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Verfahren zum Uberaltern von Stahlmaterial mit
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einem Heiß-Tauchmetallüberzug Die Erfindung bezieht sich auf ein
kontinuierliches Verfahren zum Uberaltern eines mit einem Heiß-Tauchmetallüberzug
versehenen Flachstahl- oder Streifenstahlmaterials zur Erhöhung der Formbarkeit
des Materials, welches infolge des Vorhandenseins von C und N in der Form einer
übersättigten festen Lösung im Grundstahl hart ist.
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Mit Heiß-Tauchmetall überzogene Stahlbleche und -streifen, einschließlich
der mit Aluminium, Zink oder Zinkeisenlegierung überzogenen Materialien, werden
in großem Umfang für verschiedene Anwendungen benutzt, bei denen die vorteilhaften
Eigenschaften der jeweiligen Materialien ausgenutzt werden.
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Zu den bekannten Verfahren zur Herstellung solcher überzogenen Stahlmaterialien
gehören kontinuierliche Uberzugsverfahren mit der sogenannten "In-line"-Anlassung,
die hinsichtlich Produktivität und Wirtschaftlichkeit die meisten Vorteile zeigen.
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Das typischste Verfahren ist der sogenannte Sendzimir-Prozeß.
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Bekanntlich wird ein solches kontinuierliches Überzugsverfahren normalerweise
bei kaltgewalztem Stahlblech oder Streifenmaterial verwendet, welches Kohlenstoff
bis zu 0,15 Gew.-% und Stickstoff bis zu 0,01 Gew.-% enthält.
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Bevor der kaltgewalzte Stahlstreifen beim Sendzimir-Verfahren in ein
geschmolzenes Uberzugsmetallbad eingetaucht wird, wird dieser in einer nicht-oxydierenden
oder schwach oxydierenden Atmosphäre erhitzt, um jedwede organische Materialien
zu entfernen, die an den Oberflächen der Stahlstreifen anhaften können,
und
zwar bezieht sich diese Entfernung auch auf das im Walzwerk in den Kaltwalzstufen
verwendete öl; anschließend erfolgt dann eine Reduktion in einer reduzierenden Atmosphäre,
um die Oberflächen sauber zu machen. Diese Erwärmungsschritte zum Zwecke der Reinigung
der Oberflächen des Stahlstreifens können zum Anlassen ausgenutzt werden. Anders
ausgedrückt, können die Oberflächenreinigungsschritte des Sendzimir-Verfahrens für
die abschließenden Anlaß schritte des Kaltwalz-Stahlstreifen-erstellungsverfahrens
substituiert werden. Aus diesem Grunde handelt es sich beim Sendzimir-Verfahren
um ein außerordentlich wirtschaftliches und vernünftiges Verfahren. Allerdings sind
jedoch die durch das Sendzimir-Verfahren erhaltenen überzogenen Stahlprodukte sehr
hart und zeigen eine schlechte Verformbarkeit. Dies liegt daran, daß das heiß-überzogene
Stahlprodukt, welches das Schmelzmetallbad verlassen hat, kontinuierlich schnell
abgekühlt wird. Bekanntlich können die Gehalte an C und N, die in dem heißüberzogenen
Stahlprodukt in einem aufgelösten Zustand im Basisstahl vorhanden waren, nicht in
ausreichender Weise beim schnellen Abkühlen sich ausscheiden, so daß sie im abgekühlten
Produkt in der Form einer übersättigten (supersaturierten) festen Lösung verbleiben,
was das Produkt hart macht und ihm eine schlechte Verformbarkeit gibt.
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Zur Ausscheidung des supergesättigten C und N zum Zwecke der Verbesserung
der Formfähigkeit der überzogenen Stahlprodukte sind Uberalterungsverfahren (Overaging-Verfahren,
Ubervergütungs-Verfahren) wirkungsvoll, wie sie in den folgenden japanischen Patentveröffentlichungen
vorgeschlagen wurden: Nr. 43-12968 veröffentlicht am 1. Juni 1968 und 46-10922,
veröffentlicht am 19. März 1971. Bei diesen Verfahren wird das überzogene Stahlblech
oder Streifenmaterial in der Form eines Wickels aufgewickelt und sodann einer Niedertemperatur-Kastenanlassung
für eine fortdauernde Zeitperiode in einem Temperaturbereich zwischen 204 ° und
454 OC ausgesetzt. Derartige zeitraubende chargenartig arbeitende Verfahren sind
für eine kontinuierliche Produktion im großen Maßstab nicht zweckmäßig.
Zusammenfassung
der Erfindung. Gemäß einem Ziel der Erfindung wird ein kontinuierliches Verfahren
zur Überalterung von heißtauchmetall-überzogenem Stahlflach- oder -streifen-Material
vorgesehen, um dessen Formbarkeit zu verbessern, wobei die Verarbeitung des Materials
mit einer wesentlich höheren Produktivität erfolgt als dies mit bekannten Überalterungsverfahren
der Fall ist. Anders ausgedrückt, besteht ein Ziel der Erfindung im Vorsehen eines
neuen kontinuierlichen Verfahrens zum Überaltern von heiß-tauchmetall-überzogenem
Stahlflach- oder -streifen-Material, und zwar zur Verbesserung von dessen Formbarkeit,
und wobei ein kontinuierliches Materialband verarbeitet wird, während dieses in
einer Herstellungsstraße läuft.
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Erfindungsgemäß wird ein kontinuierliches Verfahren zur Überalterung
eines durch Heißtauchen mit Metall überzogenen Stahlflach- oder -streifen-Materials
vorgesehen, um die Formbarkeit des Materials zu verbessern, wobei das Material infolge
des Vorhandenseins von C und N in der Form einer übersättigten festen Lösung hart
ist, und wobei insbesondere gemäß der Erfindung die folgenden Schritte vorgesehen
werden: kontinuierliches Durchführen des Materials durch eine Erwärmungszone derart,
daß das Material schnell erhitzt wird, und zwar mit einer Erhitzungsrate von mindestens
500C/s bis auf eine Temperatur von oberhalb 300 OC aber unterhalb derjenigen Temperatur,
bei der die Legierungsbildung des Überzugs mit dem Grundstahl erfolgt oder die Bildung
von zusätzlichen im überzogenen Material nicht bereits vorhandener zusätzlicher
Legierung, und kontinuierliches Hindurchführen des erwärmten Materials durch die
Kühlzone, um so das Material mit einer gesteuerten Kühlgeschwindigkeit von nicht
mehr als 20 0/6 abzukühlen, bis die Übersättigung von C und N im Grundstahl im wesentlichen
verschwindet.
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Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung der Zeichnung; in der
Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Auswirkungen
der Erwärmungsrate und Erwärmungstemperatur auf die Dehnung eines mit Aluminium
überzogenen Stahlflachmaterials; Fig. 2 die Auswirkungen der Erwärmungstemperatur
auf die Dicke der Legierungslage in dem mit Aluminium überzogenen Stahlflachmaterial;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Auswirkungen der Abkühlrate auf die Dehnung
von mit Aluminium überzogenem Stahlmaterial; Fig. 4 eine graphische Darstellung
der Auswirkungen der Erwärmungstemperatur auf den Fe-Gehalt (in Gew.-%) im Überzug
des mit einer Zinkeisen-Legierung überzogenen Stahlflachmaterials; Fig. 5 eine graphische
Darstellung der Wirkungen der Erwärmungstemperatur auf den Eisengehalt (in Gew.-%)
im Überzug des mit Zink überzogenen Stahlflachmaterials.
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Im folgenden sei die Erfindung im einzelnen beschrieben. Die Experimente,
deren Ergebnisse in Fig. 1 gezeigt sind, wurden an Proben ausgeführt, die man erhielt
durch Aufbringung von 60 g/m2 Aluminiumüberzügen auf beiden Seiten eines kaltgewalzten
Stahlstreifen (0,8 mm Dicke) der im Beispiel 1 beschriebenen Art, und zwar gefolgt
von einer zwangsweisen Abkühlung. Die Proben zeigten eine Dehnung von 31,2 %. Unter
Verwendung einer ausgewählten Erwärmungsrate (30, 40, 50 oder 100 OC/s) wurden die
Proben auf verschiedene Temperaturen erhitzt und sodann unmittelbar, d.h. ohne Verweilzeit,
einer gesteuerten Abkühlung von 5°C/s auf Umgebungstemperatur ausgesetzt.
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Nach einem Konditionierwalzen von ungefähr 1,0 % wurden die Proben
auf Dehnung (%) getestet. Für jede gewählte Erwärmungsrate wurde die Dehnung abhängig
von der Erwärmungstemperatur aufgetragen. Die auf diese Weise erhaltenen Kurven
sind in Fig. 1 gezeigt. Eine weitere in identischer Weise überzogenen Probe wurde
einem konventionellen Niedertemperatur-Kastenanlassen ausgesetzt, wobei die Probe
auf eine Temperatur von 330 OC mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 50 OC/h in
einem Ofen der Bell-Bauart erhitzt wurde und auf dieser
Temperatur
für eine Zeitdauer von 16 h gehalten wurden, worauf dann die Abkühlung auf Umgebungstemperatur
im Ofen erfolgte. Die auf diese Weise behandelte Probe zeigte eine Dehnung von 41,9
t. Dieses Dehnungsniveau ist ebenfalls in Fig. 1 gezeigt. Aus Fig. 1 erkennt man,
daß es für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kritisch ist, daß der überzogene
Flachstahl auf eine Temperatur von ungefähr 300 OC oder höher mit einer Erwärmungsrate
von mindestens 50 OC/s erhitzt werden sollte.
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In einer weiteren Reihe von Experimenten wurden identische mit Aluminium
überzogene Stahlflachmaterial- oder -blechproben auf verschiedene Temperaturen mit
einer Erwärmungsrate von 80 OC/s erhitzt und unmittelbar darauf wurde gestattet,
daß die Abkühlung beginnt mit einer gesteuerten Abkühlgeschwindigkeit von 5°C/s
auf Umgebungstemperatur. Die Dicke der Al-Fe-Si-Legierungslage wurde in m gegenüber
der Erwärmungstemperatur aufgetragen, wodurch sich die graphische Darstellung gemäß
Fig. 2 ergab. Die Fig. 2 zeigt, daB dann, wenn das mit Aluminium überzogene Stahlblech
auf eine Temperatur von mehr als ungefähr 600 OC erhitzt wird, zusätzliche nicht
bereits im überzogenen Material vorhandene Legierungen gebildet werden.
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In einer weiteren Reihe von Experimenten wurden identische Proben
auf eine Temperatur von 500°C oder 350°C mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von
80°C/s erhitzt, und sodann wurde unmittelbar der Beginn der Abkühlung mit verschiedenen
Abkühlgeschwindigkeiten auf Umgebungstemperatur gestattet. Nach einem Konditionierwalzen
von ungefähr 1,0 % wurden die Proben auf Dehnung (%) untersucht. Für jede verwendete
Uberalterungstemperatur wurde die Dehnung abhängig von der Kühlgeschwindigkeit aufgetragen.
Die auf diese Weise erhaltenen Kurven sind in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 zeigt ebenfalls
die Ergebnisse, die erhalten wurden, wenn die erwärmten Proben mit kaltem Wasser
abgekühlt wurden. Fig. 3 zeigt, daß für die Zwecke der Erfindung eine Abkühlgeschwindigkeit
von nicht mehr als ungefähr 20 OC/s kritisch ist.
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Die Erfindung ist nicht auf irgendeinen Operationsmechanismus beschränkt,
es wird aber angenommen, daß der durch die schnelle Erwärmung hervorgerufene Wärmeschock
in die Grund- oder Basis-Stahlstruktur Versetzungen (Dislokationen) einführt, die
als Kerne für die Ausscheidung des gelösten C und N dienen können.
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Umso höher die Erwärmungsrate ist, ein umso effektiverer Wärmeschock
würde hervorgerufen werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß während die schnelle
Erwärmungsgeschwindigkeit von mindestens 50 OC/s kritisch ist, wenn die Erwärmungsgeschwindigkeit
ungefähr 100 OC/s übersteigt, der Effekt der schnellen Erwärmung gesättigt zu werden
scheint. Es wird die Verwendung einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 70 OC/s bis
150 OC/s bevorzugt.
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Die Erwärmungstemperatur, die hier häufig als die Uberalterungstemperatur
bezeichnet wird, muß oberhalb ungefähr 300 OC liegen, oder aber andernfalls wären
die Diffusionsgeschwindigkeiten des aufgelösten C und N zu niedrig, um eine effektive
Diffusion dieser Elemente zu der Versetzung für die gewünschte Ausfällung sicherzustellen.
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Fig. 3 zeigt, daß die Probe, die schnell auf eine Temperatur von 350°C
erhitzt und sodann schnell mit Wasser abgekült wurde, eine Dehnung so gering wie
die nicht-behandelte Probe zeigt.
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Andererseits ist es beispielsweise aus der Literaturstelle A. F. MORI:
Iron and Steel Engineer, 7 (1956) 151, Fig. 6 bekannt, daß die Löslichkeit von Kohlenstoff
in Stahl bei einer Temperatur von 350°C sich nicht in signifikanter Weise von der
Löslichkeit bei Umgebungstemperatur unterscheidet, und daß demgemäß der Abkühlalterungseffekt
nicht hervorgerufen wird bei einer Abkühlung von 350 OC.
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Es wird demgemäß angenommen, daß in der Probe, die, wie erwähnt, so
schnell auf eine Temperatur von 350 OC erhitzt wurde, die effektive Ausfällung von
C und N (gewünschter Uberalterungseffekt) noch nicht erfolgt. Anders ausgedrückt,
wird angenommen, daß der Überalterungseffekt während des Laufs der langsamen Abkühlung
erfolgt, und daß umso langsamer die Abkühlungsgeschwindigkeit ist, desto effektiver
die Ausfällung von C und N erfolgt.
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Obwohl sich die Abkühlgeschwindigkeit von nicht mehr als 200C/s als
kritisch herausgestellt hat, wird es bevorzugt, das Material von der Überalterungstemperatur
mit einer Abkühlgeschwindigkeit von nicht mehr als 10 °C/s abzukühlen. Wenn einmal
die gewünschte Ausscheidung von C und N durch die gesteuerte langsame Abkühlung
erfolgt ist, so ist es vorteilhaft, das abgekühlte Material schnell auf Umgebungstemperatur
abzukühlen, um so den Herstellungsverlauf abzukürzen.
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Eine weitere Reihe von Experimenten wurden an Proben ausgeführt, die
man erhielt durch Aufbringen von 45 g/m² Zinkeisenlegierungsüberzügen auf beiden
Seiten eines kaltgezogenen Stahlstreifens, der im Beispiel 2 beschriebenen Art,
mit einer Dicke von 0,8 mm. Die Proben wurden auf verschiedene Temperaturen mit
einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 80 OC/s erhitzt, und konnten dann unmittelbar
darauf mit der Abkühlung bei einer Abkühlgeschwindigkeit von 5 OC/s auf Umgebungstemperatur
beginnen. Der Fe-Gehalt im Überzug in Gew.-% wurde analysiert und abhängig von der
Überalterungstemperatur aufgetragen.
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Die Ergebnisse sind in Fig. 4 gezeigt. Aus Fig.4 erkennt man, daß
dann, wenn die Überalterungstemperatur ungefähr 550°C übersteigt, eine Legierungsbildung
des Überzugs mit dem Basisstahl in substantieller Weise erfolgt.
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Eine weitere Reihe von Experimenten wurde an Proben vorgenommen, 2
die man erhielt durch Aufbringung von 60 g/m Zinküberzügen auf beiden Seiten eines
kaltgezogenen Stahlstreifens der Art gemäß Fig. 3 mit einer Dicke von 0,8 mm. Die
Proben wurden auf verschiedene Temperaturen mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit
von 80°C/s erhitzt, und konnten sodann unmittelbar darauf das Abkühlen mit einer
Abkühlgeschwindigkeit von 5°C/s auf Umgebungstemperatur beginnen. Der Fe-Gehalt
des Überzugs in Gew.-% wurde analysiert und abhängig von der Uberalterungstemperatur
aufgetragen. Die Ergebnisse sind in Fig. 5 gezeigt.
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Aus Fig. 5 erkennt man, daß die Legierungsbildung des Überzugs mit
dem Grundstahl oder Basisstahl im wesentlichen dann erfolgt, wenn die Uberalterungstemperatur
ungefähr 450 OC übersteigt.
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Um die Art des Überzugs nicht zu denaturieren oder zu verändern, sollte
die Überalterungstemperatur unterhalb derjenigen Temperatur liegen, bei der die
Legierungsbildung des Überzugs mit dem Grundstahl oder die Bildung von zusätzlichen
Legierungen, die nicht bereits in dem überzogenen Material vorhanden sind, in substantieller
Weise erfolgen. Eine derartige obere Grenze für die Überalterungstemperatur hängt
in erster Linie von der Natur des Überzugs ab. Wenn das überzogene Stahlmaterial
schnell auf eine Überalterungstemperatur erhitzt wurde, so kann es auf dieser Temperatur
für eine kurze Zeitperiode bis zu 10 s gehalten werden. Im allgemeinen sollte das
schnell auf eine vorbestimmte Uberalterungstemperatur erhitzte Material vorzugsweise
unmittelbar der gesteuerten Abkühlung ausgesetzt werden, um so eine unnotwendige
Verlängerung der Fertigungsstraße zu vermeiden.
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Für die Zwecke der schnellen Erhitzung des laufenden Bandes aus überzogenem
Stahlflach- oder -streifen-Material mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von mindestens
50°C/s und bis zu 150°C/s oder mehr ist es zweckmäßig, ein Hochfrequenzinduktionsheizverfahren
zu verwenden. Gemäß diesem Verfahren wird ein Hochfrequenzwechselstrom veranlasst
durch Spulen zu laufen, die das zu erhitzende Material umgeben aber nicht berühren,
um so einen induzierten Strom in dem Material zu erzeugen, wodurch das Material
intern durch die Joule'sche Wärme des induzierten Stroms erhitzt wird. Durch ein
solches Verfahren kann die schnelle Erhitzung in zweckmäßiger Weise mit guter Steuerbarkeit
und mit gutem Wirkungsgrad ausgeführt werden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele weiter beschrieben.
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Beispiel 1 Ein unberuhigter Stahl, hergestellt in einem 90 t-Konverter
und mit 0,07 % C, 0,01 % Si, 0,30 % Mn, 0,015 % P, 0,0030 % N und 0,016 % S wurde
üblichen Heißwalz- und Kaltwalz-Schritten unterworfen, um ein Stahlstreifen-Material
mit einer Dicke von 0,8 mm herzustellen. Der Streifen wurde durch eine konventionelle
Heißtauch-Aluminiumüberzugsvorrichtung der Sendzimir-Bauart geführt, und zwar unter
konventionellen Bedingungen, um so ein mit Aluminium überzogenes Stahlblech-Material
herzustellen, mit 60 g/m2 Überzügen. Das mit Aluminium überzogene Stahlflach-Material
wurde als Proben verwendet. Die Proben wurden schnell auf die in Tabelle 1 angegebenen
Temperaturen mit den in der gleichen Tabelle erwähnten Erwärmungsgeschwindigkeiten
erhitzt, und zwar unter Verwendung eines Hochfrequenzinduktions-Heizgerätes (mit
einer Frequenz von 10 kHz), um sodann mit den angegebenen Kühlgeschwindigkeiten
auf Umgebungstemperatur abgekühlt zu werden. Nach einer Konditionierwalzung auf
ungefähr 1,0 % wurden die Proben auf -erschiedene Eigenschaften hin untersucht.
Die Verarbeitunotedingungel. und Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Ferner zeigt
Tabelle 1 die Ergebnisse, die bei einer weiteren identischen Probe erhalten wurden,
die gemäß dem konventionellen Niedertemperatur-Kastenanlaß-Verfahren behandelt wurden.
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Tabelle 1 zeigt, daß die Versuchsläufe 1, 2 und 3, die gemäß der Erfindung
erfolgten und eine Gesamtbearbeitungszeit von weniger als 71 s bzw. weniger als
92 s bzw. weniger als 112 s zeigten, Ergebnisse zeigten, die vergleichbar oder sogar
überlegen sind hinsichtlich der Ergebnisse des Versuchslaufs 8, der für ein konventionelles
Verfahren gilt und eine Gesamtverarbeitungszeit von mehr als 22 h erforderlich macht.
Tabelle
1
| Versuchs- Überalterungsbedingungen mechanische Eigenschaf-
Dicke d. Bemerkungen |
| lauf Nr. ten Legie- |
| rungs- |
| Erwärm.- Temp. Verweil- Abkühl- YP TS El lage |
| Geschw. zeit geschw. (kg/mm²) (kg/mm²) (%) (µ) |
| 1 70°C/s 350°C 0 s 5°C/s 25,0 35,8 42,5 3,3 erfindungsg. |
| 2 80°C/s 450°C 0 5°C/s 24,1 35,0 44,0 3,2 erfindungsg. |
| 3 100°C/s 550°C 0 5°C/s 23,8 34,2 45,0 3,4 erfindungsg. |
| 4 20°C/s 400°C 0 5°C/s 27,0 38,0 38,0 3,3 Erwärmungs- |
| geschw.ist |
| zu niedrig |
| 5 60°C/s 650°C 0 5°C/s 25,1 35,9 42,0 8,0 Temperatur |
| ist zu hoch |
| 6 60°C/s 200°C 0 5°C/s 28,0 39,0 36,2 3,2 Temperatur |
| ist zu |
| niedrig |
| 7 90°C/s 500°C 0 50°C/s 28,5 39,8 36,0 3,0 Abkühlge- |
| schwindigk. |
| ist zu hoch |
| 8 50°C/s 330°C 16 h abge- 25,0 36,0 41,9 3,2 Niedertempe- |
| kühlt ratur-Kasten- |
| in Ofen anlassung |
Bemerkungen: Die mechanischen Eigenschaften sind in Walzrichtung
gemessen.
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YP = Yield point = Streckgrenze TS = Tensile strength = Zugfestigkeit
El = Elongation = Dehnung.
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Beispiel 2 Unberunigter Stahl, hergestellt in einem 90 t-Konverter
und mit einem Gehalt an 0,05 % C, 0,01 % Si, 0,32 % NR, 0,015 % P, 0,0032 % N und
0,018 s S wurde üblichen Heißwalz-und Kaltwalz-Schritten ausgesetzt, um Stahistreifen-Material
mit einer Dicke von 0,8 j herzustellen. Der Streifen wurde durch eine konventionelle
Heißtauch-Zinküberzugsvorrichtung der Sendzimir-Type geführt, und zwar unter üblichen
Bedingungen, um ein mit Zink überzogenes Stahlblech-Material herzustellen mit 45
g/m2 Überzügen, worauf dann das Material einer Legierungsbehandlung in der gleichen
Fertigungsstraße ausgesetzt wurde, um sodann abgeschreckt zu werden. Das mit der
Zinkeisenlegierung überzogene in dieser Weise hergestellte Material wurde als Proben
benutzt. Die Proben wurden schnell auf die Temperaturen gemäß Tabelle 2 erhitzt,
und zwar mit Erwärmungsgeschwindigkeiten gemäß dieser Tabelle und unter Verwendung
eines Hochfrequenzinduktions-Erwärmungsgeräts (mit einer Frequenz von 10 kHz), worauf
man dann die Abkühlung mit den angegebenen Abkühlungsgeschwindigkeiten auf Umgebungstemperatur
gestattete. Nach Durchführung einer Konditionierwalzung von ungefähr 1 % wurden
die Proben auf verschiedene Eigenschaften hin getestet. Die Behandungs-oder Bearbeitungsbedingungen
und Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 zeigt ferner diejenigen Ergebnisse,
die man für eine identische Probe erhalten hat, die man einer konventionellen Niedertemperatur-Kastenanlassung
aussetzte.
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Tabelle 2 zeigt, daß die Versuchsläufe 1, 2 und 3, die gemäß der Erfindung
erfolgten und eine Gesamtverarbeitungszeit von 74 s bzw. weniger als 81 s bzw. weniger
als 104 s benötigten, Ergebnisse erreichen, die mit denjenigen gemäß Versuchslauf
8 vergleichbar sind, oder diesen sogar überlegen sind, wobei es sich beim Versuchslauf
8 um das konventionelle Verfahren handelt, welches eine Gesamtverarbeitungszeit
von mehr als 21 h benötigt.
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Tabelle 2
| Versuchs- Überalterungsbedingungen mechanische Eigen- Dicke
d. Bemerkungen |
| lauf Nr. schaften Legie- |
| rungs- |
| Erwärm.- Temp. Verweil- Abkühl- YP TS El lage |
| geschw. zeit geschw. (kg/mm²) (kg/mm²) (%) (µ) |
| 1 70°C/s 300°C 0 s 4°C/s 22,5 32,9 43,0 10,1 erfindungsgem. |
| 2 85°C/s 400°C 0 5°C/s 20,2 31,8 44,3 10,2 erfindungsgem. |
| 3 90°C/s 500°C 0 5°C/s 20,1 31,7 44,7 10,3 erfindungsgem. |
| 4 20°C/s 400°C 0 5°C/s 25,6 36,0 39,0 10,2 Erwärmungsge- |
| schwindigk. |
| ist zu niedrig |
| 5 100°C/s 650°C 0 5°C/s 24,0 34,0 41,0 20,5 Temperatur ist |
| zu hoch |
| 6 60°C/s 200°C 0 5°C/s 28,5 37,8 37,7 10,1 Temperatur ist |
| zu niedrig |
| 7 90°C/s 500°C 0 50°C/s 29,3 38,5 37,0 10,3 Abkühlgeschw. |
| ist zu hoch |
| 8 50°C/s 280°C 16 h abge- 21,1 32,0 44,0 10,2 Niedertempe- |
| kühlt ratur-Kasten- |
| in Ofen anlassung |
Beispiel 3 Ein unberuhigtes Stahlstreifenmaterial der gleichen
Art wie bei Beispiel 2 verwendet, wurde durch ein konventionelles Heiß-Tauchzinküberzugsgerät
der Sendzimir-Bauart geleitet, und zwar unter konventionellen Bedingungen zur Erzeugung
eines mit Zink überzogenen Stahlblech-Materials mit 305 g/m2 ueberzügen.
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Das mit Zink überzogene Stahlblechmaterial wurde in dieser Weise als
Proben verwendet.
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Die Proben wurden schnell auf die in Tabelle 3 angegebenen Temperaturen
erhitzt, und zwar mit Erwärmungsgeschwindigkeiten angegeben in der gleichen Tabelle
und unter Verwendung eines Hochfrequenzinduktionsheizgerätes (mit einer Frequenz
von 10 kHz), und sodann wurde gestattet, daß die Abkühlung mit den angegebenen Abkühlgeschwindigkeiten
auf Umgebungstemperatur erfolgt.
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Nach einer Konditlonierwalzung von ungefähr 1,0 % wurden die Proben
auf unterschiedliche Eigenschaften getestet. Die Behandlungsbedingungen und Ergebnisse
sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Tabelle 3 zeigt ferner diejenigen Ergebnisse, die man dann erhält,
wenn man eine weitere identische Probe einer konventionellen Niedertemperatur-Ka
stenanlassung aussetzt.
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Tabelle 3 zeigt ferner, daß die Versuchsläufe 1, 2 und 3, die gemäß
der Erfindung erfolgten, eine Gesamtverarbeitungszeit von 60 s bzw. weniger als
71 s bzw.weniger als 81 s erforderlich machten und Ergebnisse erzielten, die mit
denjenigen gemäß Versuchslauf 8 vergleichbar sind, oder diesen sogar überlegen sind,
wobei es sich bei Versuchs lauf 8 um ein konventionelles Verfahren handelt, welches
eine Gesamtverarbeitungszeit von mehr als 21 h benötigt.
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Tabelle 3
| Versuchs- Überalterungsbedingungen mechanische Eisenge- Bemerkungen |
| lauf Nr. Eigenschaften halt in |
| Legie- |
| Erwärm.- Temp. Verweil- Abkühl- YP TS El rumgslage |
| geschw. zeit geschw. (kg/mm²) (kg/mm²) (%) (µ) |
| 1 70°C/s 300°C 0 s 5°C/s 22,0 32,8 43,1 0,5 erfindungsgem. |
| 2 80°C/s 350°C 0 5°C/s 20,1 31,6 44,5 0,7 erfindungsgem. |
| 3 95°C/s 400°C 0 5°C/s 20,0 31,5 44,8 0,76 erfindungsgem. |
| 4 15°C/s 300°C 0 5°C/s 25,5 36,0 39,2 0,6 Erwärmungsge- |
| schwindigk. |
| ist zu niedrig |
| 5 100°C/s 550°C 0 5°C/s 25,0 35,5 40,5 14,0 Temperatur ist |
| zu hoch |
| 6 65°C/s 200°C 0 5°C/s 26,0 36,5 39,0 0,51 Temperatur ist |
| zu niedrig |
| 7 90°C/s 400°C 0 50°C/s 28,1 38,0 38,0 0,76 Abkühlgeschw. |
| ist zu hoch |
| 8 50°C/s 280°C 16 h abge- 21,0 32,0 44,4 0,51 Niedertempe- |
| kühlt ratur-Kasten- |
| in Ofen anlassung |
Zusammenfassend sieht die Erfindung somit ein Verfahren zur Überalterung
von heißgetauchtem metallüberzogenem Metallmaterial vor, um dessen Formfähigkeit
zu verbessern, und wobei gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß das Material schnell
auf eine Temperatur von oberhalb 300 OC erhitzt wird, aber unterhalb eine Temperatur,
bei der der Überzug in unerwünschter Weise denaturiert würde, und zwar erfolgt diese
Erhitzung mit einer Geschwindigkeit von mindestens 500C/s, gefolgt von einer gesteuerten
langsamen Abkühlung mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von nicht mehr als 200C/s.
Die gesamte Verarbeitungszeit kann beim erfindungsgemäßen Verfahren bei kontinuierlicher
Durchführung nur 1 oder 2 min benötigen.