DE2739865C2 - Verfahren zur Herstellung von Platten oder Bändern aus kohlenstoffarmem Stahl - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Platten oder Bändern aus kohlenstoffarmem StahlInfo
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Description
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man einen mit Aluminium beruhigten Stahl einsetzt, der höchstens 0,15% Kohlenstoff,
höchstens 040% Mangan, 0,002 bis 0,015% Stickstoff
und 0,015 bis 0,10% säurelösliches Aluminium, Rest im wesentlichen Eisen und unvermeidbare
Verunreinigungen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen mit Silicium und Aluminium
beruhigten .Stahl einsetzt, der höchstens 0,21%
Kohlenstoff, 0,70 bis 1,68% Mangan, 0,10 bis 0,40% Silicium, 0,0015 bis 0,015% Stick toff und 0,015 bis
0,10% säurelösliches Aluminium, Rest im wesentlichen Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen
enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Stahl einsetzt, der neben
den Carbid- oder Nitrid-bildenden Elementen 0,01 *o
bis 0,20% Kohlenstoff, 0,50 bis 2,00% Mangan, 0,03 bis 0,50% Silicium, 0,0015 bis 0,0150% Stickstoff
enthält, wobei der Rest im wesentlichen Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen darstellt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch *5
gekennzeichnet, daß man das warmgewalzte Werkstück anschließend kaltwalzt und glüht.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Stahl einsetzt, der als
weiteren Legierungsbestandteil Phosphor, Nickel, Chrom, Molybdän, Kupfer und/oder Aluminium bis
zu einer Gesamtmenge von 1,0% enthält.
55
Zur Herstellung von Platten oder Bändern aus Stahl werden als Ausgangsmaterial üblicherweise Brammen
eingesetzt, die aus vorgewalzten Blöcken oder durch Stranggießen erhalten worden sind. Die dabei anfallenden
Brammen werden auf Umgebungstemperatur abgekühlt und anschließend in einem Nachwärmofen
über 3 Stunden auf Temperaturen von 1200 bis 13000C
erhitzt. Dann werden die Brammen in ein Warmwalzwerk geführt und zur gewünschten Dicke warmgewalzt.
Seit der Entwicklung des Stranggießens bestand der Wunsch, gegossene Stahlbrammen mit hoher Temperatur
ohne vorhergehendes Wiedererwärmen kontinuierlich zu walzen. Ein solches Verfahren (nachfolgend
»direktes Warmwalzen« genannt) ist bekannt und ist in verschiedenen Abwandlungen vorgeschlagen worden.
Der Hauptzweck des direkten Warmwalzens in der Vergangenheit war es, die Verfahrensschritte des
Gießens und des Warmwalzens kontinuierlich zu gestalten und gegenüber den früheren Verfahren
Energie zu sparen, bsi denen die Brammen auf Umgebungstemperatur abgekühlt und vor dem Warmwalzen
in einem Nachwärmofen wieder erhitzt worden sind. Bisher blieben die technischen Probleme des
direkten Warmwalzens im Hinblick auf dessen Einfluß auf die Qualität des Endprodukts unberücksichtigt
In der DE-OS 23 65156 ist ein Verfahren zum
Herstellen von Stahlblech mit hoher Festigkeit Kaltverformbarkeit guter Schweißbarkeit und Kaltzähigkeit
beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist daß ein aluminiumberuhigter Stahl mit 0,04 bis 0,35%
Titan bei einem Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff unter 4 und 0,005 bis 0,15% Aluminium mit einer
Endtemperatur von 730 bis 880° C warmgewalzt und dabei mehr als einmal mit einer Querschnittsabnahme
über 28% im Temperaturbereich von 980 bis HOO0C
verformt wird.
Ferner ist aus der DE-OS 24 55 794 ein Verfahren zur
Herstellung eines Warmbreitbandes mit feinem Korn bekannt bei dem die Kornfeinung durch einen hohen
Verformungsgrad, eine noch im Austenitgebiet liegende Endwalztemperatur sowie durch Kühlung des Walzgutes
in einer Wasserstrecke nach dem letzten Verformungsstich erreicht wird. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet
durch solche Walztemperaturen und Walzgeschwindigkeiten in der Fertigstaffel und solche Abkühlungsgeschwindigkeiten
des Walzgutes vor der γ/oc-Umwandlung,
daß die Primärrekristallisation des Austenits während der Verformungsstiche und nach dem letzten
Stich verhindert wird, um im Walzgut im Anschluß an die y/a-Umwandlung eine Textur erzcagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Platten oder Bändern
aus kohlenstoffarmem Stahl zu schaffen, bei dem Produkte mit verbesserten mechanischen Eigenschaften,
insbesondere hinsichtlich Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung, erhalten werden. Diese Aufgabe wird
durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von Platten oder Bändern aus
kohlenstoffarmem Stahl, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
a) aus einem kohlenstoffarmen Stahl, der als Carbid- oder Nitrid-bildendes Element einzeln oder zu
mehreren in gut verteilter Form 0,015 bis 0,10% säurelösliches Aluminium, 0,01 bis 0,10% Titan, 0.01
bis 0,15% Vanadium oder 0,01 bis 0,10% Niob enthält, durch Verformen einer Bramme herstellt,
die am Ende ihrer Herstellung eine über dem An-Punkt des Stahls liegende Temperatur aufweist,
b) die Bramme zwischen ihrer Herstellung und dem Warmwalzen auf einer Temperatur nicht 'inter dem
Arj-Punkt des Stahls hält, und
c) die Bramme bei einer Temperatur oberhalb des Arj-Punktes des Stahls direkt warmgewalzt.
Im Verfahren der DE-OS 23 65 156 wird der Stahl in
der Zeit zwischen dem Gießen und dem Walzen nicht ständig auf einer Temperatur oberhalb des An-Punkts
gehalten. Voi- dem Walzen findet erst ein Erwärmen
statt, wobei ein grobes Austenitkorn zu feinem Korn rekristallisiert. Ferner liegt bei diesem bekannten
Verfahren die Endtemperatur beim Warmwalzen nur zwischen 730 und 880° C
Auch in der DE-OS 24 55 794 wird die spezielle Lehre der vorliegenden Erfindung, den Stahl nach dem Gießen
und vor dem Warmwalzen auf einer Temperatur über dem Ar3-Punkt zu halten, nicht gegeben. In diesem
bekannten Verfahren soll das Walzgut beim Einlaufen in das erste Gerüst eine Temperatur von möglichst
unterhalb 9000C aufweisen.
Beim erfindungsgemäPen Verfahren werden gegossene oder vorgewalzte Stahlbra.mmen eingesetzt Nötigenfalls
kann den Brammen Wärme zugeführt werden, is um deren Temperatur vor dem Warmwalzen über dem
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt im wesentlichen das Warmwalzen von Stahlbrammen, die
mindestens ein ein Carbid- oder ekn Nitrid-bildendes
Element, wie säurelösliches Aluminium, Tiuyi, Vanadium
oder Niob, enthalten, wobei die Brammen auf ihrem Weg von der Stufe des Gießens oder Vorwalzens zum
Warmwalzen eine Temperatur über dem An-Punkt aufweisen. Es wurde gefunden, daß in diesem Fall nach
dem Warmwalzen ausfallende Carbide oder Nitride sich gleichmäßig ausscheiden und während der folgenden
Verfahrensschritte in dem heißen Stahl feinverteilt sind. Diese Ausscheidungen wirken während der folgenden
Verfahrensschritte im Sinne einer Qualitätsverbesserung der Endprodukte.
Bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Platten oder Bändern werden die gegossenen oder vorgewalzten
Stahlbrammen vor dem Warmwalzen auf Umgebungstemperatur abgekühlt. In der kalten Bramme sind
die Carbide und Nitride vollständig ausgeschieden und bilden während des Abkühlens ein großes Korn.
Deshalb ist bei dieser Verfahrensweise ein mehrstündiges Wiedere^hitzen der Brammen erforderlich, um diese
Ausscheidung wieder zur Auflösung zu bringen und sie vor dem Warmwalzen in gelöster Form zu halten.
Jedoch werden diese Ausscheidungen beim Wiedererhitzen nicht im Fall eines jeden Elements vollständig
und gleichmäßig im Stahl aufgelöst und verteilt. Wenn dann in den nachfolgenden Verfahrensschritten sich das
Carbid oder Nitrid erneut ausscheidet, erfolgt diese weitere Ausscheidung nicht einheitlich und führt damit
nicht zur gewünschten Qualität der Endprodukte.
In einer heißen Bramne, die nach dem Blockherstellungs-
oder Stranggußverfahren hergestellt worden ist, liegen alle Elemente in gelöster und einheitlich verteilter
Form vor. Erfindungsgemäß wird der Stahl gerade in diesem Zustand als Ausgangsmaterial zur Herstellung
von Tiefziehstahl ader hochfestem Stahl eingesetzt.
Die Carbid- oder Nitrid-Ausscheidungen, die auf die Stahlqualität einen wesentlichen Einfluß haben, sind
AIN.TiC, V(CN) und Nb(CN).
Erfindungsgemäß werden die Carbid- oder Nitrid-bildenden Elemente im Stahl dadurch in Lösung gehalten,
daß der Stahl zwischen der Stufe des Gießens oder 6ö Vorwalzens bis zur Stufe des Warmwalzens auf einer
Temperatur über dem Arj-Punkt gehalten wird. Die Brammen werden dann mit der genannten Temperatur
direkt warmgewalzt. Die gegebenenfalls nötige Wärmezufuhr
zum Halten der genannten Temperatur wird durch Erhitzen der Brtmmen auf eine Temperatur
unterhalb 1280°C, vorzugsweise höchstens 1250°C,
erreicht. Es ist weniger bevorzugt, dieses Erhitzen auf eine Temperatur durchzuführen, die wesentlich über
dem Ar3-Punkt liegt, wie es in bekannten Verfahren erfolgt
Die genannten Ausscheidungen beeinflussen beispielsweise das Rekristallisationsgefüge. die beim
Rekristallisieren auftretende Korngröße und -gestalt sowie die Festigkeit des Stahls.
Es wurde nun hinsichtlich der Bedingungen für das Ausscheiden von AlN in mit Aluminium beruhigten
Stählen gefunden, daß die nachfolgend genannte Verfahrensweise besonders vorteilhaft ist Die hergestellte
Bramme wird ohne vorhergehendes Abkühlen unter den Ar3-Punkt mit einer Temperatur von über
900° C dem Warmwalzwerk zugeführt Erfindungsgemäß kann nachfolgend unter Verwendung eines
Kastenglühofens oder kontinuierlich ein Glühen erfolgen. Bei Anwendung des kontinuierlichen Glühens ist
eine höhere Wickeltemperatur von 650 bis 750° C nach dem Warmwalzen zum Erreichen der gewünschten
Ziehbarkeit der Platten günstig.
Wird nach dem erfindungsgemäßers Verfahren ein weicher Stahl, wie der vorgenannte mit Aluminium
beruhigte Stahl, zur Herstellung eines warmgewalzten Stahls eingesetzt der nachfolgend kaltgewalzt werden
soll, n;aß die Stahlzusammensetzung wie folgt beschränktsein:
C < 0,15%
Mn < 0,50%
N = 0,0020-0,0150%
SäurelösUches Al = 0,015-0,10%
Rest = Eisen und Verunreinigungen
Der Gehalt an Kohlenstoff darf 0,15% nicht übersteigen, da ein höherer Gehalt ein Härten des
heißen und nachfolgend kaltgewalzten Stahls verursacht und damit dessen Bearbeitbarkeit vermindert.
Der Mangangehalt darf 0,50% nicht überschreiten, um die gute Bearbeitbarkeit des Stahls zu erhalten.
Bei mit Aluminium beruhigtem Stahl ist das Erreichen einps rekristallisierten Gefüges erforderlich, in dem die
(11 lf-Kristallebenen parallel zu einer Walzebene liegen.
Dadurch wird die Bearbeitbarkeit des Stahfs verbessert so daß er sich als kaltgewalzter Tiefziehst&hl eignet
Deshalb muß die Menge an säurelösiichem Aluminium
und die Menge an Stickstoff in den vorgenannten Bereichen gehalten werden. Bei Einhalten dieser
Gewichtsmengen kann der mit Aluminium beruhigte Stahl in eine warmgewalzte Platte oder ein warmgewalztes
Band aus Stahl mit sehr guter Bearbeitbarkeit überführt werden.
Beim hochfesten warmgewalzten, mit Aluminium u.id Silicium beruhigten Stahl ist die Einstellung der
Kornstruktur durch die Verwendung von Aluminium und Stickstoff wesentlich, um einen Stahl mit feinem
Korn und hervorragender Zähigkeit zu erhalten. Es ist bekannt, daß bei üblichen Verfahren zur Herstellung
dieser Art von Stahl mit feinem Korn Aluminium und Stickstoff durch Wiedererhitzen der Brammen für das
Warmwalzen in dem Stahl gelöst werden müssen. Das warmgewalzte Band muß bei einer über dem Ao-Punkt
liegenden Temperatur einem Endwarrrwaizen unterworfen
werden. Dieses Band wird dann bei einer relativ niedrigen Temperatur, beispielsweise bei 500 bis 650°C,
aufgewickelt, um Aljminium und Stickstoff gelöst oder
als AIN ausgeschieden zu halten und um in einem nachfolgenden Verfahrensschritt, wie dem Normalglühen
zur Ausscheidung von AlN, ein feines Korn zu erhalten.
Bei Untersuchungen des ausgeschiedenen AIN an mit Aluminium und Silicium beruhigtem Stahl wurde
gefunden, daß zur Herstellung eines hochfesten Stahls mit sehr guter Bearbeitbarkeit und Zähigkeit die
gegossenen oder vorgewalzten Brammen direkt dem Warmwalzwerk zugeführt werden müssen, ohne die
Temperatur der Bramme unter den An-Punkt fallen zu lassen. Bei einem derartigen mit Aluminium und Silicium
beruhigtem Stahl muß die Zusammensetzung wie folgt beschränkt werden:
| C < | 0,21% |
| Mn | 0,70-1,60% |
| Si | 0,10-0,40% |
| Säurelösliches AJ = | 0,015-0,10% |
| N | 0,0015-0,0150% |
| Rest | Eisen und Verunreinigung |
Der Gehalt an Kohlenstoff bewirkt eine Zunahme der Festigkeit, jedoch führt ein Kohlenstoffgehalt von mehr
als 0,21% zur Verschlechterung der Zähigkeit und Schweißbarkeit des Stahls. Mangan und Silicium
verbessern gleichfalls die Festigkeit, ohne die Zähigkeit zu beeinträchtigen, jedoch ergibt ein Überschreiten der
vorgenannten Mengen dieser Elemente eine Verschlechterung der Schweißbarkeit des Stahls. Aluminium
und Stickstoff werden eingesetzt, um ein feines Korn des Stahls und damit eine gute Zähigkeit zu erhalten.
Bei der Herstellung von hochfestem Stahl mit einem Gehalt an Titan und/oder Niob ist sehr wichtig, in dem
Stahl für eine feine und gleichmäßige Verteilung von Ausscheidungen aus TiC, V(CN) und/oder Nb(CN) zu
sorgen. Zu diesem Zweck müssen Titan, Vanadium und/oder Niob sowie Kohlenstoff und Stickstoff vor
dem Warmwalzen vollständig gelöst sein, und nach dem Ende des Warmwalzens müssen TiC= V(CN) und'oder
Nb(CN) in dem Stahl ausgeschieden sein.
Um die gewünschte Festigkeit bei dem warmgewalzten Stahl zu erreichen, muß die Bramme nach ihrer
Herstellung direkt dem Warmwalzwerk zugeführt werden, ohne daß die Temperatur der Bramme unter
den Ar3-Punkt fällt. Um einen hochfesten Stahl zu erhalten, der Titan, Vanadium und/oder Niob enthält
und eine Zugfestigkeit von 490 bis 690 N/mm2 aufweist, muß die Zusammensetzung in folgender Weise beschränktwerden:
Säurelösliches Al =
0,01-0,20%
0,50 ~ 2,00%
0,03-0,50%
0,0015-0,0150%
0,015-0,10%
0,01-0,10%
0,01-0,15%
0,01-0,10%
Eisen und Verunreinigungen
mindestens
eines dieser
Elemente
eines dieser
Elemente
Kohlenstoff, Mangan und Silicium sind wesentliche Elemente zur Erreichung der Bearbeitbarkeit und der
gewünschten Festigkeit. Diese Eigenschaften gehen verloren, wenn die Elemente in größeren als den
vorstehend angegebenen Mengen eingesetzt werden. Werden Titan. Vanadium und/oder Niob in geringeren
als den vorgenannten Mindestmengen eingesetzt, wird keine ausreichende Festigkeit erreicht. Andererseits
bringt ein Überschreiten der vorgenannten Höchstmengen keinen Vorteil. In Abhängigkeit von der gewünschten
Festigkeit und Zähigkeit können Titan. Vanadium und/oder Niob entweder einzeln oder in Kombination
verwendet werden.
Andere zur Herstellung derartiger hochfesten Stähle einsetzbare Elemente sind beispielsweise Phosphor,
Nickel, Chrom, Molybdän, Kupfer und Aluminium, die beispielsweise die Korrosionsbeständigkeit und die
Verschleißbeständigkeit des Stahls verbessern. Bei Herstellung eines Stahls mit hoher Festigkeit beträgt
die Höchstmenge dieser zusätzlichen Elemente ohne
to Verminderung der Wirkung des Titans und/oder Vanadiums 1%.
In der Zeichnung ist der Einfluß der niedrigsten Temperatur der gegossenen Bramme vor dem Erhitzen
oder Warmwalzen auf die Zugfestigkeit des Stahls dargestellt, wobei noch die Ab- oder Anwesenheit von
Niob berücksichtigt ist. Das Warmwalzen erfolgte erfindungsgemäß. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß
für Niob enthaltenden Stahf. der aus einer bei einer Temperatur von 1050'C warmgewalzten Bramme
erhalten worden ist, die niedrigste Temperatur, welche die Bramme vor dem Warmwalzen erreicht, ein
kritisches Merkmal ist. Wenn diese niedrigste Temperatur der Bramme vor dem Wiedererhitzen über dem
Ar1-Punkt liegt, bleibt die Festigkeit des Stahls hoch.
Der niedrigste Wert, bis zu dem die Temperatur der Niob enthaltenden Stahlbramme fallen darf, beträgt
etwa 800"C Das Erhitzen der Bramme von etwa 8000C
bis zur Temperatur des Warmwalzens ist kein Wiedererhitzen im üblichen Sinn, sondern ist als
Erhitzen anzusehen, das nur zur Aufrechterhaltung bzw. Einstellung der Temperatur für das Warmwalzen dient.
Die Festigkeit des Stahls hängt davon ab, wie die
Ausscheidung von Nb(CN) im Stahl gebildet worden ist, wobei vorausgesetzt ist, daß die Temperatur nicht unter
den Arj-Punkt gesunken ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren tritt vor dem Ep.dwarmwalzen keine
Ausscheidung von Nb(CNB) auf. Diese Ausscheidung erfolgt in feiner Form nach dem Endwarmwalzen.
Dadurch wird die Zunahme der Festigkeit des Stahls erreicht.
Ist andererseits die Temperatur der Bramme einmal unter den Arj-Punkt gefallen, wird Nb(CN) vollständig
ausgeschieden. Es wird dann nicht mehr vollständig wieder aufgelöst und einheitlich im Stahl verteilt, selbst
<5 bei Wiedererhitzen der Bramme auf 10500C. Deshalb ist
die Ausscheidung dieser Verbindung vor dem Warmwalzen für die Endfestigkeit des Stahls nachteilig. Aus
der Zeichnung ist ersichtlich, daß in dem Fall, in dem die Temperatur der Bramme den Ar3-Punkt nicht untcschritten
hat und somit ein Wiedererhitzen nicht nötig war. die Festigkeit des Endprodukts so hoch ist wie in
dem Fall, in dem die Bramme eine tiefste Temperatur von etwa 1000° C aufweist
Nach dem Warmwalzen wird das Titan, Vanadium und/oder Niob enthaltende Stahlband bei einer relativ
tiefen Temperatur, beispielsweise bei 450 bis 6500C, aufgewickelt, um die Ausscheidung von TiC, V(CN)
und/oder Nb(CN) zu bewirken. Dann wird das Werkstück kaltgewalzt und einem Kastenglühen oder
kontinuierlichen Glühen unterworfen, um einen hochfesten kaltgewalzten Stahl mit hervorragender Bearbeitbarkeit
zu erhalten. Die hohe Festigkeit wird durch eine einheitliche Verteilung der als Ausscheidungen sich
bildenden Carbide und Nitride erreicht
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
In einem Konverter ohne oder mit nachfolgender
In einem Konverter ohne oder mit nachfolgender
Vakuumentgasung werden mit Aluminium beruhigte Stähle hergestellt, die geringfügig andere Zusammensetzungen
aufweisen als in der nachfolgenden Tabelle I angegeben ist. Die Stähle werden entweder durch
Strangguß oder durch Blockgießen mit nachfolgendem Vorwalzen in Brammen überführt. Diese werden direkt
warmgewalzt, wobei gegebenenfalls zur Aufrechterhaltung der Temperatur erhitzt wird. In der nachfolgenden
Tabelle I sind die Bedingungen zusammengefaßt, bei deren Einhaltung warmgewalzte Stahlteile mit einer
Dicke von 2,8 mm erhalten werden. Die erhaltene Stahlplatte wird einem Kaltwalzen unterworfen, um
eine Enddicke von 1,0 mm nach dem Beizen zu erreichen. Anschließend wird 6 Stunden bei einer
Temperatur von 710"C ein Glühen zur Rekristallisation durchgeführt. Schließlich wird die Stahlplatte dressiert,
um die Dicke der Platte um etwa 1,2% zu vermindern.
in der nachfolgenden Tabeiie i sind die chemischen
Zusammensetzungen der eingesetzten und erfindungsgemäß behandelten Stähle sowie die mechanischen
Eigenschaften der hergestellten Stahlplatten angegeben. Bei den Legierungen A-I bis A-6 ist die Temperatur
der Bramme nicht unter den Ar3-Punkt, d.h., 900°C, abgesunken. In einigen Fällen wird zur Aufrechterhaltung
dieser Temperatur etwas erhitzt, bevor die Bramme in das Warmwalzwerk eingeführt wird. Die
Legierung A-7 wird als Band direkt warmgewalzt ohne besondere Vorkehrung zur Aufrechterhaltung der
Temperatur, wobei jedoch diese in der Zeit zwischen dem Kontinuierlichen Gießen oder Vorwalzen bis zum
Warmwalzen nicht unter den Ar j-Punkt fällt.
Die Brammen aus den Legierungen B-I bis B-3 werden auf eine Temperatur von unter 850° C, d. h. unter
den Ar3-Punkt, abkühlen gelassen, bevor sie wieder in einen Nachwärmofen gebracht werden, wo ein Erhitzen
auf 11 Qo° C vor dem Warmwalzen erfol1**
Ein Vergleich der erfindungsgemäß behandelten Stähle aus den Legierungen A-I bis A-7 mit den Stählen
aus den Legierungen B-I bis B-3 zeigt, daß die erfindungsgemäß erhaltenen Endprodukte viel weicher
sind und eine niedrigere Streckgrenze, niedrigere Zugfestigkeit und größere Dehnung aufweisen. Auch
haben sie weitere sehr gute Eigenschaften, wie sehr gute Tiefziehbarkeit und Streckbarkeit. Bei den Brammen
aus den Legierungen B-I bis B-3 wird bei Beginn des Abkühlens AIN ausgeschieden, so daß dieses schließlich
nicht vollständig gelöst und einheitlich im Stahl verteilt ist, selbst wenn die Brammen im Nachwärmofen erhitzt
werden. Deshalb ist die Tiefziehbarkeit dieser Produkte sehr niedrig. Im Fall der Legierungen A-I bis A-5 tritt
vor dem Endwalzen keine Abscheidung von AlN auf, auch nicht beim Erhitzen der Brammen bis 110Oc C beim
Beginn des Walzens. Dementsprechend werden Stahlplatten mit guter Tiefziehbarkeit (F-Wert von über 1,6)
und einer Streckbarkeit von über 12,0 mm erhalten.
Demgegenüber werden bei Verwendung der Legierung B-4 gemäß einem üblichen Verfahren, bei dem ein
Wiedererhitzen der kalten Bramme auf eine Temperatur von 1250° C zur Auflösung des ausgeschiedenen AlN
und anschließendes übliches Warmwalzen und Kaltwalzen erfolgen, niedrige Streckgrenze, Streckbarkeit und
Tiefziehbarkeit erreicht
Für die guten Eigenschaften der erfindungsgemäß behandelten Legierungen A-I bis A-7 sind im
wesentlichen zwei Faktoren von Bedeutung. Einerseits wird AJN nicht vor dem Warmwalzen ausgeschieden.
Andererseits werden Aluminium und Stickstoff nach dem Vorwalzen oder nach dem Gießen und Verfestigen
gleichförmig in der auf hohe Temperatur erhitzten Bramme verteilt und darin gelöst. Die AIN-Ausscheidung
beginnt erst zum Zeitpunkt des Glühens zu rekristallisieren, wodurch ein gutes Rekristallisationsgefüge
entsteht, das dem Stahl eine gute Bearbeitbarkeit verleiht.
, Im Fall der Legierung B-4 wird AIN in den Brammen während des Abkühlens vollständig ausgeschieden.
Trotz der Überführung dieser Verbindung in Aluminium und Stickstoff während des Verfahrensschritts des
Wiedererhitzens wird sie in der Bramme nicht mehr gleichförmig verteilt. Für eine gute Verteilung sind die
anwendbaren Bedingungen, wie Erhitzungszeit und Erhitzungstemperatur, zu beschränkt. Deshalb ist es
schwierig, auf diese Weise ein günstiges Rekristallisationsgefüge durch das nachfolgende Glühen zur
Rekristallisation zu erhalten.
Ein mit Silicium und Aluminium beruhigter Stahl mit einer Pfannenzusammensetzung von 0,15% Kohlenstoff,
0,25% Silicium, 1,35% Mangan, 0,013% Phosphor, 0,014% Schwefel, 0,03% säurelösliches Aluminium und
0,0045% Stickstoff, Rest Eisen und Verunreinigungen, wird in einem 100 Tonnen fassenden Konverter
hergestellt und durch Stranggießen in Brammen überführt. Diese werden gemäß den in nachfolgender
Tabelle Il angegebenen Bedingungen behandelt. Jede Bramme wird bis zu einer Dicke von 25 mm
warmgewalzt und luftgekühlt. Anschließend werden die mechanischen Eigenschaften der Brammen festgestellt.
Die warmgewalzten Brammen werden auch 15 Minuten bei einer Temperatur von 8900C geglüht und anschließend
auf ihre mechanischen Eigenschaften untersucht.
Die Versuchsergebnisse zeigen, daß die Stähle der Legierungen C-I und C-2 bessere Eigenschaften, wie
Streckgrenze, Zugfestigkeit, Dehnung und Kerbschlagzähigkeit (Charpy-Wert), aufweisen als die Stähle der
Legierungen D-I und D-2, die nach einem üblichen Verfahren erhalten worden sind. Im Fall der Legierungen
C-I und C-2, die direkt warmgewalzt werden, ohne die Temperatur vor dem Warmwalzen unter den
An-Punkt fallen zu lassen, erfolgt die Abscheidung von Aluminium und Stickstoff nach dem Warmwalzen und
führt zur Bildung einer feingekörnten Struktur, die eine gleichförmige Verteilung des Aluminiumnitrids im
gesamten Stahl erkennen läßt. Ein solcher Stahl mit feinem Korn weist eine sehr gute Festigkeit und sehr
gute Charpy-Werte auf, wie aus der Tabelle II ersichtlich ist.
Die Stähle der Legierungen D-I und D-2 werden vor dein Warmwalzen auf eine Temperatur unterhalb des
Ar3-Punktes gebracht, wobei AlN vollständig ausgeschieden
wird. Bei der relativ niedrigen Temperatur des Wiedererhitzens der Legierung D-I wird die ausgeschiedene
Verbindung nicht mehr vollständig aufgelöst Im Fall der Legierung D-2, bei dem das AlN bei der
hohen Temperatur des Wiedererhitzens aufgelöst wird, erfolgt das Auflösen und Verteilen von Aluminium und
Stickstoff nicht gleichförmig in der Bramme. Deshalb werden die Vorteile des Gehalts an Aluminium und
Stickstoff bei den Legierungen D-I und D-2 nicht ausgenützt Nach dem Warmwalzen und Luftkühlen
werden die Stähle aus den Legierungen C-I, C-2, D-I und D-2 15 Minuten bei einer Temperatur von 8900C
geglüht und dann luftgekühlt Im Vergleich zu den Stählen aus den Legierungen D-I und D-2 weisen die
Stähle aus den Legierungen C-I und C-2 gute
mechanische Eigenschaften, ζ. Β. hinsichtlich Streckgrenze,
Zugfestigkeit, Dehnung, Kerbschlagzähigkeit und Korngröße, auf.
Niob, Titan und Vanadium enthaltende Stähle mit den in der nachfolgenden Tabelle 111 angegebenen Zusammensetzungen
werden durch Gießen in Brammen mit einer Temperatur von mehr als 7500C überführt. Die
Brammen aus den Legierungen E-I bis E-6 werden direkt warmgewalzt oder nach weiterem Erhitzen
warmgewalzt. Die Brammen aus den Legierungen F-I und F-2 werden an der Luft auf Umgebungstemperatur
abgekühlt, dann wieder erhitzt und warmgewalzt. Die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Stähle sind
in der Tabelle III zusammengefaßt. Die Stähle der Legierungen E-I bis E-6 weisen gegenüber den Stählen
der Legierungen F-! und F 2 eine bessere Zugfestigkeit
und Zähigkeit auf. Die Legierungen E-6 und F-I weisen eine vergleichbare Zusammensetzung auf, wobei jedoch
im Fall der Legierung F-I vor dem Warmwalzen ein Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb des Arj-Punkts
erfolgt. Die Folge ist eine geringere Festigkeit als im Fall der Legierung E-6, bei der die genannte
Temperatur nicht unterschritten wird.
Niob, Titan und Vanadium enthaltende Legierungen G-I und G-2 werden zu Brammen gegossen, von denen
einige bei einer Temperatur von über 8000C direkt in einen Wärmeofen geführt und anschließend warmgewalzt
werden, ohne die Temperatur absinken zu lassen. Andere Brammen aus den Legierungen H-I und H-2
werden auf Umgebungstemperatur abgekühlt, dann wieder erhitzt und warmgewalzt. Die erhaltenen
warmgewalzten Stahlbänder mit einer Dicke von 3,0 mm werden bis zu einer Dicke von 1,0 mm
kaltgewalzt, dann 2 Stunden bei einer Temperatur von 700°C geglüht und schließlich mit einer Verminderung
von 1,5% dressiert. Die mechanischen Eigenschaft'..! der erhaltenen Bänder werden bestimmt. Dis erfindungsgemäß
erhaltenen Bänder aus den Legierungen G-! und C-2 (Temperaturen über 830°C vor dem
Walzen) weisen im Vergleich zu den aus den Legierungen H-I und H-2 erhaltenen Produkten sehr
gute Eigenschaften auf, insbesondere eine gute Ausgewogenheit zwischen Festigkeit und Ziehbarkeit. Die
Stähle der Legierungen G-I und G-2 haben auch wegen der Ausscheidung von Carbid- und Nitrid-bildenden
Elementen eine höhere Festigkeit.
| Legie | Zusammensetzung4), % | Si | P | S |
siiurc-
lüsliches ΛΙ |
N | Niedrigste | Temperatur | Warmwalzen |
Wickel-
tempe- riitur |
Reduk | Mechanische Eigenscharten | Zus- fejlig- keit |
Dukti-
lität: Dehnung |
Streck
barkeit (Erichsen) |
Tief-
zieh- barkei< |
K) |
| rung | C Mn |
Temperatur
dir Bramme |
der Bramme
bei Beginn des Walzens |
Temperatur
der "~nd- behand- lung |
(0C) |
tions-
grad (Kalt walzen) |
Streck
grenze |
I (N/mnv | !) (%) | (mm) | (Γ-Wert) | "^J | |||||
| (0C) | (0C) | (0C) | (%) | (N/mm2] | U) | ||||||||||||
| Erfin | ID | ||||||||||||||||
| dungs | OO CT) Oi |
||||||||||||||||
| gemäß | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,048 | 0,0072 | 550 | 322 | 47,2 | 12,7 | 1,68 | |||||||
| A-I | 0,053 0,24 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,055 | 0,0035 | 1000 | 1100 | 900 | 520 | 64 | 162 | 326 | 46,5 | 12,4 | 1,64 | |
| A-2 | 0,041 0,30 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,053 | 0,0065 | 1100 | 1100 | 885 | 510 | 64 | 170 | 324 | 45,5 | 12,8 | 1,71 | |
| A-3 | 0,048 0,29 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,078 | 0,0100 | 955 | 1080 | 865 | 490 | 64 | 179 | 335 | 46,2 | 12,3 | 1,62 | |
| A-4 | 0,055 0,27 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,035 | 0,0050 | 900 | 1000 | 850 | 500 | 64 | 189 | 295 | 48,2 | 12,9 | 1,89 | |
| A-5 | 0,010 0,19 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,040 | 0,0045 | 985 | 1050 | 865 | 550 | 64 | 149 | 315 | 46,2 | 12,5 | 1,70 | |
| A-6 | 0,060 0,30 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,060 | 0,0055 | 950 | 1250 | 895 | 550 | 64 | 171 | 330 | 46,7 | 12,4 | 1,69 | |
| A-7 | 0,052 0,29 | 1050 | 1050 | 900 | 64 | 165 | |||||||||||
| Vergleich | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,049 | 0,0053 | 535 | 345 | 45,3 | 11,4 | 1,33 | |||||||
| B-I | 0,043 0,30 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,048 | 0,0048 | 850 | 1100 | 875 | 530 | 64 | 230 | 354 | 44,8 | 11,8 | 1,35 | |
| B-2 | 0,049 0,29 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,057 | 0,0076 | 800 | 1100 | 875 | 520 | 64 | 221 | 341 | 43,5 | 11,3 | 1,38 | |
| B-3 | 0,052 0,29 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,050 | 0,0045 | 300 | 1100 | 870 | 550 | 64 | 232 | 306 | 46,4 | 11,9 | 1,55 | |
| B-4 | 0,050 0,27 | 20 | 1250 | 905 | 64 | 175 | |||||||||||
·) Rsst - Eisen und Verunreinigungen.
| Iaoelle 11 | Niedrigste | Temperatur | Si Mn | Temperatur | Ni | Mechanische | Eigenschaften (nach dem |
Dukti-
litü't |
Warmwalzen | V | Ti |
Korn-
größe |
Al | Mechanisch·.: | Eigenschaften (mich dem Glühen, 89U0C1 15 min) | 2) (%) | Tempern |
ZUhIg-
kell |
Korn
größe |
ZUhIg- | 191 | 1—k | to |
| Legierung |
Temperatur
der Bramme |
der Brumme
bei Beginn des Walzens |
der Bramme
um Ende des Warm |
Streck
grenze |
Zug
festig |
Zähig
keit |
Streck-
grenz-i |
Zugfestig- Dukll
keil HtIIt |
tür der | kell | 126 | LU | |||||||||||
| walzens | keit | (%) | (Nr.) | Brumme | (Nm) | (Nr.) | 161 | CD | |||||||||||||||
| (° C) | CC) | CC) | (N/mm2) | (N/mm2) | (Nm) | (N/mm2) | (N/mm | 30,2 | beim | (N/mm2) (Nm) | 176 | OO | |||||||||||
| 30,0 | Warm | 209 | Vv σι |
||||||||||||||||||||
| Erfindungs- | 29,2 | 6,7 | walzen | 155 | 7,5 | 239 | Ui | ||||||||||||||||
| gemäß | 950 | 1100 | 900 | 357 | 514 | 29,0 | 150 | 6,5 | 359 | 528 | 30,1 | (0C) | 157 | 7,5 | 638 | ||||||||
| C-I | 1040 | 1040 | 0,24 1,25 | 890 | 359 | 524 | 147 | 0,06 | 0,01 | 0,02 | 358 | 525 | 30,5 | 598 | 235 | ||||||||
| C-2 | 0,21 1,18 | 0,64 | 28,5 | 0,05 | 0,02 | 5,7 | 0,03 | 147 | 6,4 | 608 | 26 | ||||||||||||
| Vergleich | 700 | 1100 | 0,21 1,18 | 900 | 0,64 | 336 | 510 | 28,5 | 129 | 0,06 | 0,02 | 6,0 | 0,03 | 336 | 516 | Niedrigste | 1250 | 152 | 7,0 | 569 | |||
| D-I | 20 | 1250 | 0,23 1,31 | 900 | 348 | 525 | 142 | 0,07 | 0,01 | 0,04 | 343 | 520 | Tempera | 1050 | 589 | ||||||||
| D-2 | 0,23 1,26 | 0,07 | 0,03 | tur der | 980 | Mechanische | 608 | ||||||||||||||||
| Tabelle UI | Zusammensetzung*), % | 0,26 1,25 | 0,50 | 0,01 | 0,03 | Dicke | Hriunmc | 1250 | Eigenschaften | ||||||||||||||
| Legierung | Cu | 1050 | 549 | ||||||||||||||||||||
| C | 0,26 1,25 | 0,50 | Cr | Mo | 0,06 | 0,01 | 0,03 | Nb | 1100 | Zug· | 549 | ||||||||||||
| 0,25 1,33 | 0,02 | 0,03 | (0C) | festig- | |||||||||||||||||||
| und Verunreinigungen. | 1050 | kolt | |||||||||||||||||||||
| 1250 | |||||||||||||||||||||||
| (mm) | 1000 | ||||||||||||||||||||||
| 980 | |||||||||||||||||||||||
| Erfindungs- | 980 | ||||||||||||||||||||||
| gemäß | 0,12 | 0,20 | o,o:i | 20 | 830 | ||||||||||||||||||
| E-I | 0,06 | 0,10 | 0,05 | 0,20 | 20 | 800 | |||||||||||||||||
| E-2 | 0,06 | 0,10 | 0,05 | 0,02 | 20 | 1000 | |||||||||||||||||
| E-3 | 0,10 | 16 | |||||||||||||||||||||
| E-4 | 0,11 | 0,20 | 0,01 | 16 | 20 | ||||||||||||||||||
| E-5 | 0,07 | 0,09 | 0,Oi) | 16 | 20 | ||||||||||||||||||
| E-6 | 0,20 | ||||||||||||||||||||||
| Vergleich | 0,07 | 0,09 | 0,02 | 16 | |||||||||||||||||||
| F-I | 0,09 | 0,04 | 20 | ||||||||||||||||||||
| F-2 | |||||||||||||||||||||||
| *) Rest = Eisen | |||||||||||||||||||||||
| Legierung | Zusammensetzung* | Si | ),% | Mo Cu | V | Ti | Al | Nb | Niedrigste | Temperatur | Dicke des | (mm) | Dicke des | Mechanische Eigenschaften | Zug | Dukti- | Nj | |
| Temperatur | der !!ramme | warmge | kaltge | festig | IiUIt | ω | ||||||||||||
| C | Mn Ni | der Bramme | bei lleginn | walzten | walzten | Streck | keit | OO CJ) |
||||||||||
| X | vor dem | des Walzens'Bandes | 3,0 | Bandes | grenze | (N/mm | !) (%) | cn | ||||||||||
| JS' | Erhitzen | 3,0 | ||||||||||||||||
| C | (0C) | (0C) | (mm) | (N/mm2) | ||||||||||||||
| Blatt | Erfindungs | 0,23 | 0,07 | 0,01 | 0,04 | 3,0 | 551 | 26,4 | ||||||||||
| N | gemäß | 0,23 | 0,07 | 0,03 | 0,01 | 3,0 | 569 | 25,2 | ||||||||||
| rV —J- |
G-I | 0,10 | 0,31 | 850 | 1250 | 1,0 | 472 | |||||||||||
| 3 C |
G-2 | 0.11 | 0,26 | 1,26 | 0,09 0,20 | 0,06 | 0,01 | 0,03 | 0,02 | 830 | 1050 | 1,0 | 484 | 513 | 27,6 | |||
| OO η |
Vergleich | 0,25 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 537 | 26,3 | |||||||||||
| H-I | 0,07 | 1,25 0,50 | 20 | 1050 | 1,0 | 429 | ||||||||||||
| H-2 | 0,09 | 1,33 | 20 | 1250 | 1,0 | 466 | ||||||||||||
*) Rest - Eisen und Verunreinigungen.
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von Platten oder Bändern aus kohlenstoffarmem Stahl, dadurch
gekennzeichnet, daß man
a) aus einem kohlenstoffarmen Stahl, der als
Carbid- oder Nitrid-bildendes Element einzeln oder zu mehreren in gut verteilter Form 0,015
bis 0,10% säurelösliches Aluminium, 0,01 bis 0,10% Titan, 0,01 bis 0,15% Vanadium oder 0,01
bis 0,10% Niob enthält, durch Verformen eine
Bramme herstellt, die am Ende ihrer Herstellung eine über dem - Ar3-Punkt des Stahls
liegende Temperatur aufweist,
b) die Bramme zwischen ihrer Herstellung und dem Warmwalzen auf einer Temperatur nicht
unter d?m Ar3-Punkt des Stahls hält und
c) die Brsotme bei einer Temperatur oberhalb des
Ar3-Punktes des Stahls direkt warmwalzt
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10847676A JPS5333919A (en) | 1976-09-10 | 1976-09-10 | Production of cold rolled aluminum killed steel sheet with excellent deep drawability |
| US05/829,461 US4125416A (en) | 1976-09-10 | 1977-08-31 | Method for producing steel strip or steel sheet containing carbide and nitride forming elements |
| AU28456/77A AU515175B2 (en) | 1976-09-10 | 1977-09-01 | Deep-drawing grain refined steel strip or sheet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2739865A1 DE2739865A1 (de) | 1978-07-27 |
| DE2739865C2 true DE2739865C2 (de) | 1983-12-15 |
Family
ID=27153169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2739865A Expired DE2739865C2 (de) | 1976-09-10 | 1977-09-05 | Verfahren zur Herstellung von Platten oder Bändern aus kohlenstoffarmem Stahl |
Country Status (4)
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|---|---|
| US (1) | US4125416A (de) |
| JP (1) | JPS5333919A (de) |
| AU (1) | AU515175B2 (de) |
| DE (1) | DE2739865C2 (de) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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