DE2601443A1

DE2601443A1 - Verfahren zum kontinuierlichen thermischen behandeln von kaltwalzblechen und einrichtung zum ausueben des verfahrens

Info

Publication number: DE2601443A1
Application number: DE19762601443
Authority: DE
Inventors: Mario Economopoulos; Philippe Paulus
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1976-01-16
Publication date: 1976-07-22
Also published as: US4065329A; FR2297920A1; CA1072424A; DE2601443B2; IT1062805B; FR2297920B1; LU71664A1; NL176794B; NL7600249A; NL176794C; GB1497502A

Description

Zweck einer solchen Nachbehandlung kaltgewalzter Stahlbleche ist es insbesondere, den Blechen hohe Elastizitätsund Streck-Grenzwerte zu verleihen, wodurch diese Bleche gute Tiefzieheigenschaften erhalten, und gleichzeitig eine hohe Gleichförmigkeit der spezifischen Eigenschaften des Bleches über seine gesamten Abmessungen zu erzielen. Derartige Eigenschaften sind insbesondere bei Blechen hoher Elastizitätsgrenze gefragt, wie sie in der Kraftfahrzeug-Industrie benutzt werden.

Wenn bei kaltgewalzten Blechen gute Streckbarkeits-Tiefziehbarkeits- und Dehnbarkeitseigenschaften erzielt werden sollen, dann werden diese Bleche herkömmlicherweise im aufgespultem Zustande in einem Haubenofen einem Rekristallisationsanlassen unterworfen.

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FUr das Auftragjverhitltnis gilt die Gebührenordnung der Deutschen Patentanwaltskamrner. - Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: Nürnberg. Gespräche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindlich· Wirkung

Eine solche Nachbehandlung ist aber kostspielig, da sie lang andauert und dennoch wenig leistungsfähig ist. Darüberhinaus weisen die durch solche herkömmliche Nachbehandlung erzielten Eigenschaften starke Streuungen auf.

Um diese Unzulänglichkeiten zu überwinden wurde bereits vorgeschlagen, die herkömmliche AnIaS-Nachbehandlung durch eine kontinuierliche thermische Behandlung zu ersetzen. Schon zahlreiche Varianten solcher Nachbehandlung vmrden in Betracht gezogen; dennoch war es bisher nicht möglich., mit hinreichender Sicherheit eine zufriedenstellende Homogenität der Eigenschaften dieser kontinuierlich nachbehandelten Bleche über ihre gesamte Länge sowie gute Streckbarkeit in annehmbarer Nachbehandlungs-Zeitspanne zu erzielen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Nachbehandlungsverfahren anzugeben, das die bisherigen Nachteile nicht aufweist und nur eine Gesamt-Zykluszeit von wenigen Minuten benötigt, um einerseits den erforderlichen Produktionsausstoß sicherzustellen und andererseits eine vernünftige Gesamtlänge des Blechbandes zuzulassen. Trotz derart kurzer Behandlungszeitspanne soll das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere folgende Resultate sicherstellen:

- es soll eine zumindest teilweise Rekristallisation der gestauchten Struktur des kaltgewalzten Bleches stattfinden;

- es soll sich ein für das Tiefziehen geeignetes Gefüge ausbilden;

- es soll eine Kornvergrößerung bis auf gewünschte Abmessungen erfolgen;

- und es soll ein Niederschlagen von interstitiellem Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffverbindungen stattfinden .

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Diese Aufgabe, ein derartiges Verfahren zur kontinuierlichen thermischen Nachbehandlung von kaltgewlzten Blechen zu schaffen, wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Blechband zunächst auf eine Temperatur oberhalb, seiner Rekristallisationstemperatur erhitzt und danach durch Eintauchen in ein wässriges Bad, das ungefähr bei seiner .Siedetemperatur gehalten wird abgekühlt wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Erhitzen zweckmäßigerweise mit einer Geschwindigkeit, die oberhalb 4° C je Sek. liegt.

Das wässrige Bad, in das das erhitzte Blechband zum schnellen Abkühlen eingetaucht wird, kann einfach aus V/asser bestehen; gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung enthält es aber zweckmäßigerweise in Suspension und/oder in Lösung Materialien zum Beeinflussen des Wärmeübergangskoeffizienten wie etwa Salze (insbesondere ein Chlorid des Kalium oder 3orax) oder oberflächenaktive Substanzen wie Palmitate, Stearate, Oleate des Natrium oder des Kalium sowie ggf. korrosionshemmende Materialien«,

Je nach der Zusammensetzung des wässrigen Bades, in das das abzukühlende Blech eingetaucht wird, sowie je nach dem Druck in der Kammer oberhalb des Bades kann die Siedetemperatur dieses Bades zwischen etwa 80°C und etwa I5O⁰ C liegen.

Nach einem weiterbildendem Merkmal der Erfindung ist es zweck-

¹O

mäßig, die durch das Eintauchen des Bleches in das wässrige Bad erfolgende Abkühlung mit einer Geschwindigkeit vorzunehmen, die zwischen etwa 35° C und etwa 25Ο⁰ C je Sek. liegt.

Um eine so vollständig wie möglich auftretende Rekristallisation "der gestauchten bzw. kaltverformten Struktur des kaltgewalzten Bleches zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenigstens 30 Sek. lang

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das Blech bei einer Temperatur zu halten, die der Temperatur am Ende des Erwarmungsvorganges bzw. am Anfang der Schneilab kühlung - bzw. ggf. einer Temperatur zwischen diesen beiden Werten - entspricht.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, das durch Eintauchen in das wässrige Bad abzukühlende Blech etwa zwischen 10 Sek. und 2 Min. lang in dem Abschreckbad zu halten.

Zu einer wünschenswerten Erhöhung der Streckbarkeit (Duktibilität) des Metalles führt es, wenn nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung das durch Eintauchen in ein wässriges Bad abgekühlte Blech anschließend einer Anlaß- oder Alterungsbehandlung unterzogen wird, die darin besteht, das Blech wieder auf eine Temperatur zwischen etwa 300° C und etwa 500° C zu erhitzen.

Vorgenannter Effekt wird noch verstärkt, wenn das auf die Temperatur zxvischen etwa 300° C und etwa 500° C angelassene Blecl wenigstens 15 Sek. lang bei dieser Temperatur gehalten wird.

Palis im Zuge der Fabrikation von Kaltwalzblechen auf eine hohe Elastizitätsgrenze Wert gelegt wird, erfolgt erfindungsgemäß das Erhitzen des Bleches auf eine Temperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur, wonach das Blech während wenigstens j50 Sek. auf einer Temperatur gehalten xvird, die zwischen der Endtemperatur der Erhitzung und der Anfangstemperatur der Schnellabkühlung liegt, wobei letztere zwischen etwa 800° C und etwa 1000° C, vorzugsweise zwischen etwa 850° C und 960° C, liegt, woraufhin dieses Blech für mindestens 10 Sek. in ein wässriges Bad, das bei Siedetemperatur gehalten x^ird, eingetaucht wird, um das Blech auf eine Temperatur zwischen etwa 80° C und I5O⁰ C abzukühlen.

Wenn zusätzlich zur hohen Elastizitätsgrenze vom erfindungs-

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gemäß zu behandelnden Blech gute Streckbarkeitseigenschaften gefordert werden, dann wird dieses Blech nach Verlassen des wässrigen Bades noch auf eine Temperatur zwischen etwa 300° C und etwa 500 C aufgeheizt und bei dieser Temperatur mindestens 15 Sek. lang gehalten.

Die vorstehend beschriebenen Behandlungsmaßnahmen gemäß der Erfindung gelten auch dann, wenn eine homogene Abkühlung im herkömmlichen Geschwindigkeitsbereich (35° C bis 250⁰ C je Sek.) erforderlich ist und zum Beispiel ein Anlassen der Bleche zum Tiefziehen oder für galvanisierte Bleche hoher Elastizitätsgrenze oder Weißblech gesteigerter Härte und Dehnbarkeit oder aus nichtrostendem Stahl gewonnen werden soll, unter der Voraussetzung, daß die Behandlungsbedingungen der Natur des zu behandelnden Metalles angepasst werden.

Die Erfindung umfaßt auch eine vorteilhafte Einrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Eine Einrichtung zum Behandeln von Blechen, insbesondere von Stahlblechen hoher Elastizitätsgrenze, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, besteht im wesentlichen aus einem Erwärmungsofen, in dem das Blech auf eine Temperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatür erhitzt wird und ggf. während einer vorgegebenen Zeitspanne bei dieser Temperatur gehalten wird, aus einem Behälter mit einem wässrigen Bad, das praktisch bei seiner Siedetemperatur gehalten wird und in das das aufgeheizte Blech eingetaucht wird, um es rasch abzukühlen, wobei das Blech unter Umständen über eine gewisse vorbestimmte Zeitspanne bei der Endtemperatur der Abkühlung gehalten wird, sowie ggf. aus einem Vergütungs- oder Anlaßofen zum Aufheizen des derart abgekühlten Bleches auf eine Temperatur von etwa 400° C mit der Möglichkeit, das Blech über eine vorgegebene Zeitspanne bei dieser Temperatur zu halten, ferner mit Mitteln zum Abkühlen des Bleches bis auf Umgebungstemperatur, nachdem es auf etwa 400 C angelassen wurde, sowie aus Abspuleinrichtungen für das Blech zu Beginn

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der Wärmebehandlungseinrichtung und Aufspuleinriehtungen

für das Blech im Anschlu3 an die Wärmebehandlungseinrichtung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles zur erfindungsgemäßen Wärmebehandlungseinrichtung sowie von Verfahrensbeispielen anhand der in der Zeichnung enthaltenen Diagramme. Es zeigt:

Fig. 1 eine Behandlungseinrichtung nach der Erfindung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Diagramm zur Darstellung des Temperaturverlaufes in Abhängigkeit von der Zeit während der Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 2 ein CCT-Diagrams mit Gegenüberstellung eines Abkühlens gemäß der Erfindung einerseits und Abkühlens in Luft oder durch Eintauchen in Wasser andererseits; und

Fig.3 ein Diagramm zum Darstellen der unterschiedlichen Resultate für die Elastizitätsgrenze über der Abmessung des Bleches im Falle eines Eintauches einerseits in kochendes Wasser gemäß der Erfindung und andererseits in kaltes V/asser.

Im in Fig. 1 enthaltenen Diagramm über den Temperaturverlauf über der Zeit sind die Temperaturen in ° C auf der Ordinate und der Zeitablauf in Minuten auf der Abszisse aufgetragen.

Das zu behandelnde Blech ist auf eine Temperatur T, aufgeheizt, bei der es sich um eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Bleches handelt, und das Blech ist bei einer Temperatur zwischen diesem Wert T, und einer Temperatur Tp zu Beginn der Schnellabkühlung vorn Zeitpunkt t, bis zum Zeitpunkt tp gehalten. Im letztgenannten Zeitpunkt tp wird das Blech in einen Behälter mit kochendem Wasser getaucht, so daß die Temperatur

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rasch vom Werte T₂ auf den Viert T-, absinkt.

Wie aus dem Diagramm in Fig. 1 ersichtlich, vollzieht sich der Abkühlvorgang in zwei Phasen: Während der ersten Phase, die sich bis auf eine Temperatur von etwa 350° C erstreckt, verläuft der Abkühlvorgang gebremst, eine Erscheinung, die wahrscheinlich auf der Bildung von Wasserdampf beruht, der gegenüber dem zu behandelnden Material als thermische Abschirmung wirkt; daran schließt sich eine zweite Phase bis zur Temperatur T^ an, während derer die Temperatur des zu behandelnden Materials praktisch schlagartig auf die Temperatur des kochenden Wassers absinkt. Dieser nach der Erfindung auftretende Abkühlverlauf hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, da durch ihn einerseits die Ausbildung von Martensit τ/ährend der ersten Phase der Abkühlung vermieden vjird und andererseits zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens eine gegenüber herkömmlicherweise benutzten Wärmebehandlungseinrichtungen xvesentlich kürzere Einrichtung angewandt werden kann.

Über eine gewisse Zeitspanne, bis zum Zeltpunkt t_ , wird das zu behandelnde Blech daraufhin bei der Temperatur T^, gehalten, ehe ein neuer Temperaturanstieg auf den Wert Tjl bewirkt wird, der im Zeitpunkt tu erreicht wird. Daraufhin wird das so behandelte Blech bis auf eine Temperatur abgekühlt, die niedrig genug liegt, um Oxidation an Luft zu vermeiden.

Die ebenfalls in Fig. 1 dargestellte Wärmebehandlungseinrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im wesentlichen aus folgenden Vorrichtungsteilen:

Eine Einlaufvorrichtung 1 enthält eine Abspulvorrichtung sowie eine Schweißanlage. Es kann zweckmäßig sein, im Anschluß daran eine elektrolytisch arbeitende Endfettungskammer 2 vorzusehen, um gegebenenfalls vorhandenes Walzöl zu entfernen. Vor einem Erwärmungsofen 4 ist ein Schiingenspeicher 3 angeordnet. An den Erwärmungsofen 4 schließt sich eine Erwärmungskammer 5 an, in

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der das Blech bei einer Temperatur in der Gegend der ausgexvählten Anfangs temperatur für die Schnellabkühlung gehalten wird. Der anschließende Behandlungs-Behälter 6 mit kochendem Wassser ist mit einer Wasserdampf-Rückgewinnungseinrichtung 11 ausgestattet, die nach dem Kondensationsprinzip arbeitet und vorzugsweise direkt über dem Bad angeordnet i-jfe. Der Behandlungs-Behälter 6 ist außerdem mit einer Vorerwärmungseinrichtung 12 für das Wasser, einer Speiseeinrichtung 13 für das V/asser, einer Eintrittsschleuse 14 und einer Austrittsschleuse 15 ausgestattet. Vor dem Abkühlraum 8 für die Schlußabkühlung ist ein Vergütungsofen und dahinter ein Ausgangsspeicher 9 angeordnet. Die Ausgangsvorrichtung 10 enthält eine Aufhaspelvorrichtung und eine Schneidvorrichtung, unter Umständen auch eine Berandungsschneideinrichtung, eine Planiervorrichtung, ein sogenanntes "Skin-Pass" und eine Konditionierstrasse.

Die nachfolgend beschriebenen Anwendungsbeispiele zum erfindungsgemäßen Verfahren sollen lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele zur Erfindung darstellen, ohne den Umfang des Schutzes zu beschränken.

Beispiel 1: Tiefziehblech

In einer Gießerei wurde auf herkömmliche Weise ein Block von 17 Tonnen unberuhigten Stahles gewonnen. Dieser Block wurde in einer 3rammenstrasse vorgewalzt und dann mit den nachfolgenden Charakteristiken warmgewalzt:

- Endtemperatur des Warmwalzens;885° C

- Haspeltemperatur: 620° C

- Enddicke: 2,5 mm.

Dieses Zwischenprodukt wies folgende Zusammensetzung auf: C Mn Si P S Al

0,028 o,24o o,oo4 0,009 0,011

/■ 9 -

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Dieser Blechwinkel wurde daraufhin mittels Chlorwasserstoffsäure entzundert und danach bei einem Reduktionsgrad von 60 % bis auf eine Enddicke von 1 mm kaltgewalzt.

Vom kaltgewalzten Blechband wurden Proben genommen und folgenden Behandlungszyklen unterzogen:

Zyklus A

Glühen nach herkömmlichen Verfahren als Wickel in einem Haubenofen unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 700° C über 12 Std., Skin-Passing mit einer Reduktionsrate von 1 %.

Zyklus 3

Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich:

a) Aufheizen auf 800° C innerhalb 1 Min.,

b) Aufrechterhalten dieser Temperatur über 1 Min.,

c) Eintauchen in kochendes Wasser ^O Sek. lang,

d) Behandlung im Wärmeofen bei 4-00° C 1 Min. lang,

e) Endabkühlung auf Umgebungstemperatur,

f) Skin-Passing mit einer Reduktionsrate von 1 %.

Zyklus C

a) Aufheizen auf 800° C innerhalb 1 Min.,

b) Aufrechterhalten dieser Temperatur über 1 Min.,

c) langsames Abkühlen mit 20° C pro Sek. bis auf Umgebungstemperatur,

d) 1 Min. largErwärmen in einem Ofen bei 400° c

e) Endabkühlung bis auf Umgebungstemperatur,

f) Skin-Passing mit einer Redutionsrate von 1 %.

Die so behandelten Proben wurden zum Ausüben mechanischer

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Untersuchungen zerschnitten. Ein Teil dieser Proben wurde noch einer künstlichen Alterung unterworfen, indem sie 1 Std. lang bei 100° C gehalten wurden, ehe die mechanischen Versuche an ihnen vorgenommen wurden.

Die gemäß vorstehend aufgeführten Behandlungsfolgen erzielten Eigenschaften sind in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben:

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Behandlung	Eigenschaften vor Alterung	Elastizi tätsgrenze (bei 0₂2^) (kg/mm )	Bruchlast (kg/mm²)	Dehnung (Basis 50 mm) (fo)	Koeffizient der nofcma- len Aniso- topie r	Kaltver- formungs- koeffi- zient η	Stufe	terung (%)
	Erichsen- tiefe (mm)	20,0	30,0	45	1,15	0,220	2,0	9,0 ^
Zyklus A	11,6	21,7	32,3	42,2	1,43	0,205	0	0,4
Zyklus B	11,4	23,4	3W	38,0	1,35	0,195	1,5	rO Ot 4,o σ
Zyklus C	10,9

(1) Stufe der Zugkurve

- 12 -

Aus vorstehender Tabelle ist ersichtlich, daß eine erfindungsgemäße Behandlung entsprechend Zyklus B innerhalb sehr kurzer Zeit zu Eigenschaften führt, die vergleichbar sind mit den Eigenschaften, die nach herkömmlicher Behandlung erzielt sind - die sogar besser als die herkömmlichen sind, was den Koeffizienten der normalen Ansiotropie r und die Eigenschaften nach Alterung betrifft.

Aus den Resultaten gemäß Zyklus C ist ersichtlich, daß sich bei zu geringer Abkühlgeschwindigkeit nicht zufriedenstellende Eigenschaften einstellen.

Beispiel 2: Blech mit hoher Elastizitätsgrenze

In einem Elektroofen' wurden 500 kg Stahl folgender Zusammensetzung gewonnen:

C Mn Si P S Al Ο,ΟβΟ 1,070 0,265 0,012 0,015 0,035

Dieser Stahl wurde mit folgenden Werten warmgewalzt:

- Temperatur am Ende des Warmwalzens: 9IO⁰ C,

- Temperatur des Wickels 58Ο⁰ C,

- Enddicke: 2,7 mm.

Der so erzielte Wickel wurde mit Chlorwasserstoffsäure entzundert und danach kaltgewalzt, mit einer Reduktionsrate von 6j> yf> bis auf 1 mm Dicke.

Von diesem Produkt wurden Proben genommen, die den folgenden Wärmebehandlungen unterzogen wurden:

Zyklus A:

A) Aufheizen auf 900° C in 1 Min.

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b) 1 Min. lang Halten bei 900° C,

c) 30 Sek. lang eintauchen in kochendes Wasser, von denen 20 Sek. für das Abkühlen auf 100° C und 10 Sek. für ein Halten bei 100° C dienten,

d) Endabkühlung bis auf Umgebungstemperatur.

Zyklus B:

a) Aufheizen auf 920° C in 1 Min.,

b) Halten bei 920° C über 1 Min.,

c) 20 Sek. lang Eintauchen in kochendes Wasser, um eine Temperatur von 100° C zu erreichen,

d) 3 Min. lang vergüten in einem Ofen bei 350° C,

e) Endabkühlung auf Umgebungstemperatur.

Zyklus C :

a) Aufheizen auf 9^0° C in 90 Sek.,

b) 90 Sek. lang Halten bei einer Temperatur zwischen 94O° C und 96O⁰ C,

c) bei einer Anfangstemperatür von 96O⁰ C 40 Sek. lang Eintauchen in kochendes Wasser,

d) 2 Min. lang Vergüten in einem Ofen bei 400° Q₃

e) Endabkühlung auf Umgebungstemperatur.

Zyklus D;

a) Aufheizen auf 9OO⁰ c in 1 Kin.

b) 1 Min. lang Halten bei 9OO⁰ C,

c) Abschrecken in kaltem Wasser mit einer Abkühlgeschwindigkeit in der Größenordnung von 500° C pro Sek.,

d) 3 Min» lang Vergüten bei 400° C,

e) EndabkUhlung auf Umgebungstemperatur.

Zyklus Ξ:

a) Aufheizen auf 900° C in 1 Min.,

b) 1 Min. Halten bei 900° ^Cj

c) langsames Abkühlen (etwa 20 C je Sek.) bis auf Umgebungstemperatur, 609830/0662

d) 3 Min. lang vergüten bei 400° C,

e) Endabkühlung auf Umgehungstemperatür.

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Die auf diese Weise erzielten Produkte wiesen die in der nachfolgende Tabelle zusammengestellten Eigenschaften auf:

	Zyklus A	Zyklus 3	Zyklus C	Zyklus D	Zyklus E
Elastizitäts grenze (bei ρ 0,2#) (kg/mrn )	44	42	40,7	46-53	37,4
Bruchlast (kg/mm )	50,2	48,1	47,5	59,3-70,8	45,6
Dehnung (Basis 50 mm ( % )	30,0	32,2	32,9	11-18	23,4
Koeffizient η	0,197	0,198	0,197	__	0,206
Koeffizient der normalen Aniso tropie jö	1.12	1.14	1,05	—	1.05"
Erichsen-Tiefe (mm)	10.4	10.55	10,5	9,5	10.3

Zum Vergleich sind in der nachfolgenden Tabelle die Eigenschaften zusammengestellt, die in der obenbezeichnete Stahl im warmgewalzten Zustand und nach herkömmlichem Glühen, in einem Haubenofen im aufgespulten Zustand 12 Std. lang bei 700° C, aufwies:

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Zustand nach dem Warm- ^{Nach dem} Kältwalzen und walzen (2,7 mm Dicke) klasischem Anlaß-Glühen

B'.lasti|itätsgrenze (kg/mm )

Bruchlast (kg/mm ) Dehnung (Basis 50 mm)

Koeffizient r

38	,0
49	,2
28	,2
0,	147

28	,6
41	,3
36
0,	202

Wie aus der Gegenüberstellung ersichtlich, führen die drei nach der Erfindung ausgeführten Behandlungs-Zyklen A, B und C zu sowohl sehr günstigen Elastizitätsgrenzen als auch sehr günstigen Dehnungswerten. Im Gegensatz dazu sind die nach Zyklus D erzielten Eigenschaften sehr gestreut, und die erzielbare Dehnung ist unzureichend, während der gemäß Zyklus E behandelte Stahl nicht nur eine geringere Dehnbarkeit als derjenige gemäß den Zyklen A, B und C, sondern auch geringere Elastizitätsgrenze aufweist.

Die Behandlung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren führt also zu einem Kaltwalzprodukt, das eine sogar gegenüber hochfesten Warmwalzblechen deutlich größere Festigkeit aufweist, dabei aber die Streckbarkeits- und Tiefzieheigenschaften, die für kaltgewalzten Stahl charakteristisch sind, in herkömmlicher Qualität beibehält. Im Vergleich zum herkömmlichen Anlaß-Glühen ist der durch die ERfindurcg erzielte Fortschritt noch viel auffälliger, da die Elastizitätsgrenze von 28 auf 42 kg/mm ansteigt, während die Dehnbarkeit nur um etwa K% sinkt.

Beispiel 3: Stahl hoher Bruchlast und guter Dehnbarkeit

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In gleicher Weise wie gemäß Beispiel 2 wurden zwei Stähle folgender Zusammensetzung gewonnen:

Stahl C Mn Si P S Al

L 0,075 1,7²I- 0,63 o.oiS 0.022 0.048 G 0,057 1,46 0,239 0.03.5 0.021 O.O36

Aus diesem Stahl wurden nach dem Kaltwalzen Proben genommen, die folgenden beiden erfindungsgemäßen Behandlungen unterzogen wurden:

Zyklus A:

a) Aufheizen auf 900° C in 80 Sek.,

b) 40 Sek. lang Halten bei 900° C,

c) 25 Sek. lang Behandeln in kochendem , destiliertem Wasser,

d) Endabkühlung auf Umgebungstemperatur.

Zyklus B:

a) Aufheizen auf 900° C in 80 Sek.,

b) 40 Sek. lang Halten bei 9OO⁰ C,

c) 25 Sek. lang Behandeln in kochendem, destilliertem Wasser,

d) 3 Min. lang Nachbehandlung in einem Ofen bei 400° C,

e) Endabkühlung auf Umgebungstemperatur.

Die in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellten Resultate wurden erzielt:

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CD O CO OO Ca> O

	Zyklus	Elastizitäts- grenze₂(bei 0,2^) (kg/mm j	Bruchlast (kg/mm )	Dehnung (Basis 50 mm) ( % )	Stufe der Zug kurve {%)	.. .
Stahl	A	40,4	61,5	29,9	1,7
G	B	46,8	57,8	29,5	4,0
L	A	35,5	63,9	27,6	0,0
	B	48,2	60,2	27,2	3,0

CD CD

- 18 -

- is - 2601U3

Wie aus vorstehender Tabelle ersichtlich, ist es möglich, soviohl die Analyse des Stahles zu beeinflussen, um einen deutlicheren Härtungseffekt und ein verringertes Verhältnis "Elastizitätsgrenze/Bruchlast" zu erzielen und dabei noch die Stufe der Zugkurve zu senken, als auch durch abschließendes Vergüten diese Eigenschaften beizubehalten und sogar die Elastizitätsgrenze anzuheben.

Aus der Darstellung in Fig. 2 ist deutlich ersichtlich, welcher Unterschied besteht zwischen einerseits der Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und andererseits den herkömmlichen Behandlungen mit Abkühlen an Luft und Härten in Wasser; die Verhältnisse im in Fig. 2 dargestellten CCT-Diagramm entsprechen dem Stahl gemäß Beispiel 2.

Bei dem Diagramm in Fig. 2 handelt es sich um ein "Continuous Cooling-Time-Diagramm", d. h ein ZTU- = Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Diagramm für kontinuierliche Abkühlung.

Das Diagramm weist auf der Ordinate die Temperaturen in ° c auf der Abszisse die Zeiten logarithmisch in Sek. auf.

Die Abkühlkurve 1 entspricht einer Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Abkühlkurve 2 entspricht herkömmlicher Behandlung mit Luftabkühlung. Die Abkühlkurve j5 entspricht herkömmlicher Behandlung in kaltem Wasser. Die Abkühlkurve 1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt also zwischen den beiden Kurven, die die Verhältnisse bei herkömmlichen Behandlungsverfahren wiedergeben.

In Fig. 5 ist die Inhomogenität der Elastizitätsgrenze über die Breite eines Blechbandes dargestellt. Dabei zeigt die Kurve 2 die Verhältnisse bei einem in kaltem Wasser abgekühlten Blech; die Kurve 3 bei Luftabkühlung gegenüber einem er-

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findungsgemäß in kochendem Wasser behandelten Blech gemäß Kurve 1.

Im Diagramm gemäß Fig. 3 sind auf der Abszisse die Achsabstände (in mm) und auf der Ordinate die Elastizitätsgrenze, gemessen in Längsrichtung in Prozent, aufgetragen, bezogen auf die Axiallänge des Bleches.

Für das nach der Erfindung in siedendem Wasser gehärtete Blechband zeigt die Kurve 1 in Fig. 3 eine Schwankung der Elastizitätsgrenze, die nur in der Größenordnung (1$ bis 2$) des Dickenmeßfehlers für das Blech liegt. Im Gegensatz dazu weisen die Kurven 2 und J> in Fig. 5, die die Verhältnisse nach herkömmlicher Abkühlbehandlung wiedergeben, wesentlich starke Schwankungen auf, was auf Vorhandensein erheblich Hetrogenitäten im Walzprodukt hinweist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen .

- Ansprüche

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Claims

260U43 Ansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen thermischen Behandeln von Kaltwalzblechen, die zunächst erhitzt und danach rasch abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband zunächst auf eine Temperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur erhitzt und danach durch Eintauchen in ein wässriges Bad abgekühlt wird, das ungefähr bei seiner Siedetemperatur gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen mit einer Geschwindigkeit oberhalb von 4° C je Sek. erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wässrige Bad zum Abkühlen des erhitzten Blechbandes lediglich aus Wasser besteht.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wässrige Bad zum Abkühlen des erhitzten Blechbandes in Suspension und/oder in Lösung Materialien zum Beeinflussen des Wärmeübergangskoeffizienten, etwa Salze (insbesondere ein Chlorid des Kalium oder Borax) oder oberflächenaktive Substanzen, wie Palmitate, Stearate, Oleate des Natrium oder des Kalium, sowie ggf. korrosionshemmende Materialien enthält.

5„ Verfahren nach einem oder meheren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je nach der Zusammensetzung des wässrigen Bades zum Abkühlen des erhitzten Blechbandes und je nach dem Druck in der Kammer oberhalb dieses Bades die Siedetemperatur des Bades zwischen etwa 80°- C und etwa 150° C liegt.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlgeschwindigkeit für das Blech-

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band im wässrigen Bad zwischen etwa j>5° C je Sek. und etwa 250° C je Sek. liegt.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erhitzte Blechband während mindestens pO Sek. bei einer Temperatur gehalten wird, die der Temperatur am Ende des Srhitzens bzxv. einer Temperatur zwischen der Temperatur am Ende des ErhiJbzens und am Anfang des raschen Abkühlens entspricht.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Abkühlen in das wässrige Bad eingetauchte Blechband am Ende des Abkühlvorganges zxiischen 10 Sek. und 2 Min. lang im wässrigen Bad gehalten wird.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband nach dem Abkühlen im wässrigen Bad einer künstlichen Alterung durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 300° C bis etwa 500° C unterzogen wird.

10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband nach dem Abkühlen im wässrigen Bad mindestens 15 Sek. lang einer Temperatur zwischen etwa 500° ^c und etwa 500° C ausgesetzt xdrd.

11. Verfahren nach Anspruch 1 zum Gewinnen eines Blechbandes hoher Elastizitätsgrenze, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband auf eine Temperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur aufgeheizt wird, danach wenigsten J50 Sek. lang bei einer Temperatur zwischen der Temperatur am Ende des Aufheizens und am Anfang des nachfolgenden schnellen Abkühlens gehalten wird, die zwischen etwa 800° G und etwa 1000 C, vorzugsweisen zwischen 850° C und 96Ο⁰ C, liegt, und daß danach das so erhitzte

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Blech wenigstens 10 Sek. lang in ein siedend.es wässriges Bad eingetaucht und auf eine Temperatur zwischen etwa 80° C und etwa I5O⁰ C abgekühlt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an das Eintauchen in das wässrige Bad das Blechband wenigstens I5 Sek. lang auf eine Temperatur zwischen etwa 300° C und etwa 5OO⁰ C aufgeheizt wird.

13» Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens na.ch einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an einen Erwärmungsofen (4,) ,dessen Wärmekapazität ausreicht, ein eingebrachtes Blechband auf eine Temperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur aufzuheizen und diese Temperatur bei Bedarf eine vorbestimmte Zeit lang zu halten, ein Behälter (6 )für ein etwa bei Siedetemperatur gehaltenes wässriges Bad vorgesehen ist, dessen Abmessungen so bemessen sind, daß das zuvor erwärmte Blechband darin aufgenommen und abgekühlt und bei Bedarf auf der Endtemperatur der Abkühlung eine vorgegebene Zeitspanne lang gehalten werden kann, und daß ein Vergütungsofen (?) vorgesehen ist,der dafür ausgelegt ist, das abgekühlte Blechband auf eine Temperatur von etwa 400° C zu erhitzen und es bei Bedarf eine vorgegebene Zeitspanne lang auf dieser Temperatur zu halten, gefolgt von einem Abkühlraum für Abkühlen des auf Vergütungstemperatur erhitzten Blechbandes auf Umgebungstemperatur, mit einer Blechabspulvorrichtung am Eingang und eiiner Blochaufspulvorrichtung am Ausgang der Einrichtung.

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