DE2822430C2

DE2822430C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Schwarzblechen

Info

Publication number: DE2822430C2
Application number: DE19782822430
Authority: DE
Inventors: Philippe Lüttich Paulus
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1977-05-24
Filing date: 1978-05-23
Publication date: 1986-07-31
Also published as: DE2822430A1; BE854999A; CA1109371A; GB1584128A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Schwarzblechen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Ein derartiges Verfahren ist nach der OE-PS 2 42 180 zur Erzielung von Stahlblechen des Gütegrades entsprechend einer Härte von 65 bis 70 HR 3OT bekannt. Das zuvor üblich gewesene doppelte Walzen der Schwarzblechen zur Erzielung der genannten Härte soll dadurch vermieden werden, daß eine Erhitzung auf 740 bis 850° in weniger als 10 Sekunden durchgeführt wird, woran sich eine Haltezeit von 1V₂ S. anschließt, der eine Abschreckung auf eine Temperatur zwischen 150⁰C bis 250⁰C folgt.

Die Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das genannte Verfahren dahingehend auszubilden, daß es sich erheblich weitergehend für die Wärmebehandlung von für die Herstellung von Weißblech vorgesehenen Schwarzblech anwenden läßt, indem sowohl hochfeste Bleche als auch Weichstahlbleche für die Ziehverarbeitung herstellbar sein sollen.
Was das Weißblech anbetrifft, so lassen sich die hergestellten Qualitäten im allgemeinen in die Härteklassen

nach HR30T einordnen, wobei die folgenden ASTM-Vergütungsstähle wohl am gebräuchlichsten sind:

T 1 Härte 46 bis 52

T 2 Härte 50 bis 56

T 3 Härte 54 bis 60

T 4 Härte 58 bis 64

T 5 Härte 62 bis 68 bzw. T U (Universalvergütungsstähle)

T 6 Härte 67 bis 73

(T 8) empfohlen für superdünne Weißbleche Härte 75-83

Die Vergütungsqualitäten T 1 (beruhigte Stähle für das Tiefziehen), T 2 und T 3 lassen sich im allgemeinen nur durch Haubenglühen herstellen, da im Wege des kontinuierlichen Glühens ein zu hartes Produkt anfällt.

Die anderen Vergütungsqualitäten sind durch Haubenglühen oder nach dem kontinuierlichen Glühverfahren herstellbar, wobei jedoch das letztere aufgrund der größeren Härte, die dem Produkt natürlicherweise mitgegeben wird und daraus resultierend aufgrund der Möglichkeit, höhere Härten aus weicheren Stählen zu erzielen, was vor allem die Produktivität der Tandemkaltwalzstraße erhöht, vorteilhafter ist.

Der bisher am gebräuchlichsten gewesene Behandlungszyklus ist in F i g. 1 dargestellt. Er umfaßt für gewöhnlich die folgenden vier Phasen:

I. Vorwärmen bis auf ca. 600° C (beispielsweise bei einer Dicke von 0,25 mm auf die Dauer von 16 Sekunden) II. Halten und Homogenisieren im Bereich zwischen 600°C und 720⁰C (beispielsweise bei einer Dicke von

0,25 mm auf die Dauer von 22 Sekunden)
IH. »kontrollierte Abkühlung« bis auf 425°C (beispielsweise bei einer Dicke von 0,25 mm auf die Dauer von

22 Sekunden)

IV. »schnelle Abkühlung« bis auf 75°C (beispielsweise bei einer Dicke von 0,25 mm auf die Dauer von 22 Sekunden)

was bei einer Dicke von 0,25 mm etwa 82 Sekunden ausmacht.
Die mäßige Abkühlgeschwindigkeit in Phase III ist erforderlich, um möglichst niedrige »Vergütungsgrade«

(Härten) zu erzielen. Die Beschleunigung des Abkühlprozesses bei Phase IV dient der Verkürzung der Strecke, unterliegt aber durch den bei Kühlung mit aufgedüstem Schutzgas im Niedrigtemperaturbereich geringer werdenden Wirkungsgrad einer starken Beschränkung. Bedingt durch die in modernen Strecken üblichen Geschwindigkeiten (400 bis 600 m/Min.) führen die anscheinend kurzen Zeiten jedoch zu noch immer sehr großen Bandlauflängen.

Es wurden bereite verschiedene Verbesserungen vorgeschlagen in dem Bestreben, den Glühzyklus für Weißbleche ohne Beeinträchtigung des erzielbaren Qualitätsbereiches abzukürzen, nämlich:

— schnellere Vorwärmung, beispielsweise durch direkte Flammenbeaufschlagung;

— wesentliche Verkürzung der Haltephase, wobei die Rekristallisation bei höheren Reduktionen im Weißblech praktisch momentan erfolgt;

— Verkürzung der Endabkühlungsphase durch eine Kaltwasserabschreckung von einer so niedrigen Temperatur ausgehend, daß das Risiko einer Planheitsbeeinträchtigung ausgeschlossen ist.

Fig. 2 veranschaulicht den sich bei Anwendung dieser verschiedenen Verbesserungen ergebenden Behändlungszyklus. Die Gesamt-Behandlungszeit wird auf diese Weise auf 50 Sekunden (bezogen auf eine Dicke von 0,25mm) gesenkt, doch lassen sich hierbei die Vergütungsqualitäten Tl, T2 und T3 im allgemeinen nicht erzielen.

Diese F i g. 2 betrifft also ein bekanntes Verfahren mit den nachstehend aufgeführten vier Phasen:

I. Vorwärmen bis auf ca. 750° C (bei einer Dicke von 0,25 mm auf die Dauer von 3,1 Sekunden). Ein Vergleich dieser Vor-wärmbehandlung mit derjenigen gemäß F i g. 1 zeigt, daß sie den Vorteil größerer Schnelligkeit bietet, weil sie mit direkter Flamme bewirkt wird. Darüberhinaus liegt die Endvorwärmtemperatur mit 750° C gegenüber 600° C höher.

il. Halten und Homogenisieren im Bereich zwischen 750° C und 72O⁰C (bei einer Dicke von 0,25 mm auf die Dauer von 1,6 Sekunden). Gegenüber derjenigen gemäß F i g. 1 ist diese Haltephase stark verkürzt (von 22 auf 1,6 Sekunden). Diese Verbesserung ist möglich, da die Rekristallisation bei höheren Reduktionen im Weißblech praktisch momentan stattfindet

III. Kontrollierte Abkühlung bis auf 490°C (bezogen auf eine Dicke von 0,25 mm auf die Dauer von 17,6 Sekunden).

IV. Schnelle Abkühlung bis auf 250°C mit aufgedüstem Schutzgas, sodann abschließendes Abkühlen durch Abschreckung in kaltem Wasser. Die Dauer dieser Phase beträgt bei einer Materialdicke von 0,25 mm 27,6 Sekunden. Die Abkühlung mittels aufgedüstem Schutzgas wurde verkürzt durch eine Kaltwasserabschrekkung ab 250° C, wobei diese Temperatur niedrig genug ist, um eine Beeinträchtigung der Planheit auszuschalten. Diese Verkürzung gehört ebenfalls zu den bisher vorgeschlagenen Verbesserungen.

Die Gesamtheit beträgt also 50 Sekunden bezogen auf eine Materialdicke von 0,25 mm.

Ausgehend von einem ähnlichen Zyklus (schnelles Vorwärmen, keine Haltephase) wurde seitens GARBER (ISI Special Report 79, S. 81 -86) und WILLIAMS (ISI Special Report 79, S. 87-92) vorgeschlagen, die Abkühlung weiter zu verkürzen, indem von der Rekristallisationstemperatur ausgehend in einem Bad von ca. 30O⁰C eine Abschreckung vorgenommen und im gleichen Moment das Band aufgehaspelt wird, damit der Überalterungsprozess im Bund abläuft. Industriemäßig scheinen jedoch weder die Abschreckphase noch das Aufwickeln unter Schutzgas bei 300°C realisierbar.

Andere wiederum stellen ihre Untersuchung ab auf Verfahren, die geeignet seien, gleichzeitig eine Qualitätsverbesserung (höhere Härten) wie auch eine Verkürzung der Behandlungsstrecken zu ermöglichen. Unter industriemäßigen Bedingungen dürften die vorgeschlagenen Verfahren jedoch wenig Aussicht auf Realisierbarkeit bieten. Beispielsweise trifft dies zu auf ein Verfahren, das eine Abschreckung in Wasser ab Rekristallisationstemperatur (FR-PS Nr. 14 79 039) vorsieht, wobei das Problem der Sicherung einer gleichmäßigen Abkühlung von den Urhebern unterschätzt worden zu sein scheint.

Von verschiedenen Urhebern wurde versucht, die für Bleche größere Dicke (über 0,6 mm) konzipierten Verfahren, die auf der Hinzufügung einer Kohlenstoff-Ausscheidungsphase zum Grundzyklus beruhen, auf Weißbleche anzuwenden.

Eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Glühbehandlung von Blechen, basierend auf einer Wasserabschrekkung, bei der jedoch Bleche mit Dicken unter 0,6 mm vor der Abschreckstrecke aus dem Materialfluß abgeleitet und somit nur einer mäßigen Abkühlung (Düsenkühlung) vor der Kohlenstoffausscheidung unterzogen werden, ist in der US-PS Nr. 38 77 684 beschrieben. Als Grund für diese Modalität wird angeführt, daß es unmöglich ist, eine gute Planheit bei Blechen geringer Dicke nach dem Abschrecken durch Kaltwasser zu gewährleisten.

Ein weiterer Versuch der Übertragung auf Weißbleche eines für extraweiche Stähle konzipierten kontinuierlichen Glühzyklus ist in der Franz. Patentanmeldung Nr. 75 39 163 beschrieben. In diesem Falle jedoch ht die Wirkung der dem Grundzyklus hinzugefügten Überalterungsbehandlung sehr gering, weil die Härte H R 30 T im Zuge dieses außerdem relativ langen Prozesses nur um 2 bzw. 3 Punkte fällt. Tatsächlich führt dieses Verfahren nur bei strenger Regulierung der Blechzusammensetzung zur T 3 Härte.

BELLAMY und GARBER (JISI, August 1972, S. 588-605) haben Untersuchungen über die Eigenschaften von mit Geschwindigkeiten von 300 bis 600°C/s gekühlten Weichstählen angestellt, doch scheint eine industrielle Anwendung der hierbei gewählten Abschreckbäder kaum vorstellbar, wobei die Probleme der Gleichmäßigkeit bzw. Homogenität außerdem nicht gelöst sein dürften.

Ein weiterer Urheber (G. K. L'VOV, Metalloved, Term. Obra. Met., 1959, 4, S. 8-14, Brit. PS Nr. 11 54 422) verfolgte das Prinzip einer Aufheizung mit sehr hohen Geschwindigkeiten mit anschließendem Halten der

Temperatur auf sehr kurze Dauer und anschließendem sehr schnellen Abkühlen mit dem Zwecke einer Rekristallisation des Stahls ohne Zulassung von Kornwachstum und ohne Auflösung des Kohlenstoffs, doch scheint auch in diesem Fall eine industrielle Anwendung im Hinblick auf den derzeitigen Stand der Technik in naher Zukunft kaum realisierbar.

Seitens WILLIAMS und DAVIES (ISI Special Report, 79, S. 93-100) wurde der Versuch unternommen, das von BISRA (GIBBON, ISI Special Report, 79, S. 101-111) entwickelte kontinuierliche Glühverfahren zur Schaffung eines neuen Glühzyklus zu benutzen, mit dem sich die Gütestufen T 6 aus weicheren Stählen (ohne Phosphor) bzw. Härten erzielen lassen würden, die denen von » doppeltreduzierten« Stählen ohne Nachwalzen gleichwertig sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich die Härte durch schnelle Abkühlung vergrößern läßt, und ίο daß die Schwierigkeit in der Entwicklung einer sicheren Technologie zur Durchführung der schnellen Abkühlung zu sehen ist, wie dies beispielsweise die Tatsache zeigt, daß das BISRA-Verfahren in Hochgeschwindigkeitsstrecken nicht anwendbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird, vom einleitenden behandelten Stand der Technik ausgehend, durch den Vorschlag gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Vorschläge der Unteransprüche 2 bis 6 sehen hierfür vorteilhafte Weiterentwicklungen vor.

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß bei Anwendung auf Stahlbleche von geringer Dicke (unter 0,6 mm) eine Abschreckung in einem Wasserbad mit Siedetemperatur sehr hohe Abkühlgeschwindigkeiten erzielt werden, wobei gleichzeitig eine absolut gleichmäßige Verteilung der Eigenschaften und eine perfekte Planheit gewährleistet sind. Die Abkühlgeschwindigkeit reicht aus, um den Lösungszustand praktisch aller Zwischengitterelemente im Anschluß an das schnelle Abkühlen zu erhalten. Erfolgt keine nachfolgende Behandlung, so ist der Stahl von daher außerordentlich hart, weil Kohlenstoff und Stickstoff im Ferritgitter eingeschlossen sind. Diese Elemente haben die Tendenz, sich bei der auf das Aufbringen folgenden Verschmelzung der Zinnschicht in Form von Fe₂C auszuscheiden, so daß die in diesem Augenblick für gewöhnlich festgestellte Härte beträchtlich größer ist.

Schließlich wird durch Nachwärmen des Stahls über den Punkt Ai hinaus eine bestimmte Austenitmenge gebildet und die Lösung des gesamten im Stahl enthaltenen Kohlenstoffs bewirkt.

Es wurde festgestellt, daß sich aufgrund der anschließenden schnellen Abkühlung die Härte vom jeweils gleichen Stahl ausgehend noch beträchtlich erhöhen läßt.

Die zweite Zielsetzung der Erfindung ist die Herstellung von Güten mit geringer Härte durch kontinuierliches Glühen. In diesem Falle wird den vorlaufenden Behandlungsgängen, d. h. Vorwärmung, Halten und Abschrecken in einem Wasserbad mit einer Temperatur von über 75°C, eine Überalterungsbehandlung zur Ausscheidung der Zwischengitterelemente hinzugefügt.

Wie anhand der nachfolgenden Beispiele zu sehen sein wird, wurde festgestellt, daß nach einer solchen schnellen Abkühlung das Härtegefälle während des Überalterungsprozesses sowohl groß als auch sehr schnell ist und beispielsweise nach einigen Sekunden Haltezeit bei einer Temperatur zwischen 350⁰C und 550⁰C Werte zwischen 6 bis 8 Punkten HR 30 T erreicht. Auch hier wieder kann es zweckmäßig sein, das Material eine gewisse Zeit bei einer oberhalb dem Punkt A, liegenden Temperatur verweilen zu lassen, um das Korn wachstum zu fördern, doch sollte unter diesen Umständen bevorzugterweise die schnelle Abkühlung erst unterhalb des Punkts Ai einsetzen, um die Wiederumwandlung des Austenits in Ferrit zu ermöglichen.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann es zu einer Veränderung der Eintauchzeit im Wasserbad kommen, indem die Höhe des Wasserspiegels im Abschreckbehälter verändert wird. Die Anwendung des Verfahrens auf Blechdicken zwischen 0,05 und 0,6 mm ist besonders zweckmäßig. Die lediglich als Beispiel anzusehenden beigefügten Zeichnungen F i g. 1 bis 5 veranschaulichen die Anwendung der kontinuierlichen Wärmebehandlung bei Weißblechen.

Wie bereits an anderer Stelle ausgeführt, bezeichnet F i g. 1 den bisher am häufigsten eineesetzten Zyklus mit einer Aufwärmphase (I), einer Haltephase (II), einer Phase der kontrollierten Abkühlung (IH) sowie einer Phase der schnellen Abkühlung (I V).

F i g. 2 bezieht sich auf einen Zyklus, welcher dem gemäß F i g. 1 (Phasen I, II, III, IV) ähnlich ist, aber die bisher vorgeschlagenen und vorstehend erläuterten Verbesserungen mit beinhaltet.

F i g. 3 bis 5 zeigen die erfindungsgemäßen Verfahren auf, die alle eine Abschreckung in einem auf einer Temperatur oberhalb 75° C gehaltenen Wasserbad umfassen.

Auf eine Beschreibung der F i g. 1 und F i g. 2 wird hier verzichtet, da diese bereits an anderer Stelle gegeben wurde. Der Zyklus gemäß F i g. 1 hat eine Dauer von 82 Sekunden, bezogen auf eine Dicke von 0,25 mm, und gilt allgemein als »langer« Zyklus.

Gegenüber diesem Zyklus ist derjenige gemäß Fig.2 als »kurzer« Zyklus anzusehen und gilt als äußerst vorteilhaft für neue Strecken, die mit deutlich geringeren Längen herstellbar sind.

F i g. 3 zeigt denjenigen erfindungsgemäßen Anwendungsfall, bei dem an die Stelle der Phase IV, d. h. der schnellen Abkühlung mit aufgedüstem Schutzgas (volle Striche) eine Abschreckung in Warmwasser tritt, das auf einer Temperatur über 75°C gehalten wird (gestrichelte Linie).

F i g. 3a betrifft einen sogenannten »kurzen« Zyklus, dessen Dauer noch weiter von 50 Sekunden (F i g. 2) auf 26 Sekunden reduziert ist.

Fig.3b steht für einen sogenannten »langen« Zyklus, dessen Ablaufdauer von 82 Sekunden (Fig. 1) auf 63 Sekunden verringert ist

Dank dieser Abwandlung können weiterhin die gleichen Qualitäten bei gleichzeitiger Einsparung einer großen Streckenlänge (ca. 135 m Bandlauflänge bei einer auf 36 t/h ausgelegten Anlage) hergestellt werden. Außerdem lassen sich harte Qualitäten (härtere Gütegrade) leichter produzieren als bisher.

Durch einfaches Weglassen der Kühlung in Zone III lassen sich größere Härten (Härte- bzw. Gütegrade über 4) aus weicheren Stählen als jetzt erzielen, wobei der Vorteil gegeben ist, daß die Produktionsleistung der

Tandemkaltwalzstraße merklich vergrößert wird, und dies besonders in solchen Fällen, wenn in der Haltezone
eine höhere Temperatur vorgesehen wird (760—850° C statt 7000° C).

F i g. 4 veranschaulicht den bei Weglassung der Abkühlung während der Phase 111 und Erhöhung der Temperatur in der Haltephase gegebenen Zyklus.

Die nachfolgenden Beispiele werden zeigen, daß einfach durch Veränderung der Eintrittstemperatur in das 5
auf 7" größer als 75° C gehaltene Wasserbad eine Vielzahl der verschiedensten Härten erzielbar sind. Die
derzeitigen Qualitäten werden erreicht, indem man die kontrollierte Abkühlung in Phase 111 normal ablaufen
läßt in der Weise, daß das Blech mit einer zur Vermeidung des Härtegefüges ausreichend niedrigen Temperatur
in das Bad eintritt. Immer härtere Qualitäten werden erzielt durch Weglassung der Abkühlungsphase in Zone III,

auf daß das Blech mit einer höheren Temperatur in das Bad eintrete. io

F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Anwendung der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit einem sogenannten
»langen« Zyklus (durchgezogene Linien A B C D E).

In dem in F i g. 5 dargestellten Falle wird die Phase der Abschreckung im Warmwasserbad zwischen die Zone

11 (Homogenisierung und Halten) und Zone III (kontrollierte Abkühlung) eingeschoben. |

Der Kurvenverlauf (A B C F) mit der gestrichelten Linie (C F) entspricht dem erfindungsgemäßen Verfahren, 15 $

bei dem die Phasen III, kontrollierte Abkühlung (C D), und IV, schnelles Abkühlen (D E) des »langen« Zyklus %

durch eine Abschreckung in einem auf einer Temperatur über (75° C) gehaltenen Warmwasserbad (C F) ersetzt k

sind, wobei der Punkt F einer Temperatur unterhalb 350° C entspricht. :,:

Durch dieses Verfahren läßt sich die Herstellung größerer Härten (Güte- bzw. Härtegrade oberhalb 4) ^y

vereinfachen; das Verfahren entspricht bei etwa gleicher Haltezeit demjenigen nach F i g. 4. 20 jji

Demgegenüber stellt der Kurvenverlauf (A B C G D E) mit der strichpunktierten Linie (G D) eine neuartige λ

Abwandlung des vorerwähnten Verfahrens dar in dem Sinne, daß die Abschreckung in dem oberhalb 75° C $

gehaltenen Warmwasserbad (C F) während der Zeit, die normalerweise der Phase Hl, d. h. der kontrollierten ,|

Abkühlung (t₃) des sogenannten »langen« herkömmlichen Zyklus, vorbehalten ist, von einer Temperatur unter £

55O⁰C unterbrochen wird; hiernach setzt sich der Zyklus mit einer abschließenden schnellen Abkühlung wie 25 ί_;

auch immer (beispielsweise D E) fort. ;;

Auch mit diesem Verfahren läßt sich die Produktionspalette in Richtung auf die geringeren Härten (Güte- ·£

bzw. Härtestufen 1 bis 4) ausdehnen. Die Haltezeit bei Überalterungstemperatur kann noch um D H verlängert ;i

werden, was bedeutet, daß in der gesamten Zone IV (Zeit fct) die Endabkühlung (H 1) ebenfalls in einem auf einer &

Temperatur oberhalb 75⁰C gehaltenen Warmwasserbad abläuft, obwohl die durch Halten bei beispielsweise 30 i-

450° C auf die Dauer von 20 Sekunden (im Falle der Zone III allein) bewirkte Entfestigung bereits sehr groß ist. £

Die vorstehend beschriebenen drei Verfahren (A B C G F), (A B C G D E) und (A B C G D H I) lassen sich .£

noch weiter verbessern, wenn die Temperatur in der Haltezone II, zum Beispiel gemäß B ] statt B C, erhöht wird. ;,

Die gleichen Verbesserungen sind ebenfalls auf den sogenannten »kurzen« Zyklus nach F i g. 2 anwendbar. .'

35
Beispiel 1

Herstellung von Weißblechen mit geringen Härtegraden durch kontinuierliches Glühen.

Ausgangsstähle 40 t;

C Mn Si Al P N₂ S ilr

A 0,040 0,260 - - 0,008 0,0025 0,010 ύ

B 0,038 0,270 0,200 0,040 0,007 0,0023 0,010 45 'f

Beim Stahl A handelt es sich um einen normalen unberuhigten Stahl, während Stahl B beruhigt und strangge- ^ gössen ist.

Die Stähle wurden bei einer Endwalztemperatur von 88O⁰C warmgewalzt und bei einer Temperatur von i;

620° C gehaspelt Die Dicke nach dem Warmwalzen betrug 1,9 mm. Nach erfolgter Beizbehandlung wurden sie 50 £

auf eine Dicke von 0,25 mm kalt nachgewalzt und den folgenden Behandlungszyklen unterworfen: t\

Zyklus 1 I

Herkömmlicher Zyklus wie in F i g. 1 dargestellt entsprechend den nachstehend aufgeführten Bedingungen: 55 f?

Aufwärmen auf 640° C in 16 Sekunden |:

H alten auf einer Temperatur zwischen 640° C und 705° C auf die Dauer von 22 Sekunden |?

kontrollierte Abkühlung bis auf 425° C in 22 Sekunden §

schnelle Abkühlung bis auf 75° C in 22 Sekunden. 60 |

Zyklus 2 I

Sinngemäß wie der konventionelle Zyklus 1, ausgenommen, daß die Phase IV durch eine Abschreckung in |

einem Warmwasserbad gemäß F i g. 3b (gestrichelte Linie) ersetzt ist. 65 J

In diesem Falle beträgt die Badtemperatur 94° C. B,

Die Zyklen 3 bis 7 entsprechen dem Zyklus ABCGDE nach F i g. 5. ;*■

Zyklus 3

a) Aufwärmen auf 640°C in 16 Sekunden

b) Halten auf einer Temperatur zwischen 640 und 705° C auf die Dauer von 22 Sekunden c) Abschrecken in einem auf 98° C gehaltenen Wasserbad auf unterschiedliche Dauer

d) Durchlaufen eines Ofens bei 300° C auf die Dauer von 22 Sekunden

e) schnelles Abkühlen bis auf 75°C auf die Dauer von 22 Sekunden.

Zyklus 4

Wie Zyklus 3 mit der Ausnahme, daß die Ofentemperatur in Phase (d) 350° C beträgt. Zyklus 5

Wie Zyklus 3, ausgenommen, daß die Ofentemperatur in Phase (d) 425°C beträgt.

Zyklus 6

Wie Zyklus 3 mit der Ausnahme, daß die Ofentemperatur in Phase (d) 525° C beträgt.

20

Zyklus 7

Wie Zyklus 3 mit der Ausnahme, daß die Ofentemperatur in Phase (d) 550°C beträgt. Zyklus 8

Wie Zyklus 5 mit der Ausnahme, daß die Phase (e) durch eine langsame Abkühlung bis auf 300° C in 20 Sekunden und eine 2 Sekunden dauernde Abschreckung in einem zweiten Wasserbad mit einer Temperatur von 87° C ersetzt ist (Zyklus ABCGDHI gemäß F i g. 5).

An dieser Stelle sei bemerkt, daß bei den Zyklen 3 bis 8 die Dauer der Phase (d) lang genug ist, um sicherzustellen, daß die Bandtemperatur gleich der Ofentemperatur ist, zumindest am Ofenaustritt.

Zyklen 9

Aufwärmen auf 680°C in 16 Sekunden

Halten auf einer Temperatur zwischen 680° C und 750° C auf die Dauer von 22 Sekunden Kontrolliertes Abkühlen von 750° C auf 69O⁰C innerhalb von 22 Sekunden Abschrecken in einem Wasserbad von 96° C auf die Dauer einer Sekunde Durchlaufen eines Ofens mit einer Temperatur von 425° C auf die Dauer von 22 Sekunden Abschrecken in einem Wasserbad mit einer Temperatur von 80° C auf die Dauer von 3 Sekunden.

Ergebnisse

H Die Festigkeitseigenschaften (Härte) sind nach dem Glühen sowie nach dem Verzinnen und Umschmelzen der

H 45 Zinnschicht gegeben.

50 55 60 65

Zyklus

Dauer Phase Stahl A Stahl B

(C)(Sek.) Härte HR30T Härte HR30T

nach dem Glühen nach dem Verzinnen nach dem Glühen

nach dem Verzinnen

**2)***	—
3	H
	3·) 4·) *5)**
4	η Ό
	*10)**
5	η
	3·) *4)**

2^#)

54 53 53 54 57

57
58
57
56
56

62 62

61 60 62 65 66

58 56 56 58 60 60

57 55 55 57 60

58 57 56 56 57

60 61 59 59 59

56 55 54 56 59

62 62

62 59 63 65 67

57 57 55 57 59 59

56 54 54 55 58

58 56 56 56 57

60 60 60 61 60

55 53 53 55 58

*) Erfindungsgemäßes Verfahren.

Zunächst ist festzustellen, daß der Austausch der Endabkühlung gegen eine Abschreckung im Warm wasserbad (Zyklus 2) ebenfalls die Herstellung der gleichen Qualität wie nach dem herkömmlichen Zyklus erhältlich gestattet, aber darüberhinaus den weiteren Vorteil bietet, daß eine große Streckenlänge eingespart werden kann.

Dagegen führt die Zwischenschaltung einer Abschreckung im Warmwasserbad vor die der Überalterungsbehandlung vorbehaltene Phase III in allen Fällen und vor allem dann, wenn die Überalterungstemperatur zwischen 35O⁰C und 550⁰C liegt, zu einer Verringerung der Härte. Die Dauer der Abschreckphase läßt sich zweckmäßigerweise so regulieren, daß die Blechtemperatur am Ende der Abschreckung in dem für die Überalterungsbehandlung günstigen Temperaturbereich liegt, um Energie zu sparen.

Versuche haben außerdem gezeigt, daß die Dauer der Überalterungsbehandlung relativ wenig Einfluß hatte, denn es wird zwischen Zyklus 5 und Zyklus 8 nur ein Härtepunkt HR 30 T erzielt. Desweiteren wurde anhand von Versuche die Feststellung gemacht, daß im Falle der Zyklen 4 bis 6 ohne Nachteil für die Festigkeitseigenschaften die Dauer der Phase (d) bis auf 2 Sekunden verkürzt werden konnte.

Schließlich zeigt der Zyklus 3, wie dies anhand des Beispiels 2 erkennbar ist, daß bei genügender Dauer der Abschreckphase und ausreichend niedriger Überalterungstemperatur eine große Härte (T 5) aus besonders weichem Stahl erzielt werden kann.

Beispiel 2 Herstellung vcn Stählen mit höheren Härtegraden durch kontinuierliches Glühen

Der behandelte Stahl hatte in diesem Falle die folgende Zusammensetzung:

C Mn Si Al N₂ P

0,08 0400 - - 0,0045 0,015

it Die Endtemperatur beim Warmwalzen betrug 880°C und die Haspe'temperatur 600°C, die Warmwalrendicke 2,1 mm.

Nach dem Beizen wurde das Blech kalt bis auf eine Dicke von 03 mm abgewalzt und anschließend den folgenden Behandlungszyklen unterworfen:

Zyklus 1

Aufwärmen auf 640° C in 32 Sekunden Halten zwischen 640° C und 705° C auf die Dauer von 44 Sekunden kontrolliertes Abkühlen auf 425° C in 44 Sekunden schnelles Abkühlen bis auf 75° C in 44 Sekunden.

Zyklus 2

Aufwärmen auf 680° C in 32 Sekunden Halten zwischen680°Cund 705°Cin44Sekunden Abschrecken in einem Wasserbad mit einer Temperatur von 99° C auf die Dauer von 5,5 Sekunden Durchlaufen eines Ofens bei 250° C auf die Dauer von 44 Sekunden Endabkühlung bis auf 75° C in 44 Sekunden.

Zyklus 3

Aufwärmen auf 68O⁰C in 32 Sekunden Halten zwischen 68O⁰C und 750°C auf die Dauer von 44 Sekunden Abschrecken in einem Wasserbad mit einer Temperatur von 99° C auf die Dauer von 5,5 Sekunden Durchlaufen eines Ofens bei 25O⁰C auf die Dauer von 44 Sekunden Endabkühlung bis auf 75° C in 44 Sekunden.

Zyklus 4

Aufwärmen auf 680° C in 32 Sekunden Aufwärmen von 680° C auf 800° C in 44 Sekunden Abschrecken in einem Wasserbad mit einer Temperatur von 99° C auf die Dauer von 5,5 Sekunden Durchlaufen eines Ofens bei 250° C auf die Dauer von 44 Sekunden Endabkühlung bis auf 75° C in 44 Sekunden Aufwärmen auf 700° C in 32 Sekunden Aufwärmen von 700° C auf 850° C in 44 Sekunden.

Zyklus 5

Wie Zyklus 2 mit der Ausnahme, daß die Dauer der Abschreckung im Wasserbad 12 Sekunden beträgt.

Zyklus 6

Wie Zyklus 4 mit der Ausnahme, daß der letzte Ofen eine Temperatur von 350° C führt.

Ergebnisse

60

Zyklus	Härte H R 30 T	Härte HR 30 T
	Glühzustand	Zustand nach dem
		Verzinnen
1	59	63
2")	61	65
3·)	63	67
4«)	66	70
5^#)	66	70
6·)	61	65

*) Erfindungsgemäßes Verfahren.

Die Ergebnisse zeigen eindeutig, daß die schnelle Abkühlung durch Abschreckung im Warmwasserbad die
Härte spürbar vergrößert, solange nach dem Abschrecken kein Verweüen bei Temperaturen oberhalb 300° C
gegeben ist Schließlich ist die Härtung umso größer, je höher die Nachwärmtemperatur im Anschluß an die
Abschreckbehandlung ist.

Die in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Aufwärm- und Haltezehen wurden absichtlich gleich den in 5 herkömmlichen Strecken üblichen bzw. zur Zeit praktizierten Zeiten gewählt, um die Einfachheit der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf bestehende Strecken darzustellen. Es versteht sich, daß die Erfindung auf
sowohl sogenannte kurze als auch alle anderen Strecken, bei denen diese Zeiten anders gelagert sind, angewandt
werden kann, weil sich diese Parameter als ohne Einfluß auf die Eigenschaften herausgestellt haben.

10

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Schwarzblechen im Dickenbereich zwischen 0,05 mm und 1 mm, die zur Herstellung von Weißblech verwendbar sind, wobei das Blech auf eine in einem nach oben mit 850⁰C begrenzten Bereich liegenden Temperatur erhitzt und anschließend in einem Wasserbad abgeschreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als untere Grenze für den Bereich der Aufheiztemperatur 650° C gewählt und das Blech bei dieser Aufheiztemperatur für mehr als 5 s gehalten wird, und daß der Abkühlvorgang wenigstens eine Abschreckung von weniger als 12 s in einem auf einer Temperatur von über 75° C gehaltenen Wasserbad aufweist, und daß das Blech rrcit einer Temperatur von weniger als 550°C dem Wasserbad entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung von Weißblech mit geringer Härte (Härteklassen 1 bis 4) als obere Grenze für den Bereich der Aufheiztemperatur 750⁰C gewählt wird und die Eintauchzeit im Wasser unter 4,5 s beträgt, daß das Blech dann bei einer im Bereich zwischen 250⁰C und 55O⁰C liegenden Temperatur für mehr als 4 s überaltert wird und danach einer Abküh-

lungsbehandlung in einem Wasserbad mit einer Temperatur von mehr als 75° C unterzogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Überalterung eine Temperatur zwischen 350° C und 500⁰C gewählt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserbäder auf ihrer Siedetemperatur gehalten werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung von Weißblech größerer

Härte (Härteklassen oberhalb 4) die Wasserbad-Eintauchzeit unter 6 Sekunden liegt

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech mit einer Temperatur zwischen über 75° C und 300° C dem Wasserbad entnommen wird.