis 0,2%. Ein Grund für den oberen
Grenzwert liegt darin, daß sich sonst N in großen Mengen als Vanadiumnitrid ausscheidet so daß
oberhalb dieses Grenzwertes die Festigkeit nicht proportional zum Ansteigen des V-Gehaltes
gesteigert werden kann.
Nb: Diese Ausführungen treffen ebenfalls für den Nb-Gehalt zwischen 0,02 bis 0,2% zu. Die Wirkung
der Zugabe dieses Elementes bewirkt zusätzlich eine vorzügliche Preßverformbarkeit, wenn der
C-Gehalt niedrig liegt.
Ein Stahl mit der oben angegebenen Zusammeasetzung wird warmgewalzt, entzundert und kaltgewalzt
unter bekannten Voraussetzungen. Der Bandstahl wird anschließend kontinuierlich vergütet Die Bedingungen
für die Durchführung der kontinuierlichen Vergütungsbehandlung werden nachstehend erörtert
Der Bandstahl wird auf eine Temperatur von Aci bis
9000C bei bekannter Geschwindigkeit erwärmt und
innerhalb dieses Temperaturbereichs 5 bis 180 Sekunden belassen. Die untere Grenze liegt bei Acj, um eine
Martensitphase durch die Abschreckung von dieser Temperatur zu gewährleisten. Die obere Grenze liegt
bei 900° C, da die Struktur beim Abschrecken von höheren Temperaturen als 900° C eine vollständige
Martensitphase aufweist, die im Hinblick auf die Preßverformbarkeit und die Stauchalterungseigenschaft
nachteilig ist Damit die Rekristallisation innerhalb dieses Temperaturbereiches beendet ist und
sich teilweise Austenit bildet das die Basis für die Martensitphase darstellt ist eine Erwärmung während
wenigstens 5 Sekunden erforderlich. Wenn der Stahl innerhalb dieses Temperaturbereiches langer als 180
Sekunden belassen wird, und wenn Al im Stahl enthalten ist, scheidet sich N als AlN aus, und die Verarbeitbarkeit
nimmt dementsprechend ab.
Dieselben Ausführungen bezüglich der Erwärmungstemperatur treffen auch auf das Festlegen der
Temperatur zu, von der beim Abschrecken ausgegangen wird. Das heißt der Bereich der Erwärmungstemperatur
entspricht dem Bereich des Ausgangs beim Abschrekken. Die Abschreckung von dieser Temperatur erfolgt
ίο durch Wasserabschreckung im Wasserstrahl. Hierbei hat sich ergeben, daß eine Abschreckgeschwindigkeit
erforderlich ist, die schneller als jene ist, die zum Aushärten in fließendem Wasser verwendet wird, um
sicherzustellen, daß eine Martensitphase in einem niedriggekohlten Stahl, wie z. B. C
< 0,12% trotz der Tatsache auftritt, daß die Abschreckung von einer Temperatur zwischen dem Aci-Punkt und 9000C
erfolgt. Um die erforderlichen Abschreckgeschwindigkeiten in Großanlagen durchführen zu können, ist die
Wasserabschreckung im Wasserstrahl geeignet. Diese Abschreckung ermöglicht gleichzeitig die Erhaltung des
T-Wertes (mittlere senkrechte Anisotropie), der ungefähr jenen r-Werten entspricht, die ein hochwertiger,
kaltgewalzter Bandstahl besitzt. Bei einer anderen Abschreckungsart, bei der geringe Abschreckgeschwindigkeiten
auftreten, kann der f-Wert in dieser Höhe nicht beibehalten werden. Diese Gründe sprechen für
die Wasserabschreckung im Wasserstrahl beim erfindungsgemäßen Verfahren.
Die nochmalige Erwärmungsbehandlung auf 1500C
bis 4500C während 5 bis 300 Sekunden erfolgt anschließend, d. h. nachdem der Bandstahl auf Raumtemperatur
durch die Abschreckung abgekühlt worden ist Diese nochmalige Erwärmung dient dazu, zu
verhindern, daß die Festigkeit beim Überzugseinbrennen nach der Preßverformung abfällt Das heißt diese
nochmalige Erwärmung ist erforderlich, damit sich der gelöste C im Stahl ausscheiden kann, und damit sich
insbesondere der Martensit in eine stabilere Form
ίο umwandelt als sie nach der Erwärmung und Abschrekkung
vorliegt Ein Teil des gelösten C soll im Stahl verbleiben, so daß sich nicht der gesamte Anteil an C
während der nochmaligen Erwärmungsbehandlung ausscheidet, d. h., es ist eine Wärmebehandlung bei einer
niedrigen Temperatur erforderlich, um die oben aufgeführte Einbrennhärtbarkeit zu verbessern. Der
untere Grenzwert für die nochmalige Erwärmung liegt vorzugsweise bei 15O0C während 5 Sekunden. Ein
Grund hierfür liegt darin, daß ein großer Anteil des
so gelösten Kohlenstoffs sich im Ferrit bei der Abschrekkung um ein bestimmtes Maß ausscheidet so daß die
Einbrennbeschichtungsbehandlung nach der Preßveriormung keine Erniedrigung der Festigkeit bewirkt Ein
weiterer Grund liegt in der Stabilisierung der Martensit-
phase, da sich diese während der Oberzugseinbrennbehandlung nicht umwandelt
Der obere Grenzwert bei der nochmaligen Erwärmungsbehandlung
liegt bei 4500C, da sich der Martensit ■ übermäßig oberhalb dieser Temperatur erweicht und
die Eigenschaft der Alterungsbeständigkeit nachteilig beeinflußt Außer, daß die Festigkeit des Bandstahls
selbst abnimmt wird durch die Abschreckung die Festigkeit nochmals nachteilig beeinflußt Die Zeit für
die nochmalige Erwärmung liegt höchstens bei 300 Sekunden, um eine einfache Durchführbarkeit und einen
entsprechenden Ausstoß an Bandstahl zu erzielen.
Die Erfindung wird nachstehend durch Gegenüberstellung von Vergleichsbeispielen und Beispielen der
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
Dieses Ausfühfungsbeispiel befaßt sich mit dem Einfluß des Wärmezyklus bei der vollständigen kontinuierlichen
Vergütungsbehandlung. Der Stahl wies hierbei ungefähr folgende Zusammensetzung an erfindungswesentlichen
Bestandteilen auf:
Herstellungsbedingungen
Außer den Bedingungen für die kontinuierliche Vergütungsbehandlung, die in Tabelle I gezeigt sind,
wurden die ansonsten bekannten Bedingungen eingehalten.
C:
Mn:
P:
S:
Mn:
P:
S:
N:
0,06%
0,28%
0,012%
0,018%
0,0075% Enddicke nach dem Kaltwalzen:
Nachwalzen:
Überzugseinbrennbehandlung:
Beschleunigte Alterung:
0,8 mm 1,0% 170° C, 20 Minuten 38°C während
8 Tagen.
Wärmebehandiungszyklus Die mechanischen Eigenschaften und der Einfluß des
Wärmezyklus sind in Tabelle I aufgeführt.
Prüfzweck
1-1 7000C χ 2 h chargenweise Vergütung
1-2 7000Cx 1 min. kontinuierliche Vergütung f. Zinnplattierung
1-3 70O0CxI min.-WQ-3000CxI min.
° 1-4 80O0CxI min.-WQ-300°Cxl min.
1-5 9200Cx 1 min. — WQ- 3000CxI min.
1-6 80O0CxI min.-WQ
1-7 8000CxI min.-WQ-1000Cx 1min.
° 1-8 80O0CxI min.-WQ-250°C xl min.
° 1-9 8000Cx 1 min.-WQ-3500C χ 1 min.
°l-10 80O0CxI min.-WQ-400°Cx 1min.
1-11 80O0CxI min.-WQ-5000CxI min.
1-12 800° C χ 1 min. — Abschreckung in fließendem Wasser von — 250° C x 1 min.
1-13 800°Cx 1 min.— Druckluftabkühlung —2500Cx 1 min.
°: Wärmebehandlungszyklus gemäß der Erfindung Hinweis: WQ bezeichnet Abschrecken im Wasserstrahl
Tabelle I (Fortsetzung) Vergleichszyklus Vergleichszyklus Erwärmungstemperatur
Erwärmungstemperatur Erwärmungstemperatur Nachbehandlungstemperatur Nachbehandlungstemperatur
Nachbehandlungstemperatur Nachbehandlungstemperatur Nachbehandlungstemperatur Nachbehandlungstemperatur
Verfahren zur Schnellabkühlung Verfahren zur Schnellabkühlung
Mechanische Eigenschaften unmittelbar nach dem Nachwalzen
Streckgrenzen dehnung Us)
lcg/mrn2
ob
kg/mm2
nach der Einbrennbehandlung
mittlere os ob Δθς
senkrechte Aniso- _ tropie r kg/mm2 kg/mm2 kg/mm2
nach beschleunigter Alterung
Streckgrenzen dehnung Us)
383
33,8
30,6
28,2
26,3
31,0
28,6
33,8
30,6
28,2
26,3
31,0
28,6
1,8
2,0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
34,3 37,2 38,2 44,2 47,1 69,1 592 453 4Zl 40,8 38,2 38,9 37,4
44,2 36,5 35,9 3Z9 22,1 72 163 3ZO
35,4 37,2 37,6 23,7 33,5
127 0,87 1,02 1,25 1,30 1,23 1,23 1,24 126 1,25 U4
0,98 0.89
3ZO 35,3 36,2 43.6 4Z5 46,3 45,2 44,8 41,8 39,9 36,0
36,2 3Z5 34,6
37,9
38,8
44,6
47,5
47,5
47,9
45,5
4Z6
40,9
38,9
38,8
37.1
37,9
38,8
44,6
47,5
47,5
47,9
45,5
4Z6
40,9
38,9
38,8
37.1
8.3
6.1
6,2
11,1
7,3
6,9
11,0
IU
11.7
9,7
52
3.9
Z5
4,6
3,1
02
1,2
4,6
3,1
02
1,2
02
03
0,6
03
0,6
2,7
3.8
3.8
Wie in Tabelle 1 aufgeführt, wurde der Stahl 1-1 einer bekannten chargenweisen Vergütungsbehandlung unterworfen.
Seine Einbrennhärtbarkeit, d. h. Aas, ist
relativ groß und beträgt 8,3 kg/mm2, jedoch seine Streckgrenzendehnung (es) nach der beschleunigten
Alterung beträgt ungefähr 2,5%, was nachteilig ist.
Der Stahl 1-2 wurde einer bekannten kontinuierlichen Vergütungsbehandlung für Zinnplattierung unterworfen.
Es scheint, als ob die Streckgrenzendehnung (ss)
selbst nach dem Nachwalzen ungefähr beibehalten bleibt, jedoch weist dieser Stahl eine niedrig liegenden
Einbrennhärtbarkeit und zudem extrem nachteilige Alterungseigenschaften auf.
Die Stähle 1-3, 1-4 und 1-5 gelten als Prüfstähle für
den Zusammenhang zwischen der Erwärmungstemperatur und der Stahlgüte. Die Erwärmungstemperatur
'U\*>3 UlUlIlLO 1 «J l_ri*llUg UllgVIUIll I WW ^^, JIfWWWI IUt UlV
Güte ungefähr ähnlich jener des Stahls 1-2. Das heißt, diese Stähle weisen eine nachteilige Streckgrenzendehnung
fa) eine nachteilige Einbrennhärtbarkeit und nachteilige Alterungseigenschaften auf.
Der Stahl 1-4 wurde durch Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der genannten Zusammensetzung
hergestellt, die Erwärmungstemperatur betrug 8000C. Obwohl die Einbrennhärtbarkeit, d.h. Ao5, bei
11,1 kg/mm2 lag, ist die Erholung der Streckgrenzendehnung
nach der beschleunigten Alterung sehr niedrig bei 0,2%. Dieser Stahl kann als alterungsbeständig bezeichnet
werden.
Die Erwärmungstemperatur beim Stahl 1-5 lag höher als bei jenem Temperaturbereich, der der Erfindung
entspricht, nämlich bei 92O0C. Die Dehnung war. verglichen mit der hohen Festigkeit, niedrig, während
die Einbrennhärtbarkeit und die Alterungsbeständigkeit schlechter sind, als bei Anwendung des Verfahrens auf
einen Stahl der genannten Zusammensetzung. Somit läßt sich annehmen, daß der Erwärmungsgeschwindigkeit
bei der kontinuierlichen Vergütungsbehandlung beim Verfahren gemäß der Erfindung eine ausschlaggebende
Rolle zukommt.
Bei den Stählen 1-6 bis 1-11 wurde der Einfluß einer
Nachbehandlungstemperatur auf die Güte des Stahls untersucht Der Stahl 1-6 weist einen Nachteil auf, der
ihn völlig ungeeignet macht: Die Festigkeit nimmt während der Einbrennbehandlung ab.
Der Stahl 1-7 wurde bei einer Anlaßtemperatur unterhalb des Bereichs behandelt, der gemäß der
Erfindung angegeben ist. Bei einer Wärmebehandlung bei einer solchen Temperatur ergaben sich einige
Verbesserungen gegenüber dem Stahl 1-6. jedoch nahm die Zugfestigkeit plötzlich von 59,3 kg/mm? auf 47,9
kg/mm2 ab, was sehr nachteilig ist
Die Stähle 1-8. 1-9 und 1-10 wurden nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt Diese
Stähle besitzen eine hohe Einbrennhärtbarkeit und eine ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit innerhalb des
Bereiches der Nachwärmebehandlungstemperatur von 2500C bis 4000C Die Wahl der Temperatur bei der
nochmaligen Erwärmungsbehandlung sollte vorzugsweise zu niedrigen Temperaturwerten führen. Dies wird
insbesondere durch N verursacht Jedoch ermöglicht die alleinige Zugabe von N nicht die vorzüglichen
Eigenschaften, wenn der Wärmebehandlungszyklus außerhalb des beim erfindungsgemäßen Verfahren
angegebenen Bereichs liegt Dasselbe trifft auf den Stahl 1-11 zu, der einer Temperatur bei der nochmaligen
Erwärmung unterworfen wurde, die außerhalb des angegebenen Bereichs lag, und zwar bei 500° C während
C: | 0,05% |
Mn: | 0,27% |
P: | 0,01% |
S: | 0,027% |
N: | 0,0017% |
1 Minute. Wie der Tabelle I zu entnehmen ist, wird hierbei außer der Festigkeit eine Streckgrenzendehnung
(bs) weiche eine große Erholungsgeschwindigkeit
von 1,2% nach der beschleunigten Alterung bewirkt, was nachteilig ist. Vorzugsweise sollten deshalb die
Bedingungen bei der nochmaligen Erwärmung wie beim Verfahren gemäß der Erfindung angegeben und
eingehalten werden.
Die Stähle 1-7 bis 1-11 stellen repräsentative Ausführungsbeispiele zahlreicher Experimente dar,
welche bezüglich der Nachbehandlung unternommen wurden. In Fig. 1 sind diese Experimente schaubildhaft
aufgeführt, in der die Änderung der Einbrennhärtbarkeit bei den entsprechenden Nachbehandlungstemperatüren
jenen der Vergleichsstähle gegenübergestellt ist. Ein Vergleichsstahl, der keinen N-Zusatz enthielt, wies
Dieser wurde auf dieselbe Art und Weise, einschließlich der Wärmebehandlung, wie die oben aufgeführten
Stähle hergestellt.
Dieser Stahl ist ein niedriggekohlter Stahl für Bleche. Entsprechend F i g. 1 weist der Vergleichsstahl (bekannter
Stahl) eine sehr starke Abnahme in der Einbrennhärtbarkeit bei steigender Vergütungstemperatur auf,
während der Stahl, welchem bei Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der genannten Zusammensetzung,
N zugegeben wurde, keine Abhängigkeit von der Vergütungstemperatur zeigt Dieses beinhaltet die
Vergütungsbehandlung von einem Stahl mit N-Zusatz bei Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der
genannten Zusammensetzung.
Die Auswirkungen der Abschreckweise wurden an Hand der Stähle 1-12 und 1-13 untersucht Beim
Vergleich dieser Stähle mit den Stählen 1-4,1-8,1-9 und
1-10 ergibt sich, daß bei einer niedrigen Abkühlungsgeschwindigkeil,
wie beim Abschrecken unter fließendem Wasser oder bei Druckluftabkühlung, welche wesentlich
langsamer als die Wasserabschreckung im Wasserstrahl bei Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der
genannten Zusammensetzung ablaufen, keine ausreichende Festigkeit gewährleistet ist das Gleichgewicht
zwischen Bruchfestigkeit und Bruchdehnung zerstört wird und gleichzeitig eine niedrigere Einbrennhärtbarkeit
vorhanden ist Die Angaben bezüglich des f-Wertes
zeigen weiter, daß die Abschreckung im Wasserstrahl bei Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der
genannten Zusammensetzung unbedingt erforderlich ist Im Falle der Stähle 1-4, 1-8 und 1-9, die durch
Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der genannten Zusammensetzung hergestellt sind, erreicht
der r-Wert ein Maß, das gewöhnlich bei kaltgewalztem Bandstahl auftritt d- h. 1,24 bis 1,26 beträgt während die
Stähle 1-12 und 1-13, die im fließenden Wasser oder durch Druckluft abgeschreckt worden sind, niedrigere
T- Werte aufweisen, z. B. 0,98 und 0,89. Diese sind für die
Preßverformung ungeeignet Wie eingangs aufgeführt stellt die Abschreckung im Wasserstrahl bei der
kontinuierlichen Vergütungsbehandlung bei Anwendung des Verfahrens auf einen Stahl der genannten
Zusammensetzung eine unabdingbare Notwendigkeit dar.
Die Auswirkungen des Zusatzes von N auf die Stabilität der Einbrennhärtbarkeit wurde hierbei untersucht.
Eine Grundbedingung für das Einbrennen des Überzugs sind normalerweise 170°C während 20
Minuten. Bekanntlich sind diese Erfordernisse nicht immer einzuhalten, z. B. bei konkaven Teilen, zu denen
die heiße Luft nur schwerlich gelangen kann. Ferner hat
sich durch Versuche bestätigt, daß die Temperatur der heißen Luft nicht immer 170°C betragen muß.
Aus diesem Grunde ist es erforderlich, daß die hohe Einbrennhärtbarkeit während geringer Schwankungen
in der oben angeführten Einbrennbedingung sich stabil verhält. Hierzu dient dieses Ausführungsbeispiel.
Ein Prüfstahl wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt:
Zusammensetzung der Probe (%) C Mn P
Stahl mit N-Zusatz
Stahl ohne N-Zusatz
Stahl ohne N-Zusatz
0,052
0,055
0,055
0,28
0,23 0,01
0,01
0,23 0,01
0,01
0,018
0,019
0,019
0,0092 0,0014
Hierbei wurde Si zur Desoxydation zugegeben.
Hauptherstellungsbedingungen:
Die Stähle wurden kontinuierlich gegossen Enddicke nach dem Warmwalzen: 3,2 mm
Enddicke nach dem Kaltwalzen: 0,8 mm
Wärmezyklus für die kontinuierliche Vergütungsbehandlung:
anschließende
Nachbehandlung:
Nachbehandlung:
Nachwalzverhältnis:
bei 2700C während 1 Minute 1%
Erwärmungstemperatur:
Abschrecktemperatur:
Abschrecktemperatur:
750° C, 1 Minute
750° C
750° C
Die Abschreckung erfolgte im Wasserstrahl:
Bedingungen bei der Einbrennbeschichtung:
fünf Stufen bei 100°C, 1200C, 14O0C, 160°C und
170° C, die Behandlungszeit betrug jeweils 5
Minuten.
Die mechanischen Eigenschaften unmittelbar nach dem Nachwalzen und vor dem Einbrennen waren wie
folgt:
Streckgrenzen
dehnung (es)
dehnung (es)
Stahl mit N-Zusatz
Stahl ohne N-Zusatz
Stahl ohne N-Zusatz
29,5 kg/mm2 27$ kg/mm?
0%
0%
0%
42,d kg/mm2
39,3 kg/mm2
39,3 kg/mm2
57,0% 383%
Die Abhängigkeit der Einbrennhärtbarkeit dieser Stähle bei den oben angeführten Einbrennbedingungen
sind in F i g. 2 gezeigt Dieser Figur kann entnommen werden, daß die Einbrennhärtbarkeit bei dem bekannten
Stahl plötzlich bei der Einbrenntemperatur proportional dazu abnimmt Bei dem Stahl der einen N-Zusatz
aufweist hincrpgpn Hpr Hnrrti Anwendung uzs Verfslirens
auf einen Stahl der genannten Zusammensetzung hergestellt ist, tritt jedoch diese Abhängigkeit nahezu
nicht auf. Beispielsweise tritt eine Einbrennhärtbarkeit von 10 kg/mm2 selbst bei 120°C auf. Die Stabilität
ändert sich durch die Änderung der Einbrenntemperatur nahezu kaum, d- h. die Einbrennhärtbarkeit verhält
sich stabil und ist nahezu unbeeinflußbar durch die Nachbehandlungstemperatur, wie dies in Beispiel 1
erläutert worden ist
An Hand dieses Ausführungsbeispiels wurde der
Einfluß durch die chemische Zusammensetzung untersucht Nachstehend Haupterfordernisse wurden bei der
Herstellung des Stahles erfüllt
Enddicke nach dem Warmwalzens 2,8 mm Enddicke nach dem Kaltwalzen: 0,8 mm
Wärmezyklus für die kontinuierliche Vergütung: Erwärmungstemperatur
und -zeit:
Abscnrec-ksng.
und -zeit:
Abscnrec-ksng.
55 Nachbehandlung:
Nachwalzverhältnis:
Nachwalzverhältnis:
800° C,l Minute Abschreckung im Wasserstrahl
von 8000C 4000C, 1 Minute
1,0%
1700C, 20 Minuten
Embrennb eschich tungsbedingungen:
Beschleunigte Alterang:
Erholungsbetrag der Streckgrenzendehnung (es)
nach der beschleunigten Alterung bei 38° C während 8 Tagen.
65 Die mechanischen Eigenschaften sind in Tabelle Il
aufgeführt
14
Stahl Zusammensetzung (%)
C Mn N
Al
besondere
Zusatzelemente
Zusatzelemente
Ai°/o
Prüfzweck
3-1 | 0,06 | 0,23 | 0,0014 | 0,001 | P 0,12% | 0,01 |
3-2 | 0,05 | 0,23 | 0,0033 | 0,001 | Si 1,02% | 0,03 |
3-3 | 0,06 | 0,28 | 0,0056 | 0,001 | Cu 0,98% | 0,08 |
3-4 | 0,04 | 0,22 | 0,0138 | 0,001 | P 0,07%, Si 1,02% | 0,15 |
3-5 | 0,04 | 0,28 | 0,0250 | 0,001 | P 0,10%, Nb 0,04% | 0,25 |
3-6 | 0,05 | 0,25 | 0,0071 | 0,045 | Si 0,3%, P 0,10%, | 3,20 |
3-7 | 0,05 | 0,21 | 0,0102 | 0,053 | V 0,10% | 5,41 |
3-8 | 0,09 | 0,32 | 0,0035 | 0,001 | Si 1,2%, Nb 0,03% | 0,04 |
3-9 | 0,14 | 0,35 | 0,0032 | 0,001 | 0,03 | |
3-10 | 0,06 | 1,05 | 0,0038 | 0,035 | 1,33 | |
3-11 | 0,08 | 2,20 | 0,0035 | 0,050 | 1,75 | |
3-12 | 0,05 | 0,32 | 0,0065 | 0,010 | 0,98 | |
3-13 | 0,06 | 038 | 0,0078 | 0,005 | 0,39 | |
3-14 | 0,06 | 0,35 | 0,0059 | 0,013 | 0,77 | |
3-15 | 0,05 | 0,33 | 0,0063 | 0,035 | 2,21 | |
3-16 | 0,05 | 0,42 | 0,0075 | 0,009 | 0,68 | |
3-17 | 0,05 | 0,35 | 0,0082 | 0;012 | 0,98 | |
3-18 | 0,06 | 1,05 | 0,0095 | 0,015 | 1,43 | |
Einfluß von N
Einfluß von N
Einfluß von N
Einfluß von N
Einfluß von N
Einfluß von Al
Einfluß von Al
Einfluß von C
Einfluß von C
Einfluß von Mn
Einfluß von Mn
Einfluß von N
Einfluß von N
Einfluß von N
Einfluß von N
Einfluß von Al
Einfluß von Al
Einfluß von C
Einfluß von C
Einfluß von Mn
Einfluß von Mn
'Auswirkung dch. d. Zugabe von P Si Auswirkung dch. d. Zugabe von P
Cu Auswirkung dch. d. Zugabe von P P-Si
Auswirkung dch. d. Zugabe von P P-Nb
Auswirkung dch. d. Zugabe von P Si-P-V
Auswirkung dch. d. Zugabe von P Mn-Si-Nb
Auswirkung dch. d. Zugabe von P
Auswirkung dch. d. Zugabe von P
°: erfindungsgemäß hergestellter Stahl
Hinweis: S-Gehalt in den Stählen: 0,005-0,023%
Hinweis: S-Gehalt in den Stählen: 0,005-0,023%
Tabelle II (Fortsetzung)
Mechanische | Eigenschaften | unmiuelb. n. | d. Nachwalzen | nach der | Einbrennbehandlung | Aas | n. beschl. Alterung |
Stahl |
Oj | Streck | OB | (5 | Os | OB | Streck | ||
grenzen | grenzen | |||||||
dehnung Es | kg/mm2 | dehnung ss | ||||||
kg/mm2 | Vo | kg/mm2 | % | kg/mm2 | kg/mm2 | 5,4 | % | |
26,2 | 0 | 38,5 | 37,9 | 31,6 | 39,0 | 9,5 | 0 | 3-1 |
26,5 | 0 | 39,2 | 36,3 | 36,0 | 39,3 | 11,3 | 0 | 3-2 |
28,9 | 0 | 41,5 | 34,0 | 40,2 | 41,5 | 12,0 | 0,3 | 3-3 |
30,5 | 0 | 43,2 | 32,0 | 42,5 | 43,7 | 11,7 | 0,3 | 3-4 |
33,5 | 0 | 45,6 | 25,2 | 45,2 | 45,6 | 7,5 | 0,7 | 3-5 |
32,0 | 0 | 45,8 | 32,1 | 39,5 | 45,5 | 3,5 | 0 | 3-6 |
34,3 | 0 | 47,3 | 30,5 | 37,8 | 47,8 | 9,1 | 0 | 3-7 |
36,1 | 0 | 49,5 | 26,2 | 45,2 | 49,8 | 8,2 | 0,1 | 3-8 |
45,0 | 0 | 57,6 | 14,5 | 53,2 | 57,7 | 10,9 | 0,2 | 3-9 |
44,0 | 0 | 58,9 | 22,6 | 54,9 | 59,3 | 9,2 | 0,2 | 3-10 |
54,8 | 0 | 72,3 | 15,0 | 64,0 | 73,2 | 13,0 | 0 | 3-11 |
35,2 | 0 | 48,5 | 32,2 | 48,2 | 49,1 | 12,8 | 0,2 | 3-12 |
40,2 | 0 | 55,3 | 30,5 | 53,0 | 55,5 | 12,3 | 0,1 | 3-13 |
38,5 | 0 | 52,5 | 30,0 | 50,8 | 53,0 | 10,0 | 0,2 | 3-14 |
44,3 | 0 | 60,3 | 28,0 | 54,3 | [61,0 | 10,9 | 0 | 3-15 |
42,0 | 0 | 55,2 | 28,2 | 52,9 | 156,0 | 11,7 | 0,2 | 3-16 |
43,2 | 0 | 59,3 | 27,9 | 54,9 | 60,0 | 12,7 | 0,2 | 3-17 |
56,2 | 0 | 75,3 | 22,2 | 68,9. | 75,8 | 0,2 | 3-18 | |
Bei den Stählen 3-1 bis 3-5 in Tabelle Il wurde die Auswirkung des Zusatzes von N ermittelt. Hierbei sind
die Stähle 3-2,3-3 und 3-4 Stähle, die durch Anwendung des Verfahrens auf Stähle der genannten Zusammensetzung
hergestellt sind. Der Stahl 3-1 weist einen niedrigen Wert von N von 0,0014% und ebenfalls von
Aos von 5,4 kg/mm2 auf. Die Stähle 3-2 bis 3-4 hingegen,
deren N-Gehalt innerhalb des Bereichs gemäß der Erfindung liegt, besitzt große /lorWerte von 9,5
kg/mm2, 11,3 kg/mm2 und 12,0 kg/mm2. Demzufolge ist
die Streckgrenzendehnung nach der beschleunigten Alterung ungefähr mit 0 bis 0,3% anzugeben, so daß
diese Stähle nahezu alterungsbeständig sind. Die Stähle 3-3 und 3-4, die N in einem Gehalt von 0,0056% und
0,0138% enthalten, weisen höhere Ao5-Werte auf als der
Stahl 3-2. der N zu 0,0033% enthält. Somit bestätigt es sich,"daß die Auswirkung von N stärker wird, wenn die
Einbrenntemperaturen niedriger liegen. Wenn beispielsweise die Einbrenn temperatur 1400C und die
dafür eingehaltene Zeit 20 Minuten beträgt, tritt eine Abnahme der Einbrennhärtbarkeit {Aos) auf 6,8 kg/mm2
beim Stahl 3-2 mit niedrigem N-Gehalt auf. Bei den Stählen 3-3 und 3-4 mit 0,0056% und 0,0138% N
hingegen, beträgt die Einbrennhärtbarkeit entsprechend 10,5 kg/mm2 und 11,2 kg/mm2. Vorzugsweise liegt
der N-Gehalt jedoch innerhalb der Grenzwerte, da sonst ein Gleichgewicht bei den mechanischen Eigenschaften
nicht mehr gewährleistet ist, wenn der N-Gehalt diese Grenzwerte überschreitet Ein solches
Ausführungsbeispiel ist durch den Stahl 3-5 dargestellt, der N zu 0,0025% enthält und somit den Grenzwert bei
Anwendung des Verfahrens überschreitet Hierbei liegt der (5-Wert niedrig bei 25,2%. Diese Eigenschaft ist
völlig unbefriedigend bei einem Bandstahl für eine Preßverformung. Wenn nämlich die Zugfestigkeit in der
Nähe von 45 kg/mm2 liegt, ist wenigstens eine Dehnung von 30% erforderlich. Um den erforderlichen AorWert
zu erzielen und entsprechend ausgewogene Eigenschaften beim Stahl sicherzustellen, sollte N vorzugsweise
innerhalb des Bereichs von 0,003% bis 0,020% liegen.
An Hand der Stähle 3-6 und 3-7 wurde die Auswirkung von Al ermittelt. Der Stahl 3-6 enthält Al
innerhalb des Bereichs, wie er erfindungsgemäß angegeben ist, d. h.
< 5 χ 10-V(N)%. Dieser weist eine wesentlich höhere Einbrennhärtbarkeit als der Stahl 3-7
auf, der Aluminium außerhalb des angegebenen Bereichs enthält.
Die Auswirkung von C wurde an Hand der Stähle 3-8 und 3-9 ermittelt. Der Stahl 3-8 enthält C innerhalb des
Bereichs, wie er erfindungsgemäß angegeben ist und weist eine zufriedenstellende Zugfestigkeit und Dehnung
auf, der Stahl 3-9, der außerhalb des erfindungsgemäß angegebenen Bereichs liegt, jedoch eine niedrigere
Zugfestigkeit besitzt.
Die Dehnung, die für eine Zugfestigkeit von 5,8 kg/mm2 erforderlich ist, beträgt wenigstens 22%, und
der Stahl 3-9 ist hierfür nicht ausreichend geeignet. Obwohl in Tabelle II nicht aufgeführt, besitzt der Stahl
3-8 einen r-Wert von 1,1, während der r-Wert des Stahles 3-9 0,9 beträgt. Dieser Nachteil ist im Hinblick
auf die Verwendung des Stahles bei der Preßverformung ausschlaggebend.
An Hand der Stähle 3-10 und 3-11 wurde die Auswirkung von Mn ermittelt Der Stahl 3-10, der Mn in dem erfindungsgemäß angegebener. Bereich enthält, besitzt ein ausgewogenes Gleichgewicht zwischen Bruchfestigkeit aB und Bruchdehnung O, während der Stahl 3-11, der Mn außerhalb des Bereichs, der gemäß der Erfindung angegeben ist, enthält, 15% ö im Vergleich zu 72 kg/mm2aB besitzt Da wenigstens eine Dehnung von 18% für den os-Wert erforderlich ist, ist dieser Stahl 3-11 im vorliegenden Falle ungeeignet.
Obwohl in Tabelle II die r-Werte nicht aufgeführt sind, besitzt der Stahl 3-11 einen extrem niedrigen, nämlich bei 0,85 und ist demzufolge für die Preßverformung ungeeignet.
An Hand der Stähle 3-12 bis 3-18 wurden die Auswirkungen einzelner zusätzlicher Elemente ermittelt In jedem Fall trat ein ausgewogenes Verhältnis von mechanischen Eigenschaften einer guten Einbrennhärtbarkeit und einer Alterungsbeständigkeit auf. Der Hauptgrund für die Zugabe dieser speziellen Elemente
An Hand der Stähle 3-10 und 3-11 wurde die Auswirkung von Mn ermittelt Der Stahl 3-10, der Mn in dem erfindungsgemäß angegebener. Bereich enthält, besitzt ein ausgewogenes Gleichgewicht zwischen Bruchfestigkeit aB und Bruchdehnung O, während der Stahl 3-11, der Mn außerhalb des Bereichs, der gemäß der Erfindung angegeben ist, enthält, 15% ö im Vergleich zu 72 kg/mm2aB besitzt Da wenigstens eine Dehnung von 18% für den os-Wert erforderlich ist, ist dieser Stahl 3-11 im vorliegenden Falle ungeeignet.
Obwohl in Tabelle II die r-Werte nicht aufgeführt sind, besitzt der Stahl 3-11 einen extrem niedrigen, nämlich bei 0,85 und ist demzufolge für die Preßverformung ungeeignet.
An Hand der Stähle 3-12 bis 3-18 wurden die Auswirkungen einzelner zusätzlicher Elemente ermittelt In jedem Fall trat ein ausgewogenes Verhältnis von mechanischen Eigenschaften einer guten Einbrennhärtbarkeit und einer Alterungsbeständigkeit auf. Der Hauptgrund für die Zugabe dieser speziellen Elemente
liegt darin, die Preßverformbarkeit durch die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften zu verbessern,
welches sich an Hand des Gleichgewichtes bzw. Verhältnisses zwischen der Bruchfestigkeit ob und der
Bruchdehnung δ aufzeigen läßt, wenn diese in Beziehung zu den vorstehenden Werten gesetzt
werden. Der Stahl 3-10 beispielsweise (1,05% Mn) liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung und besitzt nur
58,9 kg/mm2oa sowie 22,6% <5. Andererseits besitzt der
Stahl 3-15, dem weiterhin noch Si und P zugegeben
worden sind, höhere Werte von of. nämlich 60,3
kg/mm2, und der ό-Wert liegt sehr hoch, wie in Tabelle II
aufgeführt.
Die Erfindung ermöglicht somit die Herstellung eines hochfesten, kaltgewalzten Bandstahles, der sowohl eine
hohe Einbrennhärtbarkeit als auch eine ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit besitzt.
Nach der nochmaligen Erwärmung von Raumtemperatur auf 150°C bis 4500C während 50 bis 30 Sekunden
kann der Bandstahl nochmals abgekühlt und anschließend
aufgehaspelt werden, ohne daß sich die hohe Einbrennhärtbarkeit und die Alterungsbeständigkeit
ändern.
Unter Einbrennhärtbarkeit ist das Vermögen des kaltgewalzten Bandstahles nach der kontinuierlichen
Vergütungsbehandlung zur Aushärtung während der Einbrennbehandlung zu verstehen. Die Einbrennhärtbarkeit
wird in Aas [kg/mm2] angegeben. Der r-Wert
bezeichnet die mittlere senkrechte Anisotropie im Zugversuch.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
130 217/170
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Kaltbändern, bei denen das kaltgewalzte Band kontinuierlich auf Temperaturen von Aci bis 9000C erwärmt und auf dieser Temperatur 5 bis 180 Sekunden gehalten, dann von dieser Temperatur im Wasserstrahl auf Raumtemperatur abgeschreckt wird, wieder auf 150 bis 4500C erwärmt und auf dieser Temperatur 5 bis 300 Sekunden belassen wird, abschließend auf Raumtemperatur abgekühlt und gehaspelt wird, auf Stähle, die 0,02 bis 0,12% Kohlenstoff, 10 χ (S) bis 2,00% Mangan, 0,003 bis 0,02%, vorzugsweise 0,004 bis 0,015% Stickstoff und bis zu 5 χ ΙΟ-4 /(N) % Aluminium, sowie ferner eines oder mehrere der nachstehenden Elemente:vorhergehenden Ansprüche 1 oder 6 auf Stähle nach einem der Ansprüche 1 - 5 mit der Maßgabe, daß der Bandstahl auf 250° C erwärmt wird.10. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 6 auf Stähle nach einem der Ansprüche 1—5 mit der Maßgabe, daß der Bandstahl auf 3500C erwärmt wird.11. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 6 auf Stähle nach einem der Ansprüche 1—5 mit der Maßgabe, daß der Bandstahl auf 400 ° C erwärmt wird.
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