DE69012073T2

DE69012073T2 - Hochfestes kaltgewalztes Stahlblech, entweder feuerverzinkt oder nicht, mit verbesserten Streckbördeleigenschaften und Herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE69012073T2
Application number: DE69012073T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hashimoto; Fusao Togashi; Akio C O Techn Research Tosaka
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: EP0432498A3; US5074926A; DE69012073D1; EP0432498A2; EP0432498B1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein kaltgewalztes Stahlblech und ein feuerverzinktes Stahlblech einer Zugfestigkeit (im folgenden als "ZF" abgekürzt) von mehr als 40 kgf/mm² und verbesserter Bildsamkeit, insbesondere Streckbördeleigenschaft, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Beschreibung des Standes der Technik

Es besteht, beispielsweise in der Automobilindustrie, zur Erhöhung der Sicherheit und zur Gewichtsverminderung im Hinblick auf eine Kraftstoffeinsparung ein zunehmender Bedarf nach eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden kaltgewalzten Stahlblechen einer ZF von mehr als 40 kgf/mm² sowie zur Verbesserung der Rostbeständigkeitseigenschaften nach feuerverzinkten Stahlblechen unter Verwendung eines eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden kaltgewalzten Stahlblechs. Weiterhin besteht ein Bedarf nach Baumaterialien geringerer Dicke zur Kostenverminderung. Auch auf diesem Gebiet sucht man in hohem Maße nach eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden kaltgewalzten Stahlblechen.
Auf diesen Anwendungsgebieten braucht man eine hohe Zugfestigkeit aufweisende Stahlbleche akzeptabler Bearbeitbarkeit, z.B. Preßbarkeit.
Um diesen Anforderungen zu genügen, wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung eines einen hohen Mn-Si-Anteil aufweisenden Stahls als Werkstoff vorgeschlagen (vgl. japanische Patentveröffentlichung Nr. 57-63 634 und Nr. 56-13 437). Bei diesem Verfahren erreicht man jedoch eine erhöhte Zugfestigkeit hauptsächlich durch Lösungshärten. Folglich muß eine große Menge Si, das einer Festigkeitserhöhung dient, zulegiert werden. Dadurch entstehen Probleme hinsichtlich der Oberflächeneigenschaften und der Wirksamkeit einer Phosphatierung und des Feuerverzinkens.
Aus der US-A-3 721 587 sind ein einen niedrigen Mangan-Silicium-Anteil aufweisender halbberuhigter Stahl und ein Al-behandelter Si-halbberuhigter Stahl, dessen chemische Zusammensetzung in den erfindungsgemäßen Bereich fällt (vgl. Spalte 12, Tabelle 1), bekannt. Auch aus der GB-A-1 221 374 (vgl. Seite 3, Prüfling F) ist ein Stahl einer chemischen Zusammensetzung, die sich mit der erfindungsgemäß benutzten (chemischen Zusammensetzung) überlappt, bekannt. Beide Veröffentlichungen schweigen sich jedoch über spezifische Kristallisationsstrukturen und Korngrößen, die den Stählen spezielle Eigenschaften verleihen, aus.
Als Verfahren, das - anders als die geschilderten Verfahren - nicht auf der Legierungszusammensetzung beruht, ist ein Verfahren unter Ausnutzung einer Glüherholungsstruktur bekannt geworden (vgl. japanische Patentveröffentlichung Nr. 60-33 318). Nachteilig an diesem Verfahren sind schwankende Eigenschaften, eine niedrige Bildsamkeit und eine große planare Anisotropie. Obwohl die Kosten niedrig sind, ist das Verfahren nicht wirksam genug, um eine Massenproduktion zu gestatten.
Weiterhin ist aus der US-A-4 067 754 ein Verfahren zur Herstellung von niobhaltigen Stahlblechen bekannt. Die Bleche werden durch Warmwalzen, Kaltwalzen und Glühen hergestellt. Unter den in dieser US-Patentschrift beschriebenen speziellen Bedingungen hergestellte Stahlbleche zeigen jedoch eine im wesentlichen nichtrekristallisierte Mikrostruktur und zeigen folglich auch nicht die Eigenschaften der durch die vorliegende Erfindung beschriebenen Stahlbleche.
Als Verfahren, das - anders als die geschilderten Verfahren - nicht auf der Legierungszusammensetzung beruht, ist ein Verfahren unter Ausnutzung einer Glüherholungstruktur bekannt geworden (vgl. japanische Patentveröffentlichung Nr. 60-33 318). Nachteilig an diesem Verfahren sind schwankende Eigenschaften, eine niedrige Bildsamkeit und eine große planare Anisotropie. Obwohl die Kosten niedrig sind, ist das Verfahren nicht wirksam genug, um eine Massenproduktion zu gestatten.
Diese Erfindung betrifft ein eine hohe Zugfestigkeit aufweisendes kaltgewalztes Stahlblech sowie ein eine hohe Zugfestigkeit aufweisendes, feuerverzinktes Stahlblech, die eine ZF von mehr als 40 kgf/mm² aufweisen und nicht mit den Schwierigkeiten des Standes der Technik behaftet sind. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden kaltgewalzten Stahlblechs und eines eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden feuerverzinkten Stahlblechs, die beide den genannten Bedingungen genügen und sich durch eine ausgezeichnete Streckbördeleigenschaft auszeichnen. Erfindungsgemäß sollten ferner Verfahren zur Herstellung derselben geschaffen werden.
Die vorliegende Erfindung
(1) vermeidet die Notwendigkeit eines Zulegierens von Si, das die Oberflächeneigenschaften und die Wirksamkeit des Feuerverzinkens beeinträchtigt, und liefert ein niedrig-legiertes System;
(2) verbessert die Bildsamkeit, insbesondere Streckbördeleigenschaft;
(3) führt zu stabilen Eigenschaften mit geringerer planarer Anisotropie und
(4) erfordert keine Beschränkungen bezüglich besonders drastischer Betriebsbedingungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Lösung der geschilderten Probleme haben die Erfinder umfassende Untersuchungen an Stählen verschiedener Komponentensysteme und verschiedener Herstellungsbedingungen durchgeführt. Sie haben ihre Aufmerksamkeit auf die Eigenschaften und Strukturen konzentriert. Hierbei haben sie gefunden, daß man eine besonders hervorragende Streckbördeleigenschaft erreichen kann, wenn man den Prozentanteil der zweiten Phase, beispielsweise Austenit, reduziert, um eine rekristallisierte Ferritstruktur gleichmäßig feiner Körnung auszubilden, und daß sich eine solche erwünschte Struktur hauptsächlich durch Optimieren der Kombination der Stahlzusammensetzung, der Kaltwalzbedingungen und der Glühbedingungen erreichen läßt.
Diese Erfindung basiert auf den genannten Erkenntnissen.
Gegenstand dieser Erfindung ist ein eine hohe Zugfestigkeit aufweisendes kaltgewalztes Stahlblech verbesserter Streckbördeleigenschaft, welches 0,03 bis 0,15 Gew.-% C, 0,05 Gew.-% oder weniger Si, 0,5 bis 1,2 Gew.-% Mn, 0,005 bis 0,045 Gew.-% Nb und 0,10 Gew.-% oder weniger Al sowie zum Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält und eine gleichmäßige und feine rekristallisierte Ferritstruktur eines mittleren Korndurchmessers von 20 um oder weniger und eine Flächenfraktion von 95% oder mehr aufweist.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden kaltgewalzten Stahlblechs verbesserter Streckbördeleigenschaft in folgenden Stufen geschaffen: Herstellen eines Stahlwerkstoffs mit 0,03 bis 0,15 Gew.-% C, 0,05 Gew.-% oder weniger Si, 0,5 bis 1,2 Gew.-% Mn, 0,005 bis 0,045 Gew.-% Nb und 0,10 Gew.-% oder weniger Al sowie zum Rest Eisen und beiläufigen Verunreinigungen; Warmwalzen des Werkstoffs; Durchführen eines Kaltwalzvorgangs mit einer Dickereduktionsrate von mehr als 50% und Durchführen eines Glühvorgangs, bei welchem der Werkstoff mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 5ºC/s oder mehr erwärmt und 20 bis 60 s in einer kontinuierlichen Glühstrecke bei einer Temperatur im Bereich von 720 bis 780ºC gehalten wird, und abschließendes Kühlen des Werkstoffs.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein eine hohe Zugfestigkeit aufweisendes, feuerverzinktes Stahlblech verbesserter Streckbördeleigenschaft, welches 0,03 bis 0,15 Gew.-% C, 0,05 Gew.-% oder weniger Si, 0,5 bis 1,2 Gew.-% Mn, 0,005 bis 0,045 Gew.-% Nb und 0,10 Gew.-% oder weniger Al sowie zum Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält, wobei das Stahlblech eine gleichmäßige und feine rekristallisierte Ferritstruktur eines mittleren Korndurchmessers von 20 um oder weniger und eine Flächenfraktion von 95% oder mehr aufweist.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden, feuerverzinkten Stahlblechs verbesserter Streckbördeleigenschaft in folgenden Stufen geschaffen: Herstellen eines Stahlwerkstoffs mit 0,03 bis 0,15 Gew.-% C, 0,05 Gew.-% oder weniger Si, 0,5 bis 1,2 Gew.-% Mn, 0,005 bis 0,045 Gew.-% Nb und 0,10 Gew.-% oder weniger Al sowie zum Rest Eisen und beiläufigen Verunreinigungen; Warmwalzen des Werkstoffs; Durchführen eines Kaltwalzvorgangs mit einer Dickereduktionsrate von mehr als 50% und Durchführen eines Glühvorgangs, bei welchem der Werkstoff mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 5ºC/s oder mehr erwärmt und 20 bis 60 s in einer kontinuierlichen Feuerverzinkungsstrecke vom Reihenglühtyp auf einer Temperatur im Bereich von 720 bis 780ºC gehalten wird, und abschließendes Kühlen und Feuerverzinken des Werkstoffs.
Darüber hinaus wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden, feuerverzinkten Stahlblechs verbesserter Streckbördeleigenschaft in folgenden Stufen geschaffen: Herstellen eines Stahlwerkstoffs mit 0,03 bis 0,15 Gew.-% C, 0,05 Gew.-% oder weniger Si, 0,5 bis 1,2 Gew.-% Mn, 0,005 bis 0,045 Gew.-% Nb und 0,10 Gew.-% oder weniger Al sowie zum Rest Eisen und beiläufigen Verunreinigungen; Warmwalzen des Werkstoffs; Durchführen eines Kaltwalzvorgangs mit einer Dickereduktionsrate von mehr als 50% und Durchführen eines Glühvorgangs, bei dem der Werkstoff mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 5ºC/s oder mehr erwärmt und 20 bis 60 s in einer kontinuierlichen Feuerverzinkungsstrecke vom Reihenglühtyp auf einer Temperatur im Bereich von 720 bis 780ºC gehalten wird, und abschliessendes Kühlen, Galvanisieren und Galvanoglühen des Werkstoffs.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Zunächst werden die Gründe für die erfindungsgemäße Festlegung der genannten Bereiche für die Stahlkomponenten beschrieben.

C: 0,03% bis 0,15%:

C stellt eine hochwirksame Komponente zur Erhöhung der Festigkeit dar und ist wegen seiner Preisgünstigkeit auch eine erwünschte Komponente. Wenn jedoch C in einer 0,15% übersteigenden Menge zulegiert wird, steigt der Prozentanteil der zweiten Phase, beispielsweise Austenit, signifikant an, wodurch die Bildsamkeit, insbesondere die Streckbördeleigenschaft, extrem gesenkt wird. Darüber hinaus sinkt auch die Schweißbarkeit deutlich. Andererseits läßt sich selbst beim Zulegieren anderer Elemente bei einem C-Gehalt von unter 0,03% keine ausreichend hohe ZF erreichen. Aus diesem Grunde wird C im Bereich von 0,03% bis 0,15% zulegiert.

Si: 0,05% oder weniger:

Si dient einer Erhöhung der Festigkeit des Stahls und beeinflußt in geringem Maße eine Verschlechterung der Bildsamkeit. Es ist somit ein Element, das im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaft zweckmäßigerweise in großer Menge vorhanden sein sollte. Gleichzeitig ist jedoch Si ein Element, das in extremem Maß die Oberflächeneigenschaften infolge Zunderbildung und die Wirksamkeit des Feuerverzinkens beeinträchtigt. Um nun ein schönes Oberflächenaussehen zu erreichen, muß der Si-Gehalt 0,05% oder weniger betragen.

Mn: 0,5% bis 1,2%:

Mn ist hinsichtlich einer Lösungshärtung weniger wirksam als C, Si und dgl. und dient gleichwohl einer Erhöhung der Festigkeit. Darüber hinaus kommt Mn die Eigenschaft zu, eine übermäßige Ausstenitbildung und Vergröberung (Kornvergrößerung) zu unterdrücken und somit für ein feines Korn zu sorgen. Um diese Wirkungen zu erreichen, muß mehr als 0,5% Mn zulegiert werden. Wenn jedoch Mn in einer Menge von über 1,2% zulegiert wird, erreicht seine Eigenschaft einer Festigkeitserhöhung einen Sättigungswert. Ferner verschlechtert sich die Streckbördeleigenschaft, da sich die zweite Phase anscheinend schichtförmig verteilt. Hierdurch wird die Wirksamkeit des Feuerverzinkens beeinträchtigt. Folglich sollte der Bereich für den Mn-Gehalt auf 0,5 bis 1,2% gehalten werden.

Nb: 0,005% bis 0,045%:

Das Zulegieren von Nb und die Steuerung des Nb-Gehalts bilden wichtige Faktoren dieser Erfindung. Erfindungsgemäß werden die Festigkeit und die Bildsamkeit, insbesondere die Streckbördeleigenschaft, verbessert, indem man letzlich infolge des Einflusses von Nb eine sehr feine und gleichförmige rekristallisierte Ferritstruktur erreicht. Diese vorteilhaften Wirkungen beruhen vermutlich darauf, daß Nb als Carbonitrid gefällt wird. Die Ursache hierfür ist im einzelnen noch nicht bekannt. Die Vorteile erreicht man lediglich dann, wenn man mehr als 0,005 Gew.-% Nb zulegiert. Die Wirkung erreicht einen Sättigungswert, wenn Nb über 0,045% zulegiert wird. Somit ist ein übermäßiger Zusatz unwirtschaftlich. Darüber hinaus erschwert ein übermäßiges Zulegieren von Nb eine stabile Herstellung des Stahls. Folglich muß Nb im Bereich von 0,005% bis 0,045% zulegiert werden.

Al: 0,10% oder weniger:

Auf das Zulegieren von Al kann nicht verzichtet werden, da Al als Desoxidationsmittel wirkt und einer Reinigung des Stahls dient. Zu diesem Zweck wird Al vorzugsweise in einer Menge von mindestens 0,005% zulegiert. Wenn jedoch Al in einer Menge von über 0,10% zulegiert wird, erhöht sich die Möglichkeit eines Oberflächenfehlers infolge Aluminiumoxidtrauben und dgl.. Folglich sollte Al in einer Menge von 0,10% oder weniger zulegiert werden.
Neben den genannten Elementen dürfen erfindungsgemäß beiläufige Verunreinigungen von N, O und S in Mengen von 0,0050%, 0,0070% bzw. 0,010% vorhanden sein. Durch Verminderung des S-Anteils läßt sich insbesondere die Streckbördeleigenschaft deutlich erhöhen. Diese Wirkung ist in einem ZF-Bereich von 45 kgf/mm² (besonders) ausgeprägt. Folglich lassen sich durch Verminderung von S die mechanischen Eigenschaften bei einer Zunahme der Zugfestigkeit stärker verbessern.
Im folgenden werden die Gründe für die Festlegung der Kristallstruktur beschrieben.
Wie bereits ausgeführt, besteht die Aufgabe dieser Erfindung in einer Verbesserung der Bildsamkeit, insbesondere der Streckbördeleigenschaft.
Eine besonders hervorragende Streckbördeleigenschaft erreicht man durch Vermindern des Prozentanteils der zweiten Phase, beispielsweise von Austenit, unter gleichzeitiger Erhöhung des Prozentanteils an rekristallisiertem Ferrit auf 95% oder mehr, und durch Ausbilden einer gleichmäßig feinen Struktur mit einem mittleren Korndurchmesser von 20 um oder weniger.
In diesem Falle hat sich ein erhöhter Prozentanteil an dem Austenit (insbesondere an grobem Austenit), bei dem Bördelrisse auftreten können, als ungünstig erwiesen. In gleicher Weise sind eine Ungleichmäßigkeit und eine Vergröberung der rekristallisierten Ferritstruktur von Nachteil. Folglich sollten der Prozentanteil an dem rekristallisierten Ferrit 95% oder mehr und der mittlere Korndurchmesser des rekristallisierten Ferrits 20 um oder weniger betragen.
Im folgenden werden die Herstellungsbedingungen beschrieben.
Man kann sich - ohne Beschränkungen - eines üblichen Verfahrens für die Herstellungsstufen von der Stahlherstellung bis zum Warmwalzen bedienen. Typische Warmwalzbedingungen sind eine Erwärmungstemperatur von 1280 bis 1180ºC, eine Fertigwarmwalztemperatur von 900 bis 800ºC und eine Wickeltemperatur von 650 bis 500ºC.
Beim Kaltwalzen sollte die Dickereduktionsrate zweckmäßigerweise hoch sein, um nach dem Glühen eine feine rekristallisierte Struktur zu erhalten. Im Hinblick darauf wird die Untergrenze für die Dickereduktionsrate mit 50% festgelegt. Wenn jedoch die Dickereduktionsrate höher als erforderlich ist, kommt es - auch wenn für die Eigenschaften unproblematisch - zu einer Dickezunahme eines warmgewalzten Mutterblechs.
In bezug auf eine kontinuierliche Glühstrecke für kaltgewalzte Stahlbleche und eine kontinuierliche Feuerverzinkungsstrecke vom Reihenglühtyp sollte die Erwärmungsgeschwindigkeit für das Glühen zweckmäßigerweise hoch sein, um feine rekristallisierte Körner zu erhalten. Zur Ausbildung gleichförmiger und feiner rekristallisierter Körner sollte die Geschwindigkeit höher als 5ºC/s, vorzugsweise 10ºC/s oder darüber sein. Aus technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten bezüglich der Installation einer Erwärmungsanlage sollte die Obergrenze für die Erwärmungsgeschwindigkeit etwa 100ºC/s betragen.
Die Glühtemperatur liegt im Bereich von 720 bis 780ºC. Wenn die Temperatur unter 720ºC liegt, schreitet die Rekristallisation nicht in akzeptabler Weise voran. Gleichzeitig verschlechtern sich die Dehnung und die Streckbördeleigenschaft, so daß man keine akzeptablen Eigenschaften erreichen kann. Wenn andererseits die Glühtemperatur über 780ºC liegt, kommt es in höchst nachteiliger Weise infolge Kornwachstums zu einer Erweichung. Da erfindungsgemäß Nb zulegiert wird, wird ein anormales Wachstum der rekristallisierten Körner durch das Carbonitrid von Nb unterdrückt. Somit läßt sich über einen relativ breiten Temperaturbereich eine gleichförmige und feine rekristallisierte Ferritstruktur erreichen.
Die Retentionszeit für das Glühen kann praktisch 0 sein, zweckmäßigerweise beträgt sie jedoch im Hinblick auf die Stabilität der Eigenschaften 20 s oder mehr. Wenn die Retentionszeit mehr als 60 s beträgt, können jedoch die Eigenschaften infolge anormalen Kornwachstums beeinträchtigt werden. Folglich sollte die Retentionsdauer 20 bis 60 s betragen.
Soweit es den Einsatz der erfindungsgemäßen Stahlbleche betrifft, ist oftmals - da die Streckspannung der ursprünglichen Bleche der wichtigste Faktor für die Festigkeit der Gegenstände nach dem Verformen darstellt ein Streckverhältnis (SV = SF/ZF) von 70% oder mehr auf Kosten der Formbarkeit erforderlich. Um nun eine derart hohe Festigkeit und ein geeignetes Streckverhältnis zu erreichen, erfolgt in der Kühlstufe nach dem Glühen in einem Temperaturbereich von 700 bis 500ºC vorzugsweise ein rasches Abkühlen mit einer Geschwindigkeit von 20ºC/s oder mehr.
Zur Herstellung feuerverzinkter Stahlbleche gibt es für die dem Glühen nachgeschaltete Feuerverzinkungsstufe keine besonderen Beschränkungen. Man kann sich vielmehr eines üblichen Feuerverzinkungsverfahrens bedienen. Erfindungsgemäß spielt es keine Rolle, ob ein Galvanoglühverfahren durchgeführt wird oder nicht. Das Galvanoglühverfahren führt kaum zu Eigenschaftsänderungen. Ungeachtet der Durchführung oder Nicht-Durchführung des Galvanoglühverfahrens erreicht man praktisch identische Eigenschaften.

Beispiel 1:

Nach einem üblichen Verfahren wurden Stahlbrammen verschiedener aus Tabelle 1 ersichtlicher Zusammensetzung hergestellt. Tabelle 1 Chemische Zusammensetzung (%) Stahltyp Bemerkungen erfindungsgemäß Vergleichsbeispiel
Diese Stahlbrammen wurden unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen warm- und kaltgewalzt und danach in einer kontinuierlichen Glühstrecke geglüht.
Die hierbei erhaltenen Stahlbleche wurden auf ihre Zugeigenschaften und ihre seitlichen Biegedehnungseigenschaften entsprechend den Streckbördeleigenschaften untersucht. Die Untersuchungsergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Der Zugfestigkeitstest wurde an Prüflingen entsprechend der japanischen Industriestandardvorschrift JIS 5 durchgeführt. Die seitlichen Biegedehnungseigenschaften wurden entsprechend dem in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 50-35 438 beschriebenen Verfahren ermittelt. Dabei wurden durch einen Schervorgang rechteckige Prüflinge einer Breite von 40 mm und einer Länge von 170 mm mit geeigneter lichter Weite hergestellt. Die Scherflächen wurden vor dem Test schwach mit Sandpapier bearbeitet. Die Prüflinge wurden in der Ebene deformiert. Die Dehnung an der Bördelung wurde unmittelbar nach dem Auftreten eines Risses bestimmt. Tabelle 2 Brammenerwärmungstemperatur (ºC) Fertigwalztemperatur (ºC) Wickeltemperatur (ºC) Reduktionsrate (%) Erwärmungsgeschwindigkeit (ºC/s) Glühtemperatur ºC Glühdauer s Abkühlgeschwindigkeit ºC/s Tabelle 3 Stahltyp Dehnung % Seitliche Biegedehung % Prozentanteil der zweiten Phase % Mittlerer Durchmesser der Ferritkörner um Bemerkungen erfindungsgemäß Vergleichsbeispiel
Aus Tabelle 3 geht hervor, daß dann, wenn die Gehalte an den Elementen innerhalb der erfindungsgemäß festgelegten Bereiche liegen, die Stahlbleche eine hohe Festigkeit (ZF ≥ 40 kgf/mm²) und gleichwohl eine hervorragende Dehnung bzw. Längsstreckung (Dehnung) und seitliche Biegedehnung (d.h. Streckbördeleigenschaft) aufweisen. Darüber hinaus wird auch ein geeignetes Streckverhältnis erreicht.

Beispiel 2:

Unter Verwendung des Stahls A der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wurden unter verschiedenen in Tabelle 4 angegebenen Bedingungen kaltgewalzte Stahlbleche hergestellt. Die erhaltenen Bleche wurden entsprechend Beispiel 1 hinsichtlich ihrer Zugeigenschaft und seitlichen Biegedehneigenschaft untersucht. Tabelle 4 Reduktionsrate (%) Erwärmungsgeschwindigkeit (ºC/s) Glühtemperatur (ºC) Glühdauer (s) Abkühlgeschwindigkeit (ºC/s) Bemerkungen erfindungsgemäß Vergleichsbeispiel Tabelle 5 Dehnung % Seitliche Biegedehnung % Prozentanteil der zweiten Phase % Mittlerer Durchmesser der Ferritkörner um teilweise nicht-rekristallisiert
Aus Tabelle 5 geht hervor, daß man bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Herstellungsbedingungen ein akzeptables Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Dehnung sowie eine akzeptable Streckbördeleigenschaft erreichen kann.

Beispiel 3:

Zur Überprüfung des Einflusses der Struktur auf die Bildsamkeit und die Streckbördeleigenschaft wurden unter den in Tabelle 6 angegebenen Bedingungen Prüflinge der ebenfalls in Tabelle 6 angegebenen Zusammensetzung hergestellt. Daraufhin wurde die Beziehung zwischen den genannten Eigenschaften ermittelt. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 7.
Aus Tabelle 7 geht hervor, daß man durch geeignete Steuerung des Prozentanteils der zweiten Phase, des mittleren Durchmessers der rekristallisierten Ferritkörnchen und der Flächenfraktion des rekristallisierten Ferrits akzeptable Eigenschaften erreichen kann. Bei den Vergleichsbeispielen besaß der Vergleichsprüfling E' eine ZF unter 40 kgf/mm² sowie eine hervorragende Dehnung und seitliche Biegedehnungseigenschaft. Da jedoch der mittlere Korndurchmesser des Ferrits über 20 um liegt, sind folglich seine Eigenschaften nicht ausreichend akzeptabel. Tabelle 6 (1) Chemische Zusammensetzung (%) Stahltyp Reduktionsrate (%) Tabelle 6 (2) Stahltyp Erwärmungsgeschwindigkeit (ºC/s) Glühtemperatur (ºC) Glühdauer (s) Abkühlgeschwindigkeit (ºC/s) Bemerkungen erfindungsgemäß Vergleichsbeispiel Tabelle 7 Stahltyp Prozentanteil der zweiten Phase % Mittlerer Durchmesser der Ferritkörner (um) Flächengehalt am rekristallisierten Ferrit (%) Dehnung % Seitliche Dehnung (%) Austenit dito

Beispiel 4:

Nach einem üblichen Verfahren wurden Stahlbrammen der aus Tabelle 1 ersichtlichen Zusammensetzung hergestellt. Diese Stahlbrammen wurden unter den in Tabelle 8 aufgeführten Bedingungen warm- und kaltgewalzt und dann in einer kontinuierlichen Feuerverzinkungsstrecke vom Reihenglühtyp geglüht. Danach wurden zur Herstellung feuerverzinkter galvanogeglühter Stahlbleche eine Feuerverzinkung und eine Galvanoglühung durchgeführt.
Die erhaltenen Stahlbleche wurden auf ihre Zugfestigkeit und die seitliche Biegedehnungseigenschaft entsprechend der Streckbördeleigenschaft hin untersucht. Die Ergebnisse sind Tabelle 9 zusammengestellt. Der Zugtest wurde mit Prüflingen entsprechend der japanischen Industriestandardvorschrift JIS 5 durchgeführt. Die seitliche Biegedehnungseigenschaft wurde entsprechend Beispiel 1 getestet. Tabelle 8 Brammenerwärmungstemperatur (ºC) Fertigwalztemperatur (ºC) Wickeltemperatur (ºC) Reduktionsrate (%) Erwärmungsgeschwindigkeit (ºC/s) Glühtemperatur ºC Glühdauer s Abkühlgeschwindigkeit ºC/s Sonstiges Galvanoglühen Tabelle 9 Stahltyp Dehnung % Seitliche Biegedehnung (%) Sonstiges Prozentanteil der zweiten Phase (%) Mittlerer Durchmesser der Ferritkörner (um) Bemerkungen erfindungsgemäß Vergleichsbeispiel * Es kam häufig zu einer unvollständigen Feuerverzinkung.
Aus Tabelle 9 geht hervor, daß dann, wenn die Gehalte an den Elementen innerhalb der erfindungsgemäß festgelegten Bereiche lagen, eine hohe Festigkeit (ZF ≥ 40 kgf/mm²) bei gleichzeitig akzeptabler Dehnung (Dehnung) und akzeptabler seitlicher Biegedehnung, d.h. Streckbördeleigenschaft, erhalten wird.

Beispiel 5:

Unter Verwendung des Stahls A der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wurden unter den in Tabelle 10 angegebenen Bedingungen feuerverzinkte Stahlbleche und galvanogeglühte Stahlbleche hergestellt. Diese Bleche wurden entsprechend Beispiel 1 auf ihre Zugfestigkeit und die seitliche Biegedehnungseigenschaft hin untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 zusammengestellt. Tabelle 10 Reduktionsrate (%) Erwärmungsgeschwindigkeit (ºC/s) Glühtemperatur (ºC) Glühdauer (s) Abkühlgeschwindigkeit (ºC/s) Galvanoglühen (Ja, Nein) Bemerkungen erfindungsgemäß Vergleichsbeispiel Tabelle 11 Dehnung % Seitliche Biegedehnung % Prozentanteil der zweiten Phase (%) Mittlerer Durchmesser der Ferritkörner (um) teilweise nicht-rekristallisiert
Aus Tabelle 11 geht hervor, daß bei Einhaltung erfindungsgemäß definierter Herstellungsbedingungen ein akzeptables Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Dehnung und eine akzeptable Streckbördeleigenschaft erreicht werden. Ob die Galvanoglühstufe durchgeführt wird oder nicht, beeinflußt die Eigenschaften kaum. Es werden nahezu identische Eigenschaften erhalten.

Beispiel 6:

Zur Untersuchung des Einflusses der Struktur auf die Bildsamkeit und die Streckbördeleigenschaft wurden unter den in Tabelle 12 angegebenen Bedingungen Prüflinge der ebenfalls in Tabelle 12 angegebenen Zusammensetzung hergestellt. Danach wurde die Beziehung zwischen den genannten Eigenschaften ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 zusammengestellt.
Aus Tabelle 13 geht hervor, daß man akzeptable Eigenschaften durch geeignete Steuerung des Prozentanteils der zweiten Phase, des mittleren Durchmessers der rekristallisierten Ferritkörnchen und der Flächenfraktion des rekristallisierten Ferrits erreichen kann. Unter den Vergleichsbeispielen besaß der Vergleichsprüfling E' eine ZF unter 40 kgf/mm² und eine hervorragende Dehnung und seitliche Biegedehnungseigenschaft. Da jedoch der mittlere Korndurchmesser des Ferrits über 20 um liegt, sind seine Eigenschaften nicht in ausreichendem Maße akzeptabel. Tabelle 12 (1) Chemische Zusammensetzung (%) Stahltyp Erwärmungsgeschwindigkeit (ºC/s) Reduktionsrate (%) Tabelle 12 (2) Stahltyp Glühtemperatur (ºC) Glühdauer (s) Abkühlgeschwindigkeit (ºC/s) Galvanoglühen (Ja, Nein) Bemerkungen erfindungsgemäß Vergleichsbeispiel Tabelle 13 Stahltyp Prozentanteil der zweiten Phase (%) Mittlerer Durchmesser der Ferritkörner (um) Flächengehalt am rekristallisierten Ferrit (%) Dehnung % Seitliche Dehnung (%) Austenit dito

Beispiel 7:

Unter Verwendung von Stählen der in Tabelle 14 angegebenen Zusammensetzung wurde bei einer Fertigwarmwalztemperatur von 800 bis 850ºC warmgewalzt. Das Kaltwalzen erfolgte mit einer Dickereduktionsrate von 65%. Danach wurden die Bleche mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10ºC/s geglüht und 30 s gleichmäßig auf 740ºC erwärmt. Nach dem Feuerverzinken und einer Galvanoglühung wurde die Streckbördeleigenschaft entsprechend Beispiel 1 bestimmt. Tabelle 14 Chemische Zusammensetzung (%) Stahltyp
Bei Durchführung des Tests erfolgte der Schervorgang derart, daß die lichte Weite größer als üblich war. Die Endflächen wurden überhaupt nicht bearbeitet, um den Test unter drastischeren Bedingungen als in Beispiel 1 durchzuführen. Die Testergebnisse finden sich in Tabelle 15. Tabelle 15 Stahltyp Seitliche Biegedehnung (%)
Aus Tabelle 15 geht hervor, daß sich die im Vergleich zu einem üblichen Werkstoff akzeptable seitliche Biegedehnung des Stahls Q von 55% durch Vermindern des S- Anteils weiter verbessern läßt. In Tabelle 15 entspricht > 60% dem Zustand, in dem der Prüfling aus der Einspannvorrichtung entnommen wurde und kein Riß entstanden war. Er bedeutet somit eine extrem gute seitliche Biegedehnungseigenschaft (Streckbördeleigenschaft).
Diese Erfindung liefert ein eine hohe Zugfestigkeit aufweisendes kaltgewalztes Stahlblech und ein feuerverzinktes Blech, die anders als übliche Gegenstücke eine hohe Festigkeit und gleichwohl eine hervorragende Bildsamkeit und Streckbördeleigenschaft aufweisen. Nachteilig an üblichen, eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden Stahlblechen einer ZF von 40 kgf/mm² oder mehr ist, daß während der Preßbearbeitung hauptsächlich infolge mangelhafter Streckbördeleigenschaft Risse entstehen und daß sie kein ausreichend hohes Streckverhältnis aufweisen, um nach der Formgebung zur Herstellung von beispielsweise Automobilteilen eine ausreichend hohe Festigkeit zu behalten. Im Falle feuerverzinkter Stahlbleche kann die Oberflächenbehandlung oftmals eine Verbesserung der Festigkeit und der Feuerverzinkungseigenschaften verhindern. Diese Probleme lassen sich erfindungsgemäß durch Ausbildung einer feinen und gleichförmigen Ferritphase lösen. Die erfindungsgemäßen Stahlbleche lassen sich insbesondere für rostfeste Verstärkungsteile in Automobilen verwenden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden kaltgewalzten Stahlblechs verbesserter Streckbördeleigenschaft durch

Herstellen eines Stahlwerkstoffs mit 0,03 bis 0,15 Gew.-% C, 0,05 Gew.-% oder weniger Si, 0,5 bis 1,2 Gew.-% Mn, 0,005 bis 0,045 Gew.-% Nb und 0,10 Gew.-% oder weniger Al sowie zum Rest Eisen und beiläufigen Verunreinigungen;

Warmwalzen des Werkstoffs;

Durchführen eines Kaltwalzvorgangs bei einer Dickereduktionsrate von mehr als 50% und

Durchführen einer Glühbehandlung, bei der der Werkstoff mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 5ºC/s oder mehr erwärmt und in einer kontinuierlichen Glühstrecke 20 bis 60 s auf einer Temperatur im Bereich von 720 bis 780ºC gehalten wird, und anschließendes Abkühlen des Werkstoffs.

2. Eine hohe Zugfestigkeit aufweisendes kaltgewalztes Stahlblech verbesserter Streckbördeleigenschaften, das nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 erhältlich ist, 0,03 bis 0,15 Gew.-% C, 0,05 Gew.-% oder weniger Si, 0,5 bis 1,2 Gew.-% Mn, 0,005 bis 0,045 Gew.-% Nb und 0,10 Gew.-% oder weniger Al sowie zum Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält und eine gleichförmige und feine rekristallisierte Ferritstruktur eines mittleren Korndurchmessers von 20 um oder weniger und einer Flächenfraktion von 95% oder mehr aufweist.

3. Verfahren zur Herstellung eines eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden, feuerverzinkten Stahlblechs verbesserter Streckbördeleigenschaft durch

Warmwalzen des Werkstoffs;

Durchführen eines Kaltwalzvorgangs mit einer Dickereduktionsrate von mehr als 50% und

Durchführen eines Glühvorgangs, bei welchem der Werkstoff mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 5ºC/s oder mehr erwärmt und in einer kontinuierlichen Feuerverzinkungsstrecke vom Reihenglühtyp 20 bis 60 s auf einer Temperatur im Bereich von 720 bis 780ºC gehalten wird, und anschließend Kühlen und Feuerverzinken des Werkstoffs.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Material nach der Kühlstufe feuerverzinkt wird.

5. Eine hohe Zugfestigkeit aufweisendes, feuerverzinktes Stahlblech verbesserter Streckbördeleigenschaft, das nach dem Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4 erhältlich ist, 0,03 bis 0,15 Gew.-% C, 0,05 Gew.-% oder weniger Si, 0,5 bis 1,2 Gew.-% Mn, 0,005 bis 0,045 Gew.-% Nb und 0,10 Gew.-% oder weniger Al sowie zum Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält und eine gleichförmige und feine rekristallisierte Ferritstruktur eines mittleren Korndurchmessers von 20 um oder weniger und einer Flächenfraktion von 95% oder mehr aufweist.