DE69824131T2 - Ferritic chrome steel - Google Patents
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Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Die Erfindung betrifft einen ferritischen Chromstahl, der aus einer Schmelze gebildet wird, mit einer feinen gleichachsigen Kornstruktur im Gusszustand. Insbesondere betrifft die Erfindung einen ferritischen Chromstahl, der aus einer Schmelze gebildet wird, die ausreichend Titan und Stickstoff enthält, jedoch einen kontrollierten Anteil an Aluminium zur Ausbildung kleiner Titanoxideinschlüsse zur Bereitstellung der notwendigen Kristallkeime zur Ausbildung der gleichachsigen Körner im Zustand des Stahls nach dem Vergießen. Ein warmverarbeitetes Blech, aus dem Stahl mit dieser Struktur aus gleichachsigen Körnern im Gusszustand hergestellt ist, ist besonders zur Produktion eines kaltumgeformten, durch Rekristallisationsglühung behandelten Blechs mit exzellenten Eigenschaften mit geringem "ridging" und hervorragender Zugverformbarkeit geeignet, selbst ohne Warmbandglühung oder Zwischenglühung.The The invention relates to a ferritic chromium steel, which consists of a Melt is formed, with a fine equiaxed grain structure in the cast condition. In particular, the invention relates to a ferritic chromium steel, which is formed from a melt containing sufficient titanium and Contains nitrogen, However, a controlled amount of aluminum to form smaller titanium oxide to provide the necessary nuclei for training the equiaxed grains in the condition of steel after casting. A warm processed Sheet metal, made of steel with this structure of equiaxed grains in the Cast condition is specially made for the production of one cold-formed, treated by recrystallization annealing sheet with excellent properties with low ridging and excellent tensile properties suitable, even without hot strip annealing or intermediate annealing.
Es ist für gut formbare ferritische rostfreie Stähle wünschenswert – zusätzlich zu einem hohen plastischen Verformungsgrad – ein Phänomen zu vermeiden, das als "ridging" (Aufwölbung, Wulstbildung), "Rippenbildung" oder "Verrippung" bekannt ist. Im Gegensatz zu austenitischem rostfreien Stahl kann eine unsichtbares "ridging" auf den Oberflächen eines kaltumgeformten, zur Rekristallisation geglühten ferritischen rostfreien Stahlblechs nach der Kaltumformung zu einem Bauteil auftreten. Das "ridging" ist durch die Bildung von Wölbungen, Rillen oder Riffeln gekennzeichnet, die sich parallel zur Walzrichtung des Blechs erstrecken. Dieser Defekt ist nicht nur für das äußerliche Erscheinen des Blechs schädlich, sondern führt auch zu Minderwertigkeit und Walzverformbarkeit.It is for good moldable ferritic stainless steels desirable - in addition to a high degree of plastic deformation - a phenomenon known as "ridging", "ribbing" or "ribbing" is known. in the Unlike austenitic stainless steel can invisible "ridging" on the surfaces of a cold-formed, recrystallization annealed ferritic stainless steel sheet after cold forming to a component occur. The ridging is through education from vaults, Grooves or corrugations marked, which are parallel to the rolling direction of the sheet metal. This defect is not just for the external Appearance of the sheet harmful, but leads also to inferiority and Walzverformbarkeit.
Ferritischer Chromstahl, insbesondere ferritischer Chromstrahl im Untergleichgewicht, wie z. B. die Typen rostfreier Stahl 409 und 439, haben typischerweise – unabhängig davon, ob sie kontinuierlich in Blöcke mit einer Dicke von 50–200 mm gegossen wurden, oder in Streifen mit einer Dicke von 2–10 mm – eine ausgeprägte Säulenstruktur im Gusszustand. Diese Körner mit großen Säulen haben nahezu eine kristallographische Würfel-auf-Fläche-Textur, die zu unerwünschtem "ridging" bei dem fertigen kaltgewalzten geglühten Blechs führt, das bei verschiedenen Anwendungen zur Herstellung verwendet wird. Die oberflächliche Erscheinung, die aus diesem "ridging" resultiert, ist insbesondere bei ausgeformten Bauteilen, die nach außen zur Schau gestellt werden, wie z. B. Särge, Automobilverkleidungen, Auspufftöpfe, Ölfilter und dergleichen, äußerst störend. Das "ridging" verursacht, dass das Blech eine raue, ungleichmäßige Oberflächenerscheinung nach der Umformung aufweist und wird auf eine hohe ungleichförmige oder gebänderte Kornstruktur zurückgeführt, die nach Kaltumformung und Glühung vorhanden ist und aus dem anfänglichen Erscheinen der Kornsäulenstruktur des Stahls im Gusszustand resultiert.ferritic Chrome steel, in particular ferritic chromium beam in the lower balance, such as For example, the types 409 and 439 stainless steel typically have - regardless of whether they are continuously in blocks with a thickness of 50-200 mm or in strips with a thickness of 2-10 mm - a pronounced pillar structure in the cast condition. These grains with big columns have almost a crystallographic cube-on-surface texture that produces unwanted ridging in the cube cold-rolled annealed sheet leads, which is used in various applications for the production. The superficial Apparition that results from this "ridging" is especially with molded components that flaunt outwards be put, such. Coffins, Automobile fairings, mufflers, oil filters and the like, extremely disturbing. The "ridging" causes that the sheet a rough, uneven surface appearance after has the deformation and is at a high nonuniform or banded Grain structure attributed to after cold forming and annealing exists and from the initial one Appearance of the grain column structure of the steel in the cast condition results.
Zur Minimierung des Auftretens des "ridging"-Phänomens werden zusätzliche Aufwendungen durch Glühbehandlung eines warmgewalzten Blechs vor der Kaltumformung nötig. Dieser zusätzliche Glühbehandlungsschritt des warmumgeformten ferritischen rostfreien Stahls führt auch zu einer reduzierten Verformbarkeit, die durch den geringeren durchschnittlichen Dehnungsgrad, d. h. Rm, verursacht wird, was zu einer Verschlechterung der Tiefzieheigenschaften führt. Ein warmgewalztes Blech, das vor der Kaltumformung geglüht wird, muss von mindestens 70% umgeformt werden, um den Verlust an Rm auszugleichen, der durch die Warmbandglühung vor der abschließenden Glühung erzeugt wird.To minimize the occurrence of the ridging phenomenon, additional expense is required by annealing a hot rolled sheet prior to cold working. This additional annealing step of the hot-worked ferritic stainless steel also results in reduced ductility caused by the lower average strain rate, ie, R m , resulting in a deterioration of the thermoforming properties. A hot rolled sheet annealed before cold working must be reduced by at least 70% to compensate for the loss of R m produced by hot strip annealing prior to final annealing.
Über die Jahre sind verschiedene Versuche unternommen worden, den oben geschilderten Verfahrensanforderungen und Kosten zu begegnen, die darauf abzielten, das "ridging" durch Modifikation der Legierungszusammensetzung des ferritischen rostfreien Stahls zu eliminieren. Es ist bekannt, dass das "ridging" in einem ferritischen rostfreien Stahl primär während des Warmwalzens entsteht. Daher wurden verschiedene Versuche unternommen, das "ridging" durch Ausbildung einer feinen gleichachsigen Kornstruktur des gegossenen Blocks zu minimieren durch Kontrolle der Chemie der Schmelze, z. B. durch eine oder mehrere Verunreinigungen aus der Gruppe C, N, O, S und P und durch Verfeinerung der Kornstruktur durch Verwendung geringerer Warmwalztemperaturen von z. B. 950–1100°C. Die Kontrolle der Chemie während der Raffination hat eine gewisse Verbesserung der "ridging"-Eigenschaften des ferritischen rostfreien Stahls ergeben auf Grund der Bildung einer zweiten Phase, d. h. Austenit, bei hohen Temperaturen, der bei Raumtemperatur zu Martensit wird. Jedoch ist die Bildung dieser zweiten Phase auf Kosten der Zugdehnung erfolgt und auf Kosten der Schweißeigenschaften des fertigen Produkts. Die Temperatursteuerung während des Warmwalzens hat ebenso zu verschiedenen Betriebsschwierigkeiten geführt, da eine höhere Warmwalzleistung erforderlich ist. Dementsprechend muss die Dicke des warmgewalzten Blechs höher sein. Nach dem Warmwalzen muss dann Kaltwalzen in wenigstens zwei Stufen mit einem zweiten Zwischenglühen zwischen den beiden Kaltwalzbehandlungen erfolgen.About the Years have been made various attempts, the above Meet procedural requirements and costs aimed at the "ridging" by modification the alloy composition of ferritic stainless steel to eliminate. It is known that the "ridging" in a ferritic stainless steel primary while of hot rolling arises. Therefore, various attempts have been made the "ridging" through education a fine equiaxed grain structure of the cast block minimize by controlling the chemistry of the melt, e.g. B. by one or more impurities from the group C, N, O, S and P and by refinement of the grain structure by using lesser Hot rolling temperatures of z. B. 950-1100 ° C. The control of chemistry while refining has some improvement in the "ridging" properties of ferritic stainless steel result from the formation of a second phase, d. H. Austenite, at high temperatures, at room temperature becomes martensite. However, the formation of this second phase is up Cost of tensile elongation occurs and at the expense of the welding properties of the finished product. The temperature control during hot rolling has as well led to various operational difficulties, as a higher hot rolling capacity is required. Accordingly, the thickness of the hot-rolled Sheet higher be. After hot rolling must then cold rolling in at least two Stages with a second intermediate annealing between the two cold rolling treatments respectively.
Die US-A 5 769 152 erkennt, dass säulenförmige Körner in kontinuierlich vergossenem rostfreiem Stahl nicht wünschenswert sind. Das Patent schlägt vor, säulenförmige Körner zu verhindern und stattdessen gleichachsige Körner zu bilden durch das Vergießen des schmelzflüssigen Stahls unter Verwendung einer geringen Überhitzungstemperatur von 0–15°C oberhalb der Liquidustemperatur und magnetisches Rühren des geschmolzenen Stahls in einer Gussform.The US-A 5 769 152 recognizes that columnar grains in continuously cast stainless steel not desirable are. The patent beats before, columnar grains too prevent and instead form equiaxed grains by shedding the molten Steel using a low superheat temperature of 0-15 ° C above the liquidus temperature and magnetic stirring of the molten steel in a mold.
Andere Mitbewerber haben versucht, das "ridging" durch Modifizierung der Legierungszusammensetzung eines ferritischen rostfreien Stahls durch Zugabe von einem oder mehreren Stabilisierungselementen zu verhindern. Die US-A 4 465 525 beschreibt einen ferritischen rostfreien Stahl mit exzellenter Formbarkeit und verbesserter Oberflächenqualität. Dieses Patent offenbart, dass Bor mit einem Anteil von 2–30 ppm und mindestens 0,005% Aluminium die Dehnung und den Rm-Wert erhöhen können, ebenso wie eine Verringerung der "ridging"-Kennwerte. Die US-A 4 515 644 betrifft einen tiefgezogenen ferritischen rostfreien Stahl mit verbesserter "ridging"-Qualität. Dieses Patent offenbart, dass die Zugabe von Aluminium, Bor, Titan, Niob, Zirkon und Vanadium die Dehnung des ferritischen rostfreien Stahls verbessern können, den Rm-Wert erhöhen, und dadurch die Anti-"ridging"-Eigenschaften verbessern können. Genauer gesagt offenbart dieses Patent einen ferritischen rostfreien Stahl mit wenigstens 0,01% Al, der verbesserte Anti-"ridging"-Eigenschaften aufweist. Die US-A 5 662 864 betrifft die Herstellung eines ferritischen rostfreien Stahls mit guten "ridging"-Eigenschaften durch sorgfältige Steuerung von Ti, C + N und dem N/C-Verhältnis. Dieses Patent lehrt, dass das "ridging" durch die Hinzugabe von Titan in Reaktion auf den C + N-Gehalt in der Schmelze auf Grund der Bildung von Carbonitriden verbessert werden kann. Die Stahlschmelze enthält ≤ 0,01% C, ≤ 1,0% Mn, ≤ 1,0% Si, 9–50% Cr, ≤ 0,07% Al, 0,006 ≤ C + N ≤ 0,025%, N/C ≥ 2, (Ti – 2S – 30)/(C + N) ≤ 4 und TixN ≤ 30·10–4. Die US-A 5 505 797 betrifft die Herstellung eines ferritischen rostfreien Stahls mit reduzierter Zwischenflächenanisotropie und exzellenter Kornstruktur. Dieses Patent lehrt, dass gute "ridging"-Eigenschaften erhalten werden, wenn die Stahlschmelze vorzugsweise 0,0010–0,080% C, 0,10–1,50% Mn, 0,10–0,80% Si, 14–19% Cr und zwei oder mehr Elemente aus der Gruppe 0,010–0,20% Al, 0,050–0,30% Nb, 0,050–0,30% Ti und 0,050–0,30% Zr enthält. Dieser Stahl wird zu Flachgut (Walzplatten) gegossen und zu einem Blech mit einer Dicke von 4 mm warmgewalzt, als Warmstreifen geglüht, gebeizt, kaltgewalzt und abschließend geglüht. Die Walzplatte (Flachgut) wurde auf 1200°C erhitzt und bei einer Temperatur zwischen 970–1150°C mindestens einem Rohwarmwalzdurchlauf unterzogen. Die Reibung zwischen den Walzen des Warmwalzwerks und dem warmen gewalzten Stahl betrug 0,3 oder weniger, das Walzreduktionsverhältnis betrug zwischen 40 und 75% und die Warmwalzendtemperatur betrug 600–950°C. Der warmgewalzte Stahl wurde dann bei einer Temperatur von 850°C für 4 h geglüht, mit einem Wert von 82,5% kaltumgeformt und abschließend bei einer Temperatur von 860°C für 60 s geglüht.Other competitors have attempted to prevent ridging by modifying the alloy composition of a ferritic stainless steel by adding one or more stabilizing elements. US-A 4,465,525 describes a ferritic stainless steel having excellent formability and surface quality. This patent discloses that boron at a level of 2-30 ppm and at least 0.005% aluminum can increase elongation and R m , as well as a reduction in ridging characteristics. US-A-4 515 644 relates to a deep drawn ferritic stainless steel having improved ridging quality. This patent discloses that the addition of aluminum, boron, titanium, niobium, zirconium and vanadium can improve the elongation of the ferritic stainless steel, the R m value increase, and thereby the anti- "ridging" can improve properties. More specifically, this patent discloses a ferritic stainless steel having at least 0.01% Al which has improved anti-ridging properties. US-A-5 662 864 relates to the production of a ferritic stainless steel having good ridging properties by careful control of Ti, C + N and the N / C ratio. This patent teaches that "ridging" can be improved by the addition of titanium in response to the C + N content in the melt due to the formation of carbonitrides. The molten steel contains ≦ 0.01% C, ≦ 1.0% Mn, ≦ 1.0% Si, 9-50% Cr, ≦ 0.07% Al, 0.006 ≦ C + N ≦ 0.025%, N / C ≥ 2, (Ti - 2S - 30) / (C + N) ≤ 4 and Ti x N ≤ 30 x 10 -4 . US-A-5 505 797 relates to the production of a ferritic stainless steel having reduced interfacial anisotropy and excellent grain structure. This patent teaches that good ridging properties are obtained when the molten steel is preferably 0.0010-0.080% C, 0.10-1.50% Mn, 0.10-0.80% Si, 14-19% Cr and two or more elements from the group 0.010-0.20% Al, 0.050-0.30% Nb, 0.050-0.30% Ti and 0.050-0.30% Zr contains. This steel is cast into slabs (slabs) and hot rolled into a 4 mm thick sheet, annealed, pickled, cold rolled and finally annealed. The slab (slab) was heated to 1200 ° C and subjected at least one Rohwarmwalzdurchlauf at a temperature between 970-1150 ° C. The friction between the rolls of the hot rolling mill and the hot rolled steel was 0.3 or less, the rolling reduction ratio was between 40 and 75%, and the hot rolling end temperature was 600-950 ° C. The hot rolled steel was then annealed at a temperature of 850 ° C for 4 hours, cold worked to a value of 82.5%, and finally annealed at a temperature of 860 ° C for 60 seconds.
Es ist bekannt, dass, wenn das Löslichkeitsprodukt von Titanverbindungen bei Liquidustemperatur ein Sättigungsniveau überschreitet, d. h. Übergleichgewicht bei titanstabilisierten rostfreien Stählen, die Titanverbindungen stabil sind und TiN sich vor dem Abkühlen des Metalls ausscheidet. Stahlbleche, die aus diesen Übergleichgewichtswalzplatten hergestellt werden, weisen verbesserte "ridging"-Eigenschaften und eine verbesserte Formbarkeit auf. Bei Abkühlung koalesziert jedoch TiN zu großen Clustern und schwimmt auf der Oberfläche der gegossenen Walzplatte auf. Diese nicht-metallischen TiN-Cluster bilden nicht hinnehmbare offene Oberflächendefekte, die als Ti-Streifen während des Warmwalzens bekannt sind. Diese großen nicht-metallischen Cluster müssen von der Walzplatte durch kostenintensive Oberflächenbehandlung, wie z. B. Schleifen vor dem Warmwalzen, entfernt werden. Die US-A 4 964 926 betrifft einen schweißbaren zweifach stabilisierten ferritischen rostfreien Stahl mit Oberflächenqualität durch die Eliminierung der Bildung und Ausscheidung von nicht-metallischen Titanoxiden und Titannitriden während des Vergießens eines titanstabilisierten ferritischen rostfreien Stahls im Unter-Gleichgewicht. Dieses Dokument offenbart, dass es bekannt war, dass Rillenbildungseigenschaften durch die Zugabe von Niob alleine oder Niob und Kupfer zu ferritischem rostfreien Stahl verbessert werden können. Jedoch verursacht die alleinige Zugabe von Niob Risse beim Schweißen. Diese US-A 4 964 926-Schrift offenbart das Ersetzen eines Teils des Titans als Stabilisator mit einem Niobstabilisator zur Bildung eines zweifach stabilisierten ferritischen rostfreien Stahls. Die Zugabe von mindestens 0,05% Titan zu niobstabilisiertem Stahl unterdrückt die Rissbildung beim Schweißen.It is known that when the solubility product of titanium compounds at liquidus temperature exceeds a saturation level, d. H. Overbalance for titanium-stabilized stainless steels, the titanium compounds are stable and TiN precipitates before the metal cools. Steel sheets made from these overbalance weight plates have improved ridging properties and improved performance Moldability on. When cooled However, TiN coalesces to large Clusters and floats on the surface of the cast slab on. These non-metallic TiN clusters form unacceptable open ones Surface defects, as Ti strips during of hot rolling are known. These big non-metallic clusters have to from the slab by costly surface treatment, such. B. loops before hot rolling, to be removed. US-A 4,964,926 a weldable one Double stabilized ferritic stainless steel with surface quality the elimination of the formation and excretion of non-metallic Titanium oxides and titanium nitrides during of potting a titanium-stabilized ferritic stainless steel in sub-equilibrium. This document discloses that it was known that groove-forming properties by the addition of niobium alone or niobium and copper to ferritic Stainless steel can be improved. However, that causes sole addition of niobium cracks during welding. This US Pat. No. 4,964,926 discloses replacing a portion of the titanium as a stabilizer with a niobium stabilizer to form a double stabilized ferritic stainless steel. The addition of at least 0.05% Titanium to niobium stabilized steel suppresses cracking during welding.
Der wissenschaftliche Artikel A. Ostrowski und E. W. Langer: "Die Ausscheidung von Titancarbonitriden in 17% Chrom rostfreiem Stahl im Vergusszustand" in: Scandinavian Journal of Metallurgy 8 (1979), S. 153–160, beschreibt einen Mechanismus der Ausscheidung von Titancarbonitriden in stabilisierten rostfreien Stählen. Die Herstellung der Proben beinhaltet die Zugabe des Legierungselements Titan zur Schmelze in Kombination mit Festoxidpartikeln. Die Bildung von Titancarbonitriden wird durch Grenzflächenreaktion zwischen den Oxidpartikeln und dem in der Schmelze in Lösung befindlichen Titan bewirkt, gefolgt von der Ausscheidung von Titannitrid und Wachstum des Titannitrids, was zur Bildung einer Wachstumsschicht um die Oxidpartikel herum führt.Of the scientific articles A. Ostrowski and E. W. Langer: "Excretion of titanium carbonitrides in 17% chromium cast stainless steel "in: Scandinavian Journal of Metallurgy 8 (1979) pp. 153-160 describes a mechanism the excretion of titanium carbonitrides in stabilized stainless steels. The Preparation of the samples involves the addition of the alloying element Titanium to the melt in combination with solid oxide particles. The education of titanium carbonitrides is due to interfacial reaction between the oxide particles and in solution in the melt titanium, followed by the precipitation of titanium nitride and growth of titanium nitride, resulting in the formation of a growth layer around the oxide particles.
Die JP-A 8 296000 beschreibt die Herstellung von ferritischem rostfreien Stahl mit minimalisiertem "ridging" durch Absenken der Anteile von Kohlenstoff und Stickstoff ebenso wie des Anteils von Ti, zur Bildung von Ti(Cx, Ny) mit einer besonderen Zusammensetzung.JP-A 8 296000 describes the production of ferritic stainless steel with minimal ridging by lowering the proportions of carbon and nitrogen as well as the content of Ti to form Ti (C x , N y ) with a particular composition.
Die JP-A 9 235621 beschreibt ein Herstellungsverfahren zur Bildung von Ti enthaltendem ferritischen rostfreien Stahl mit verbesserter Formbarkeit durch Maßschneiderung der Zusammensetzung in Bezug auf die Anteile an Ti und P zur Erfüllung der Beziehung {Ti – 5 × (C + N)}/P in einem Bereich von 3 bis 20.The JP-A 9 235621 describes a production process for the formation of Ti-containing ferritic stainless steel with improved formability by tailoring of the composition in terms of the proportions of Ti and P in order to comply with Relationship {Ti - 5 × (C + N)} / P in a range of 3 to 20.
Die Minimierung des "ridging"-Phänomens durch frühere Arbeiten ging zu Lasten von Kosten und Formbarkeit durch Glühen des warm gewalzten ferritischen rostfreien Stahls vor der Kaltumformung. Dieser zusätzliche Glühschritt reduziert die Formbarkeit durch Verringerung des mittleren Rm-Wertes. Auch muss dieser vorgeglühte warmgewalzte Stahl um mindestens 70% kaltumgeformt werden, um einen Rm-Wert nach der abschließenden Glühung zu erhalten, der mit dem Rm-Wert eines warmgewalzten Stahls vergleichbar ist, der anderenfalls vor der Kaltumwandlung nicht geglüht wird. Dieser höhere Prozentsatz an Kaltreduktion erfordert grundsätzlich ebenso einen Zwischenglühschritt. Wie durch den scheinbar endlosen Kampf anderer bewiesen ist, existiert ein schon seit langem bestehender Bedarf an geglühtem ferritischen chromlegierten Stahl, der im Wesentlichen frei ist von "ridging" und exzellente Tiefzieheigenschaften, wie z. B. einen hohen Rm-Wert, eine hohe Zugdehnung und eine gleichförmig verteilte Kornstruktur aufweist. Außerdem ist ein Bedarf an ferritischem rostfreien Stahl mit exzellenter Tiefformbarkeit und guten "ridging"-Eigenschaften zu verzeichnen, bei dem es nicht erforderlich ist, dass ein warmverarbeitetes Blech vor der Kaltumformung geglüht wird. Außerdem besteht ein Bedarf an ferritischem rostfreien Stahl im Untergleichgewicht mit exzellenter Tiefenverformbarkeit und guten "ridging"-Eigenschaften, der aus einem warmverarbeiteten Blech gebildet wird, das keine Oberflächendefekte, d. h. eine Titaniumnitridschicht oder Titaniumoxidstreifen aufweist, ohne dass eine Oberflächenbehandlung der Oberflächen der kontinuierlich gegossenen Walzplatte vor der Warmbearbeitung der Walzplatte vonnöten ist.Minimizing the "ridging" phenomenon of previous work has been detrimental to cost and formability by annealing the hot rolled ferritic stainless steel prior to cold working. This additional annealing step reduces moldability by reducing the mean R m value. Also has this pre-annealed hot rolled steel cold reduced at least 70% to obtain an R m value after the final annealing, the hot rolled steel is similar to the R m value which is otherwise not annealed prior to cold transformation. This higher percentage of cold reduction basically also requires an intermediate annealing step. As evidenced by the seemingly endless struggle of others, there is a long felt need for annealed ferritic chromium alloyed steel which is substantially free of ridging and excellent thermoforming properties such as galling. B. has a high R m value, a high tensile elongation and a uniformly distributed grain structure. In addition, there is a need for ferritic stainless steel with excellent low moldability and good ridging properties, which does not require a hot worked sheet to be annealed prior to cold working. In addition, there is a need for a sub-equilibrium ferritic stainless steel having excellent depth ductility and good ridging properties formed from a hot worked sheet having no surface defects, ie, a titanium nitride layer or titanium oxide strips, without surface treatment of the surfaces of the continuously cast slab before the hot working of the slab is needed.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSHORT SUMMARY THE INVENTION
Eine grundsätzliche Aufgabe der Erfindung ist es, ein ferritisches chromlegiertes Stahlblech mit ausgezeichneter Tiefformbarkeit und Dehnbarkeit und mit guten "ridging"-Eigenschaften bereitzustellen, ohne dass es erforderlich ist, dass das warmgewalzte Blech vor der Kaltumformung geglüht wird.A fundamental The object of the invention is a ferritic chromium-alloyed steel sheet with excellent low formability and ductility and with good ridging properties, without it being necessary for the hot rolled sheet to stand in front of the Cold forming annealed becomes.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein ferritisches chromlegiertes Stahlblech mit guten "ridging"-Eigenschaften und einer verbesserten Kornstruktur und hohen Zugdehnungskennwerten bereitzustellen, ohne dass es erforderlich ist, dass das warmverarbeitete Blech vor der Kaltumformung geglüht wird.A Another object of the invention is to provide a ferritic chromium alloyed Sheet steel with good ridging properties and an improved grain structure and high tensile elongation characteristics provide without the need for the hot processed Sheet annealed before cold forming becomes.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein ferritisches chromlegiertes Stahlblech mit exzellenter Tiefformbarkeit und Walzbarkeit und mit guten "ridging"-Eigenschaften bereitzustellen, ohne dass es erforderlich ist, mehrere Kaltumformungen mit Glühbehandlungen zwischen den Kaltumformungsstufen durchzuführen.A Another object of the invention is to provide a ferritic chromium alloyed Steel sheet with excellent low formability and rolling and with to provide good ridging properties, without the need for multiple cold forming operations with annealing treatments between the cold forming stages.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein ferritisches chromlegiertes Stahlblech aus einer kontinuierlich vergossenen Walzplatte herzustellen, ohne dass es erforderlich ist, eine Oberflächenbehandlung vor der Warmverarbeitung der Stahlwalzplatte durchzuführen.A Another object of the invention is to provide a ferritic chromium alloyed Produce sheet steel from a continuously cast slab, without it being necessary to finish the surface before hot working to carry out the steel roll plate.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein ferritisches chromlegiertes Stahlblech mit exzellenter Tiefformbarkeit und Walzbarkeit und mit guten "ridging"-Eigenschaften bereitzustellen, das aus einer kontinuierlich vergossenen Walzplatte hergestellt wird, wobei es nicht erforderlich ist, eine Oberflächenbehandlung vor der Warmverarbeitung der Stahlwalzplatte durchzuführen.A Another object of the invention is to provide a ferritic chromium alloyed Steel sheet with excellent low formability and rolling and with to provide good ridging properties, made from a continuously cast slab is, where not required, a surface treatment before the hot rolling of the steel roll plate.
Andere Aufgaben der Erfindung umfassen das Bereitstellen eines ferritischen chromlegierten Stahlblechs mit guten "ridging"-Eigenschaften und mit exzellenter Tiefformbarkeit, das eine verbesserte Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegen zyklische Oxidation bei hohen Temperaturen aufweist.Other Objects of the invention include providing a ferritic Chromium-alloyed steel sheet with good ridging properties and excellent deep-forming properties, the improved weldability, corrosion resistance and durability against cyclic oxidation at high temperatures.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines ferritischen chromlegierten Stahls mit den oben angegebenen Eigenschaften anzugeben.A Another object of the invention is a process for the preparation a ferritic chromium alloy steel with the above Specify properties.
Diese Aufgaben werden durch einen legierten ferritischen Stahl gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Stahls gemäß Anspruch 8 gelöst.These Tasks are performed by an alloyed ferritic steel according to claim 1 and a method for producing such a steel according to claim 8 solved.
Die ferritischen chromlegierten Stähle gemäß der vorliegenden Erfindung haben im Gusszustand eine Struktur mit mehr als 50% an gleichachsigen Körnern. Der Stahl wird im Gusszustand mit Titan deoxidiert und enthält bis zu 0,08% C, mindestens ungefähr 8% Cr, bis zu 1,50% Mn, ≤ 0,05% N, ≤ 1,5% Si, ≤ 2,00% Ni, Ti ≥ 0,10%, wobei das Verhältnis von (Ti × N)/Al mindestens 0,14 beträgt, wobei alle Prozentangaben Gewichtsprozent bezeichnen und der Restgehalt aus Eisen und Restelementen besteht. Der Stahl im Gusszustand wird zu einem kontinuierlichen Blech verarbeitet. Das Blech kann entzundert, auf eine Endstärke kaltumgeformt und dann zur Rekristallisation geglüht werden. Das Glühen des warmverarbeiteten Blechs vor der Kaltumformung oder das Glühen des Blechs zwischen mehreren Kaltumformungsschritten zur Eliminierung des "ridging"-Phänomens ist bei dem abschließend geglühten Blech nicht notwendig.The ferritic chromium alloyed steels according to the present Invention have a structure in the cast state with more than 50% equiaxed grains. The steel is deoxidized in the casting condition with titanium and contains up to 0.08% C, at least about 8% Cr, up to 1.50% Mn, ≤ 0.05% N, ≤ 1.5% Si, ≤ 2.00% Ni, Ti ≥ 0.10%, the ratio of (Ti x N) / Al is at least 0.14, where all percentages indicate weight percent and the residual content consists of iron and residual elements. The steel in the cast state becomes too processed a continuous sheet. The sheet can be descaled, to a final strength cold-worked and then annealed for recrystallization. The glow of hot worked sheet before cold working or annealing of Sheet between several cold forming steps for elimination of the ridging phenomenon at the conclusion annealed Sheet metal not necessary.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass der Gehalt an Titan ≥ 0,15% und der an Aluminium < 0,02% beträgt, wobei das genannte Verhältnis von (Ti × N)/Al mindestens 0,20 betragen kann. Vorzugsweise erfüllt der Gehalt an Titan die folgende Beziehung (Ti/48)/[(C/12) + (N/14)] > 1,5 und Ti und N sind in Untergleichgewichtsanteilen vorhanden. Ein vorteilhaftes Merkmal des kaltumgeformten geglühten Blechs besteht darin, einen Rm-Wert von ≥ 1,4 aufzuweisen, wobei es aus einem warmverarbeiteten Blech hergestellt wird, das nicht vor der Kaltumformung geglüht wurde. Vorteilhafterweise weisen die gleichachsigen Körner im Gusszustand eine Größe ≤ 3 mm auf und das geglühte Blech hat eine gleichmäßige Kornstruktur.Another feature of the invention is that the content of titanium is ≥ 0.15% and that of aluminum is <0.02%, wherein said ratio of (Ti × N) / Al may be at least 0.20. Preferably, the content of titanium satisfies the following relationship (Ti / 48) / [(C / 12) + (N / 14)]> 1.5, and Ti and N are present in under-equilibrium parts. An advantageous feature of the cold worked annealed sheet is to have an R m of ≥ 1.4, being made from a hot worked sheet that was not annealed before cold working. Advantageously, the equiaxed grains in the cast state have a size of ≦ 3 mm and the annealed sheet has a uniform grain structure.
Ein weiterer ferritischer chromlegierter Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ≤ 0,010% Al, bis zu 0,08% C, bis zu 1,50% Mn, ≤ 0,05% N, ≤ 1,5% Si, 8–25% Cr, < 2,0% Ni und ein Mittel zur Oxidation des Stahls, wobei alle Prozentangaben in Gewichtsprozent angegeben sind und der Restgehalt aus Eisen und Restelementen besteht. Das Deoxidationsmittel besteht aus Titan. Der Stahl im Gusszustand wird warmverarbeitet zu einem kontinuierlichen Blech. Das Blech wird entzundert, kaltgewalzt auf eine Endstärke und dann zur Rekristallisation geglüht. Das Glühen des warmverarbeiteten Blechs vor der Kaltumformung zur Eliminierung des "ridging"-Phänomens bei dem abschließend geglühten Blech ist nicht notwendig.One another ferritic chromium alloyed steel according to the present invention contains ≤ 0.010% Al, until to 0.08% C, up to 1.50% Mn, ≤ 0.05% N, ≤ 1.5% Si, 8-25% Cr, <2.0% Ni and a means of oxidation of the steel, all percentages in Percent by weight and the residual content of iron and Residual elements exists. The deoxidizer is titanium. The as cast steel is hot processed into a continuous one Sheet. The sheet is descaled, cold rolled to a final thickness and then annealed for recrystallization. The glow of the hot worked sheet before cold working to eliminate the ridging phenomenon in conclusion annealed Sheet metal is not necessary.
Weitere Merkmale des Stahls besteht in einem Titangehalt von ≥ 0,01%, Aluminium ≥ 0,007%, und Ti und N liegen in Untergleichgewichtsanteilen vor. Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass Titan die Beziehung (Ti/48)/[(C/12) + (N/14)] > 1,5 erfüllt. Das geglühte Blech hat vorteilhafterweise einen Rm-Wert von ≥ 1,4. Vorteilhafterweise weisen die gleichachsigen Körner im Gusszustand eine Größe von < 3 mm auf, und die Mikrostruktur im Gusszustand weist einen hohen Anteil an feinen gleichachsigen Körnern auf.Further Characteristics of the steel consists of a titanium content of ≥ 0.01%, aluminum ≥ 0.007%, and Ti and N are present in lower balance parts. Another one Feature is that titanium has the relationship (Ti / 48) / [(C / 12) + (N / 14)]> 1.5. The annealed Sheet metal advantageously has an Rm value of ≥ 1.4. Advantageously the equiaxed grains in the cast state a size of <3 mm, and the As-cast microstructure has a high content of fine equiaxed grains on.
Vorteile der Erfindung bestehen in einem gut formbaren ferritischen chromlegierten Stahl mit ausgezeichneten "ridging"-Eigenschaften der mit geringeren Kosten hergestellt werden kann, es nicht erforderlich macht, das warmverarbeitete Blech vor der Kaltumformung zu glühen, und eine verbesserte Oberflächenqualität aufweist, eine verbesserte Schweißbarkeit, gute Nasskorrosionsbeständigkeit und eine hohe Beständigkeit gegenüber zyklischer Oxidation unter hohen Temperaturen aufweist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, in der Lage zu sein, eine Walzplatte zu gießen, die keine Oberflächenbehandlung, z. B. Schleifen, vor der Warmverarbeitung zur Verhinderung der Bildung von offenen Oberflächenfehlern erfordert, die sich parallel der Walzrichtung in einem warmverarbeiteten Blech erstrecken, wie z. B. Warmwalzzunder und gewalzte Streifen aus nicht-metallischem Titanoxid oder Clustern an Titannitridausscheidungen, die nahe der Walzplattenoberfläche während des Vergusses gebildet werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einem gut formbaren ferritischen Chromstahl, der eine verbesserte Schweißbarkeit, eine hohe Nasskorrosionsbeständigkeit und eine hohe Beständigkeit gegenüber zyklischer Oxidation unter hohen Temperaturen aufweist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es möglich ist, eine Walzplatte zu gießen, für die keine Oberflächenbehandlung notwendig ist, wie z. B. Schleifen, vor der Warmverarbeitung, zur Vermeidung der Bildung von offenen Oberflächendefekten, die sich parallel zur Walzrichtung in einem warmverarbeiteten Blech erstrecken, wie z. B. Warmwalzzunder und gewalzte Streifen aus nicht-metallischem Titanoxid oder Clustern aus Titannitridausscheidungen, die während des Vergießens nahe der Oberfläche der Walzplatte gebildet wurden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines ferritischen chromlegierten Stahlblechs mit hoher Formbarkeit und exzellenten "ridging"-Eigenschaften, das eine sehr gleichförmige Kornstruktur in dem Blech nach der Glühung aufweist.advantages The invention consists in a readily formable ferritic chromium alloyed Steel with excellent ridging properties can be produced at a lower cost, it does not require to anneal the hot worked sheet before cold working, and has an improved surface quality, improved weldability, good wet corrosion resistance and a high resistance across from cyclic oxidation at high temperatures. Another Advantage is to be able to cast a slab, the no surface treatment, z. B. grinding, prior to hot processing to prevent formation of open surface defects requires that parallel to the rolling direction in a hot processed Extending sheet such. As hot rolling and rolled strips non-metallic titanium oxide or clusters of titanium nitride precipitates, the near the slab surface during the Vergusses be formed. Another advantage of the invention is in a well malleable ferritic chrome steel, which has an improved weldability, a high wet corrosion resistance and a high resistance across from cyclic oxidation at high temperatures. Another The advantage is that it is possible is to cast a slab for the no surface treatment is necessary, such. B. grinding, before hot processing, for Avoiding the formation of open surface defects that are parallel extend to the rolling direction in a hot-processed sheet, such as z. As hot rolling and rolled strips of non-metallic Titanium oxide or clusters of titanium nitride precipitates formed during the pouring near the surface the rolling plate were formed. Another advantage of the invention consists in providing a ferritic chromium alloyed Steel sheet with high formability and excellent ridging properties a very uniform Having grain structure in the sheet after annealing.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen.These and other objects, features and advantages of the invention will become apparent with reference to the following detailed description and the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
Unter ferritischem chromlegierten Stahl soll ein Stahl verstanden werden, der mindestens 8% Chrom aufweist. Die ferritischen chromlegierten Stähle gemäß der Erfindung sind insbesondere für warmverarbeitete Bleche, kaltreduzierte Bleche, metallisch beschichtete Bleche und angestrichene Bleche geeignet. Diese ferritischen Chromlegierten Stähle sind gut geeignet für rostfreie Stähle des Typs AISI Typ 400-Serie mit ungefähr 10–25% Cr, insbesondere für den Typ 409 rostfreier Stahl, der ungefähr 11–13% Chrom enthält. Im Sinne der Erfindung ist der Begriff "Blech" so zu verstehen, dass kontinuierliche Streifen oder geschnittene Längen, die aus dem kontinuierlichen Streifen gebildet werden, mit umfasst sein sollen.Under ferritic chromium-alloyed steel should be understood as a steel, which has at least 8% chromium. The ferritic chromium alloyed steels according to the invention are in particular for hot-processed sheets, cold-reduced sheets, metallic coated Sheets and painted sheets are suitable. These ferritic chromium alloys steels are well suited for stainless steels of the type AISI type 400 series with approximately 10-25% Cr, especially for the type 409 stainless steel, about 11-13% Contains chromium. For the purposes of the invention, the term "sheet metal" is to be understood as meaning continuous Stripes or cut lengths, which are formed from the continuous strip, with should be.
Eine Eisenschmelze wird in einem Schmelzofen, wie z. B. einem elektrischen Lichtbogenofen (electric arc furnace, EAF), aufgeschmolzen. Die Eisenschmelze kann aus festem Eisen enthaltenden Schrott, Kohlenstoffstahlschrott, rostfreiem Stahlschrott, Materialien, die festes Eisen enthalten, einschließlich Eisenoxide, Eisenkarbide, direktreduziertes Eisen, warmbrikettiertes Eisen in dem Schmelzofen gebildet werden, oder die Schmelze kann stromaufwärts des Schmelzofens in einem Gebläseofen oder einer beliebigen anderen Eisenauf schmelzvorrichtung erzeugt werden, die zur Bereitstellung einer Eisenschmelze geeignet ist. Die Eisenschmelze wird dann in dem Schmelzofen raffiniert oder in einem Raffinationsbehälter, wie z. B. einem Argon-Sauerstoff-Entkohlungsofen (AOD) oder einem Vakuum-Sauerstoff-Entkohlungsofen (VOD), gefolgt von einer Trimstation, wie z. B. einem Lanzenmetallurgieofen (LMF) oder einer Drahtführungsstation.A Iron melt is in a melting furnace, such. B. an electrical Electric arc furnace (EAF), melted. The Molten iron may be scrap containing solid iron, carbon steel scrap, stainless steel scrap, materials containing solid iron, including Iron oxides, iron carbides, direct reduced iron, warm briquetted Iron can be formed in the furnace, or the melt can upstream of the melting furnace in a blast furnace or any other iron melting device produced which is suitable for providing an iron melt. The molten iron is then refined in the furnace or in a refining container, such as As an argon-oxygen decarburization furnace (AOD) or a Vacuum oxygen decarburizing furnace (VOD), followed by a trim station, such as A lance metallurgy furnace (LMF) or a wire management station.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, dass nach der Raffination der Schmelze auf einen Endkohlenstoffgehalt gemäß Analyse und während oder nach der Zugabe von Feinabstimmungslegierungen zur Schmelze zum Erreichen der Endspezifikation, Titanium zur Schmelze hinzugegeben wird, zur Deoxidation vor dem Vergießen. Die Deoxidation der Schmelze mit Titan ist notwendig zur Bildung kleiner Titanoxideinschlüsse zur Bildung der Keime, die notwendig sind zur Ausbildung einer feinen gleichachsigen Kornstruktur im Gusszustand. Zur Bereitstellung einer ausreichenden Anzahl dieser Keime, die zur Ausbildung einer gleichachsigen feinen Kornstruktur in vergossenem Zustand notwendig ist, ist es notwendig, mindestens ungefähr 0,10% Ti in die Schmelze zu geben. Aluminium wird vorzugsweise nicht hinzugegeben zu der raffinierten Schmelze als ein Deoxidationsmittel zur Minimierung der Bildung von Aluminiumoxideinschlüssen, d. h. Al2O3. Ein ebenso wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, dass ausreichend Titan und Stickstoff in der Schmelze vor dem Vergießen vorhanden sind, sodass das Verhältnis des Produkts aus Titan und Stickstoff geteilt durch den Restgehalt an Aluminium (TNA) mindestens 0,14 beträgt. Durch Steuerung dieses Verhältnisses auf mindestens 0,14 wird davon ausgegangen, dass Stickstoff in der Schmelze kleine Titanoxideinschlüsse überzogen mit Titannitrid bildet, was kleine Keimbildner sicherstellt, die zur Ausbildung der feinen gleichachsigen Körner im Vergusszustand notwendig sind. Wenn der Stahl stabilisiert wird, sollte ein ausreichender Anteil an Titan oberhalb des Niveaus, der für die Deoxidation vonnöten ist, d. h. 0,10%, zur Verbindung mit Kohlenstoff und Stickstoff in der Schmelze zugegeben werden, aber vorzugsweise weniger als die Menge, die für die Sättigung mit Stickstoff benötigt wird, d. h. Untergleichgewicht, wodurch die Ausscheidung von großen Titannitrideinschlüssen vor der Verfestigung verhindert wird. Alternativ können ein oder zwei Stabilisierungselemente, wie z. B. Niob, Zirkon, Tantal oder Vanadium ebenso zur Schmelze hinzugegeben werden. Demgemäss weist der Stahl gemäß der Erfindung mindestens 0,10% Ti auf, vorzugsweise mindestens 0,05% N und vorzugsweise weniger als 0,02% Al in der Schmelze, sodass der Stahl im Wesentlichen durch Titan deoxidiert wird mit kleinen Titanoxideinschlüssen, die die vorherrschenden Einschlüsse in der Schmelze darstellen, d. h. Titanoxideinschlüsse >> Al2O3-Einschlüsse, zur Bereitstellung der Keime, die für die Bildung der gleichförmigen Kornstruktur im Vergusszustand notwendig sind.An important feature of the invention is that after refining the melt to a final carbon content as analyzed and during or after the addition of fine-tuning alloys to the melt to achieve the final specification, titanium is added to the melt for deoxidation prior to casting. Deoxidation of the melt with titanium is necessary to form small titanium oxide inclusions to form the nuclei necessary to form a fine as-cast co-axial grain structure. In order to provide a sufficient number of these seeds necessary to form an equiaxed fine grain structure in the potted state, it is necessary to add at least about 0.10% Ti to the melt. Aluminum is preferably not added to the refined melt as a deoxidizer to minimize the formation of alumina inclusions, ie, Al 2 O 3 . An equally important feature of the invention is that sufficient titanium and nitrogen are present in the melt prior to casting so that the ratio of the product of titanium and nitrogen divided by the residual content of aluminum (TNA) is at least 0.14. By controlling this ratio to at least 0.14, it is believed that nitrogen in the melt forms small titanium oxide inclusions coated with titanium nitride, ensuring small nucleators necessary to form the fine equiaxed grains in the casting state. When the steel is stabilized, a sufficient amount of titanium above the level required for deoxidation, ie, 0.10%, should be added to the compound with carbon and nitrogen in the melt, but preferably less than the amount necessary for Nitrogen saturation is needed, ie, underbalance, preventing precipitation of large titanium nitride inclusions prior to solidification. Alternatively, one or two stabilizing elements, such as. As niobium, zirconium, tantalum or vanadium are also added to the melt. Accordingly, the steel according to the invention has at least 0.10% Ti, preferably at least 0.05% N, and preferably less than 0.02% Al in the melt, so that the steel is substantially deoxidized by titanium with small inclusions of titanium oxide containing the represent predominant inclusions in the melt, ie titanium oxide inclusions >> Al 2 O 3 inclusions, to provide the nuclei necessary for the formation of the uniform grain structure in the casting state.
Ferritische Chromlegierte Stähle, die eher mit Aluminium als mit Titan deoxidiert sind, können geringe Einschlüsse in der Schmelze haben. Jedoch besteht ein Hauptunterschied zwischen den mittels Aluminium deoxidierten ferritischen Chromstählen des Standes der Technik im Vergleich zu den erfindungsgemäßen ferritischen Chromstählen, die mit Titan deoxidiert sind, darin, dass die meisten der Einschlüsse der erfindungsgemäßen Stahlschmelze aus Titanoxid bestehen und nicht aus Aluminiumoxid. Wir haben bestimmt, dass mindestens 50% der Einschlüsse der Stähle gemäß der Erfindung eine Partikelgröße von nicht größer als 1 μm und mindestens 90% dieser Einschlüsse eine Größe von nicht größer als ungefähr 1,5 μm aufweisen. Es ist unklar, welche Modifikation des Titanoxids, d. h. TiO, TiO2, Ti2O3 oder Ti3O5 vorliegt, aber es wird angenommen, dass es sich bei den Primäreinschlüssen um TiO handelt.Ferritic chromium alloyed steels, which are deoxidized with aluminum rather than titanium, may have low inclusions in the melt. However, a major difference between the aluminum deoxidized ferritic chromium steels of the prior art and the titanium-deoxidized ferritic chromium steels of the present invention is that most of the inclusions of the molten steel of the present invention are titanium oxide and not alumina. We have determined that at least 50% of the inclusions of the steels according to the invention have a particle size of not greater than 1 μm and at least 90% of these inclusions have a size no greater than about 1.5 μm. It is unclear what modification of the titanium oxide, ie TiO, TiO 2 , Ti 2 O 3 or Ti 3 O 5 is present, but it is assumed that the primary inclusions are TiO 2 .
Nach der Raffination und Legierung mit Chrom in einem Aufschmelz- oder Raffinationsbehälter wird die eisenhaltige Chromlegierte Stahl schmelze mit Titan deoxidiert und enthält bis zu 0,08% C, mindestens 8% Cr, bis zu 1,50% Mn, < 0,03% Al, ≤ 0,05% N, ≤ 1,5% Si, < 2,0% Ni, Ti ≥ 0,10%, alle Angaben in Gewichtsprozent, mit einem Restgehalt an Eisen und Restelementen. Das Verhältnis des Produkts der Gehalte an Titan und Stickstoff in Gewichtsprozent geteilt durch den Restgehalt an Aluminium muss mindestens 0,14 betragen. Die Chromlegierte Stahlschmelze kann kontinuierlich zu einem Blech vergossen werden, einer dünnen Platte mit einer Stärke von ≤ 140 mm, einer dicken Platte mit einer Stärke ≤ 200 mm oder zu einem Block mit einer Kornstruktur im Vergusszustand, die aus mehr als 50% an feinen gleichachsigen Körnern gebildet wird. Vorzugsweise weist die Stahlschmelze ein Verhältnis des Produkts an Titan und Stickstoff in Gewichtsprozent geteilt durch den Restgehalt an Aluminium von mindestens 0,16 auf, weiter vorzugsweise von mindestens 0,23 und hat nach dem Verguss eine Struktur im Vergusszustand von mindestens 80% an feinen gleichachsigen Körnern bzw. im Wesentlichen durchgängig bestehend aus feinen gleichachsigen Körnern.To refining and alloying with chromium in a refining or refining tank becomes the ferrous chromium alloyed steel with deoxidized titanium and titanium contains up to 0.08% C, at least 8% Cr, up to 1.50% Mn, <0.03% Al, ≤ 0.05% N, ≤ 1.5% Si, <2.0% Ni, Ti ≥ 0.10%, all Data in percent by weight, with a residual content of iron and residual elements. The relationship the product of the contents of titanium and nitrogen in weight percent divided by the residual content of aluminum must be at least 0.14. The Chromium-alloyed steel melt can be continuously cast into a sheet metal be, a thin one Plate with a thickness of ≤ 140 mm, a thick plate with a thickness ≤ 200 mm or a block with a grain structure in the casting state, consisting of more than 50% of fine equiaxed grains is formed. Preferably, the molten steel has a ratio of Products divided by titanium and nitrogen in percentage by weight the residual content of aluminum of at least 0.16, more preferably of at least 0.23 and has a potted structure after potting at least 80% of fine equiaxed grains or substantially continuously consisting of fine equiaxed grains.
Wir haben bestimmt, dass das Verhältnis aus dem Produkt an Titan mal Stickstoff geteilt durch den Restgehalt an Aluminium, das notwendig ist, um ein gleichachsiges Korn im Vergusszustand zu erhalten, im Verhältnis zum Chromgehalt des Stahls steht. Für einen rostfreien Stahl mit ungefähr 11% Chrom des Typs T409 beträgt das Verhältnis des Produkts aus Titan mal Stickstoff geteilt durch den Restgehalt an Aluminium, das notwendig ist, mehr als 50% gleichachsiger Körner im Vergusszustand zu erhalten, ungefähr 0,14% und dasjenige, das notwendig ist, um zu erreichen, dass nahezu 100% der Körner im vergossenen Zustand als gleichachsige Körner vorliegen, ist größer als 0,23. Für einen rostfreien Stahl mit hohen Chromgehalten von mindestens ungefähr 16% des Typs T430 und einen rostfreien Stahl mit hohen Chromgehalten von mindestens ungefähr 17% des Typs T439 veranschaulichen die Tabellen 3 und 4, das zum Erreichen eines Anteils von 50% an gleichachsigen Körnern im Vergusszustand ein Verhältnis aus dem Produkt von Stickstoff mal Titan geteilt durch den Restgehalt Aluminium von größer als ungefähr 0,20 vonnöten ist, und dass zum Erreichen eines Anteils von nahezu 100% gleichachsiger Körner im Vergusszustand ein Verhältnis von mehr als 0,30 vonnöten war.We have determined that the ratio from the product to titanium times nitrogen divided by the residual content to aluminum, which is necessary to produce an equiaxed grain in the casting condition to get in proportion to the chromium content of the steel. For a stainless steel with approximately 11% chromium of the type T409 The relationship of the product of titanium times nitrogen divided by the residual content Aluminum, which is necessary, more than 50% of equiaxed grains in the Potting state, about 0.14% and that, the necessary to achieve that nearly 100% of the grains in the potted state as equiaxed grains is greater than 0.23. For a stainless steel with high chromium contents of at least about 16% of the Type T430 and a stainless steel with high chromium contents of at least about 17% of the type T439 illustrate Tables 3 and 4, which are related to Achieving a 50% share of equiaxed grains in the Casting condition a ratio from the product of nitrogen times titanium divided by the residual content Aluminum larger than approximately 0.20 needed and that to achieve a proportion of nearly 100% equiaxed grains in the casting condition a ratio of more than 0.30 was.
Der gegossene Stahl wird zu einem Blech weiterverarbeitet. Unter "Warmverarbeitung" im Sinne der Erfindung wird verstanden, dass der Stahl im Vergusszustand wiederaufgeheizt wird, falls nötig, und dann auf eine vorbestimmte Dicke durch Warmwalzen reduziert wird. Falls ein Warmwalzen durchgeführt wird, wird die Stahlwalzplatte auf 1050–1300°C erhitzt, das Warmwalzen unter Anwendung einer Endtemperatur von mindestens 800°C und eine Aufwicklung bei einer Temperatur ≤ 580°C durchgeführt. Das warmgewalzte Blech, z. B. Warmband, wird gebeizt und bei wenigstens 40% kaltumgeformt, vorzugsweise zu 50%, auf eine gewünschte Endblechdicke. Nachfolgend wird das kaltumgeformte Blech einer Rekristallisationsglühung für mindestens 1 s bei einer Spitzentemperatur des Metalls von 800–1000°C unterzogen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es nicht erforderlich ist, das warmverarbeitete Blech vor dieser Kaltumformung zu glühen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das warmverarbeitete Blech in einem Durchgang kaltumgeformt werden kann, wodurch es nicht notwendig wird, eine Zwischenglühung zwischen mehreren Kaltumformungen vorzunehmen. Die Rekristallisationsglühung, die der Kaltumformung folgt, kann in Form einer kontinuierlichen Glühung oder einer statischen Glühung, z. B. in einer Box erfolgen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein geglühtes Chromlegiertes Stahlblech mit exzellenten "ridging"-Eigenschaften eine sehr gleichförmige feine Kornstruktur bei einer Kaltreduktion von nur 40% aufweist.Of the cast steel is processed into a sheet metal. Under "hot processing" within the meaning of the invention it is understood that the steel is reheated in the casting condition will, if necessary, and then reduced to a predetermined thickness by hot rolling becomes. If hot rolling is performed, the steel roll plate becomes heated to 1050-1300 ° C, hot rolling using a final temperature of at least 800 ° C and a winding at a temperature ≤ 580 ° C performed. The hot-rolled sheet, z. Hot strip, is pickled and cold worked at at least 40%, preferably at 50%, to a desired end sheet thickness. following the cold formed sheet is subjected to recrystallization annealing for at least 1 s at a peak temperature of the metal of 800-1000 ° C subjected. A significant advantage of the invention is that it is not is required, the hot-processed sheet before this cold forming to glow. Another advantage of the invention is that the hot processed Sheet metal can be cold formed in one pass, which prevents it becomes necessary, an intermediate annealing between several cold forming operations. The recrystallization annealing, the Cold forming may be in the form of a continuous annealing or a static glow, z. B. done in a box. Another advantage of the invention is that an annealed Chromium-plated steel sheet with excellent ridging properties a very uniform fine Grain structure with a cold reduction of only 40%.
Der ferritische Chromlegierte Stahl der vorliegenden Erfindung kann aus einem warmverarbeiteten Blech durch eine Anzahl von Verfahren hergestellt werden. Das Blech kann aus Walzplatten gebildet werden, die aus Blöcken oder kontinuierlich vergossenen Walzplatten einer Dicke von 50–200 mm hergestellt werden, die auf eine Temperatur von 1050–1300°C erneut erhitzt werden, gefolgt von einem Warmwalzen, um ein warmverarbeitetes Ausgangsblech mit einer Dicke von 1–6 mm bereitzustellen, oder aber das Blech kann warmverarbeitet werden aus kontinuierlich zu einer Dicke von 2–10 mm vergossenem Band. Die vorliegende Erfindung ist auch auf Bleche anwendbar, die durch Verfahren hergestellt werden, bei denen kontinuierlich vergossene Walzplatten oder aus Blöcken produzierte Walzplatten oder ohne erhebliches Wiederaufheizen direkt einem Warmwalzwerk zugeführt werden, oder auf Blöcke, die zu Walzplatten warmumgeformt werden und eine ausreichende Temperatur aufweisen, um mit oder ohne weiterem Wiederaufheizen zu einen Blech warmgewalzt zu werden.The ferritic chromium alloyed steel of the present invention can be made from a hot processed sheet by a number of methods. The sheet may be formed of slabs made of blocks or continuously cast slabs of a thickness of 50-200 mm, which are reheated to a temperature of 1050-1300 ° C, followed by hot rolling hot-processed starting sheet to be provided with a thickness of 1-6 mm, or the sheet can be hot worked from continuously cast to a thickness of 2-10 mm tape. The present invention is also applicable to sheets produced by processes in which continuously cast slabs or slabs produced from slabs or without substantial reheating are fed directly to a hot rolling mill, or blocks which are hot-worked into slabs and have a sufficient temperature. to be hot rolled with or without further reheating to a sheet.
Ein
wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, dass Titan zur Deoxidation
der Schmelze vor dem Vergießen
verwendet wird. Titan wird zur Deoxidation verwendet um sicherzustellen,
dass die vorherrschenden Einschlüsse
in der Schmelze kleine Titanoxideinschlüsse sind zur Keimbildung der
im Vergusszustand gleichachsigen Ferritkörner. Der Anteil an Titan in
der Schmelze wird mindestens 0,10% betragen und ist vorzugsweise ein
Anteil im Untergleichgewicht. Stärker
bevorzugt beträgt
der Anteil an Titan in der Stahlschmelze ≥ 0,15% und erfüllt die
Beziehung (Ti/48)/[(C/12) + (N/14)] > 1,5. Unter "Untergleichgewicht" wird dabei verstanden, dass der Gehalt
an Titan derart gesteuert wird, dass das Löslichkeitsprodukt der gebildeten
Titanverbindungen unterhalb der Sättigungsgrenze bei Liquidustemperatur
des Stahls liegt, wodurch eine überschüssige Ausscheidung
von TiN in der Schmelze vermieden wird. Falls zugelassen wird, dass
sich überschüssige TiN-Einschlüsse bilden,
wachsen die TiN-Ausschei dungen zu großen Clustern mit geringer Dichte
an, die auf den verfestigenden Walzplattenoberflächen während des kontinuierlichen
Vergießens
aufschwimmen. Diese nicht-metallischen TiN-Cluster bilden offene
Oberflächendefekte
während
der Warmverarbeitung der Walzplatte. Der Anteil an Titan, der in
der Schmelze zugelassen wird, um eine übermäßige Ausscheidung zu vermeiden,
steht zu dem Anteil an Stickstoff in umgekehrtem Verhältnis. Der
maximale Anteil an Titan im Untergleichgewicht ist allgemein in
Zur Bereitstellung der für die Bildung der im vergossenen Zustand gleichachsigen Ferritkörner notwendigen Keimbildungskeime muss nach der Zugabe von Titan zur Schmelze ausreichend Zeit vergangen sein, um zuzulassen, dass sich die Titanoxideinschlüsse vor dem Vergießen der Schmelze bilden. Wenn die Schmelze sofort nach der Titanzugabe vergossen wird, besteht die Struktur im Gusszustand des vergossenen Produkts im vergossenen Zustand aus großen säulenförmigen Körnern. Im Labor gegossene Blöcke wiesen 5 min nach Zu gabe des Titans zur Schmelze große säulenförmige Körner im vergossenen Zustand auf, selbst wenn das Produkt aus Titan mal Stickstoff geteilt durch den Restgehalt an Aluminium mindestens 0,14 betrug.to Providing the for the formation of equiaxed in the cast state ferrite grains necessary Nucleation nuclei must be sufficient after adding titanium to the melt Time to allow the titanium oxide inclusions to be present the casting to form the melt. If the melt immediately after the titanium addition is cast, the structure is in the cast state of the molded product in the potted state from large columnar grains. in the Laboratory cast blocks 5 minutes after the addition of titanium to the melt, large columnar grains appeared in the melt potted state, even if the product of titanium times nitrogen divided by the residual content of aluminum was at least 0.14.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, dass ausreichend Stickstoff in dem Stahl vor dem Vergießen vorhanden ist, sodass das Verhältnis aus dem Produkt von Titan mal Stickstoff geteilt durch Aluminium mindestens ungefähr 0,14 beträgt. Es wird angenommen, dass durch Steuerung dieses Verhältnisses ausreichend Titanoxideinschlüsse gebildet werden, um sicherzustellen, dass die notwendigen Keime zur Ausbildung der im vergossenen Zustand gleichachsigen Körner erzeugt werden. Der Anteil an in der Schmelze vorhandenem Stickstoff sollte ≤ 0,05%, vorzugsweise 0,005–0,03% und stärker bevorzugt 0,007–0,015% betragen. Es wird angenommen, dass kleine Titanoxideinschlüsse, die mit Titannitrid überzogen sind, für die Bereitstellung der für die Bildung der im vergossenen Zustand feinen gleichachsigen Kornstrukturen notwendigen Keime verantwortlich sind. Durch sorgfältige Steuerung des Anteils an Titan und Stickstoff in der Schmelze wird angenommen, dass ausreichend kleine Titanoxideinschlüsse mit einer Größe geringer als 1 μm gebildet werden, die die notwendigen Keime darstellen, die für die feine, im vergossenen Zustand gleichachsige Kornstruktur verantwortlich sind.One important feature of the invention is that sufficient Nitrogen is present in the steel before casting, so the relationship from the product of titanium times nitrogen divided by aluminum at least about 0.14. It is believed that by controlling this ratio, sufficient titanium oxide be formed to ensure that the necessary germs to form the equiaxed grains in the potted state become. The amount of nitrogen present in the melt should be ≤ 0.05%, preferably 0.005-0.03% and stronger preferably 0.007-0.015% be. It is believed that small titanium oxide inclusions, the coated with titanium nitride are for the provision of for the formation of as-cast fine equiaxed grain structures necessary germs are responsible. Through careful control the proportion of titanium and nitrogen in the melt is assumed that sufficiently small titanium oxide inclusions with a size smaller than 1 μm which represent the necessary germs necessary for the fine, in the potted state equiaxed grain structure responsible are.
Eine Stahllegierungszusammensetzung kann in Bezug auf Stickstoff gesteuert werden und in Bezug auf den Unter-Gleichgewichtsanteil an Ti zur Vermeidung überschüssiger TiN-Ausscheidungen und Ti-Streifenbildung in dem warmverarbeiteten Blech. Obgleich Stickstoffkonzentrationen nach Aufschmelzen in einem Lichtbogenofen (EAF) eine erhebliche Größe von 0,05% annehmen können, kann der Anteil an gelöstem Stickstoff durch Argongasraffination in einem AOD auf weniger als 0,02% reduziert werden, und falls notwendig, auf weniger als 0,01%. Die Ausscheidung von überschüssigem TiN kann durch Verringerung des Untergleichgewichtsanteil an Ti vermieden werden, das zur Schmelze zu einem beliebigen gegebenen Stickstoffgehalt zugegeben wird. Alternativ hierzu kann der Anteil an Stickstoff in der Schmelze in einem AOD-Ofen für einen vorab bekannten Anteil an in der Schmelze enthaltenem Titan reduziert werden. Bei rostfreiem Stahl des Typs T409 im Untergleichgewicht, der ungefähr 11–13% Chrom und nicht mehr als ungefähr 0,012% Stickstoff enthält, würde die Stahlschmelze weniger als ungefähr 0,25% Titan enthalten, um überschüssige TiN-Ausscheidungen vor der Verfestigung der Schmelze zu vermeiden. Bei einem rostfreien Stahl des Typs T430 oder T439 im Untergleichgewicht, der ungefähr 16–18% Chrom und nicht mehr als ungefähr 0,012% Stickstoff enthält, würde die Stahlschmelze weniger als ungefähr 0,35% Ti zur Vermeidung übermäßiger TiN-Ausscheidungen vor Verfestigung der Schmelze enthalten.A steel alloy composition can be controlled with respect to nitrogen and with respect to the sub-equilibrium Ti content to avoid excess TiN precipitates and Ti streaking in the hot processed sheet. Although nitrogen concentrations after melting in an electric arc furnace (EAF) can reach a significant size of 0.05%, the content of dissolved nitrogen by argon gas refining in an AOD can be reduced to less than 0.02%, and less than 0 if necessary , 01%. The excretion of excess TiN can be reduced by reducing the sub balance of Ti to be added to the melt to any given nitrogen content. Alternatively, the amount of nitrogen in the melt may be reduced in an AOD furnace for a pre-known amount of titanium contained in the melt. For the sub-equilibrium T409 stainless steel, which contains about 11-13% chromium and not more than about 0.012% nitrogen, the molten steel would contain less than about 0.25% titanium to allow excess TiN precipitates prior to solidification of the melt avoid. For a sub-equilibrium T430 or T439 stainless steel containing about 16-18% chromium and not more than about 0.012% nitrogen, the molten steel would become less than about 0.35% Ti to avoid excessive TiN precipitates before solidification of the melt contain.
Ein ebenso wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, den Gesamtgehalt an Restaluminium zu steuern oder zu minimieren im Verhältnis zu den Anteilen an Titan und Stickstoff. Die Mindestgehalte an Titan und Stickstoff im Verhältnis zu Aluminium müssen in der Schmelze vorhanden sein. Wir haben festgestellt, dass selbst geringe Gehalte an Aluminium, d. h. nicht mehr als 0,01%, nicht die notwendigen im vergossenen Zustand gleichachsigen Körner produzieren, wenn die Anteile an Titan und insbesondere an Stickstoff zu gering sind. Ein Grenzwertanteil an kleinen Ausscheidungen von Titanoxideinschlüssen, ist selbst bei Abwesenheit von Aluminiumoxideinschlüssen, der offenbar in der Schmelze zur Bildung der notwendigen Keime zur Ausbildung der im vergossenen Zustand gleichachsigen Kornstruktur vonnöten. Wir haben festgestellt, dass das Verhältnis des Produkts aus Titan mal Stickstoff geteilt durch den Restgehalt an Aluminium mindestens 0,14, vorzugsweise mindestens 0,23 betragen muss, um sicherzustellen, dass nahezu 100% der Körner im vergossenen Zustand als gleichachsige Körner vorliegen. Zur Minimierung der Anteile an Titan und Stickstoff, die in der Schmelze erforderlich sind, beträgt der Aluminiumgehalt vorzugsweise < 0,020%, stärker bevorzugt ≤ 0,013% und am meisten bevorzugt reduziert auf ≤ 0,010%. Wenn Aluminium nicht während der Raffination oder des Vergießens absichtlich mit der Schmelze legiert wird, wie zur Deoxidation unmittelbar vor dem Vergießen, kann der Gesamtgehalt an Aluminium gesteuert werden oder auf Werte kleiner als 0,010% verringert werden, insbesondere für rostfreie Stähle, die weniger als 14% Chrom enthalten. Bei einem rostfreien Stahl mit hohem Chromgehalt, d. h. Cr ≥ 15%, ist ein Verhältnis von (Ti × N)/Al > 0,40 erforderlich, um im vergossenen Zustand eine Struktur mit nahezu 100% feinen gleichachsigen Körnern zu erreichen, wobei es notwenig sein kann, Stickstoff zur Schmelze hinzuzufügen auf Werte größer als 0,01%. Aluminium ist vorzugsweise nicht absichtlich zur Schmelze hinzuzufügen als eine Verunreinigung, die in form eines Zusatzes, bestehend aus einer Legierung, eines anderen Elements, z. B. Titan, vorliegt. Die Verwendung von Titanlegierungszugaben mit Verunreinigungen aus Aluminium sollte vorzugsweise vermieden werden. Titanlegierungen können bis zu 20% Al enthalten, was einem Gehalt von 0,07% des Gesamtaluminiumgehaltes der Schmelze entsprechen kann. Durch sorgfältige Steuerung der Raffination und des Vergussverfahrens kann eine Schmelze, die weniger als 0,020% Aluminium enthält, erhalten werden.One just as important feature of the invention is the total content to control or minimize residual aluminum in relation to the proportions of titanium and nitrogen. The minimum content of titanium and nitrogen in the ratio to aluminum be present in the melt. We found that myself low levels of aluminum, d. H. not more than 0.01%, not produce the necessary equiaxed grains in the cast state, if the proportions of titanium and in particular of nitrogen are too low. A limiting proportion of small precipitates of Titanoxideinschlüssen is even in the absence of alumina inclusions, apparently in the melt to form the necessary germs for the education of the spilled State equiaxed grain structure needed. We have found, that the ratio of the product of titanium times nitrogen divided by the residual content of aluminum at least 0.14, preferably at least 0.23 must to ensure that nearly 100% of the grains in the potted state as equiaxed grains available. To minimize the proportions of titanium and nitrogen, which are required in the melt, the aluminum content is preferably <0.020%, more preferably ≤ 0.013% and most preferably reduced to ≤ 0.010%. If aluminum is not while refining or potting intentionally alloyed with the melt, as directly for deoxidation before casting, The total content of aluminum can be controlled or set to values less than 0.010%, especially for stainless steels, which contain less than 14% chromium. For a stainless steel high chromium content, d. H. Cr ≥ 15%, is a relationship required by (Ti × N) / Al> 0.40 around the as-cast state, a structure with nearly 100% fine equiaxial grains to achieve, it may be necessary, nitrogen to melt add to values greater than 0.01%. Aluminum is preferably not intentionally melted add as an impurity in the form of an additive consisting of an alloy, another element, e.g. As titanium, is present. The use of titanium alloy additions with impurities Aluminum should preferably be avoided. titanium alloys can contain up to 20% Al, giving a content of 0.07% of the total aluminum content may correspond to the melt. By careful control of refining and the casting process can be a melt that is less than 0.020% Contains aluminum, to be obtained.
Ohne dass dies durch Theorie belegt wäre, wird angenommen, dass der Gesamtgehalt an Aluminium, insbesondere für rostfreie Stähle mit weniger als 14% Chrom, auf weniger als 0,03%, vorzugsweise auf weniger als 0,02%, stärker bevorzugt auf nicht mehr als 0,013%, am meisten bevorzugt auf weniger als 0,01% begrenzt werden muss zur Minimierung der Bildung von Al2O3-Einschlüssen in der Schmelze, sodass Titan das primäre Deoxidationsmittel ist. Der Stahl wird kontinuierlich zu einer dünnen Walzplatte oder einem kontinuierlichen Blech vergossen, das nicht inhärent eine in vergossenem Zustand feine gleichachsige Kronstruktur aufweist. Es wird angenommen, dass durch sorgfältige Steuerung des Aluminiums gemäß der vorliegenden Erfindung die Bildung von Al2O3-Einschlüssen minimiert werden kann. Al2O3-Einschlüsse, die in der Schmelze vorhanden sind, koaleszieren zu großen Clustern. Durch Minimierung der Bildung von Aluminiumoxideinschlüssen wird weiterhin davon ausgegangen, dass kleine Einschlüsse mit einer Größe von weniger als 5 μm, vorzugsweise nicht größer als 1,5 μm und am meisten bevorzugt nicht größer als 1 μm Titanoxid zu den dominierenden nicht-metallischen Einschlüsse in der Schmelze werden. Es wird angenommen, dass diese kleinen Titanoxideinschlüsse die Keimbildner darstellen, die die Bildung einer im vergossenen Zustand feinen gleichachsigen Kornstruktur während der Verfestigung ermöglichen. Dementsprechend wird Titan zur Deoxidation verwendet, um sicherzustellen, dass die vorwiegenden Einschlüsse in der Schmelze und dem verfestigten gegossenen Stahl vorwiegend aus Titaniumoxid bestehen anstatt aus Aluminiumoxideinschlüssen, d. h. die Anzahl an Titanoxideinschlüssen wesentlich größer ist, als die Anzahl an Aluminiumoxideinschlüssen.While not being bound by theory, it is believed that the total content of aluminum, especially for stainless steels with less than 14% chromium, is less than 0.03%, preferably less than 0.02%, more preferably not more must be limited to 0.013%, most preferably less than 0.01%, to minimize the formation of Al 2 O 3 inclusions in the melt such that titanium is the primary deoxidizer. The steel is continuously cast into a thin slab or continuous sheet that does not inherently have a coaxially fine equiaxed crown structure. It is believed that by careful control of the aluminum according to the present invention, the formation of Al 2 O 3 inclusions can be minimized. Al 2 O 3 inclusions present in the melt coalesce into large clusters. By minimizing the formation of alumina inclusions, it is further believed that small inclusions having a size of less than 5 microns, preferably no larger than 1.5 microns and most preferably no larger than 1 microns of titanium oxide to the dominant non-metallic inclusions in the Melt. It is believed that these small titanium oxide inclusions are the nucleating agents that allow the formation of an as-cast equiaxed grain structure during solidification. Accordingly, titanium is used for deoxidation to ensure that the predominant inclusions in the melt and solidified cast steel are predominantly titanium oxide rather than alumina inclusions, ie, the number of titanium oxide inclusions is significantly greater than the number of alumina inclusions.
Mittels Aluminium-deoxidierte Stähle aus dem Stand der Technik tendieren dazu, die Düsen während des kontinuierlichen Vergusses zu verstopfen. Es war grundsätzlich bei hochaluminiumhaltigen Stählen erforderlich, Calcium zur Schmelze hinzuzugeben, um die Fluidität der Al2O3-Einschlüsse in der gegossenen Schmelze zu erhöhen, zur Minimierung dieser Tendenz zur Verstopfung der Gussdüse. Jedoch hat Calcium grundsätzlich einen nachteiligen Einfluss auf die Bildung von im vergossenen Zustand feinen gleichachsigen Körnern. Dementsprechend sollte Calcium auf Gehalte ≤ 0,0020% begrenzt werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, die Notwendigkeit zur Zugabe von Calcium zu gering aluminiumhaltigen Schmelzen zu vermeiden, da sehr wenige Al2O3-Einschlüsse in der Schmelze vorliegen, wenn der Aluminiumgehalt auf Werte ≤ 0,016% gehalten wird. Eine hohe Anzahl an in der Schmelze enthaltenen Al2O3- Einschlüssen können schnell zu Aluminiumoxidclustern koaleszieren, die dazu führen können, dass die Düse während des kontinuierlichen Vergießens verstopft wird.Prior art deoxygenated steels tend to clog the nozzles during continuous casting. It has generally been necessary with high aluminum steels to add calcium to the melt to increase the fluidity of the Al 2 O 3 inclusions in the cast melt to minimize this tendency to clog the casting nozzle. However, calcium basically has a detrimental effect on the formation of as-cast equiaxed grains. Accordingly, calcium should be limited to levels ≤ 0.0020%. A significant advantage It is an object of the invention to avoid the need to add calcium to low aluminum-containing melts, since there are very few Al 2 O 3 inclusions in the melt when the aluminum content is maintained at values of ≤ 0.016%. High levels of Al 2 O 3 inclusions contained in the melt can rapidly coalesce into alumina clusters, which can cause the nozzle to clog during continuous potting.
Kohlenstoff ist in den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Anteil von bis zu 0,08%, vorzugsweise ≤ 0,02% und stärker bevorzugt zwischen 0,0010–0,01% enthalten. Wenn der Kohlenstoff Gehalte von 0,08% übersteigt, wird die Formbarkeit, die Korrosionsbeständigkeit und die Schweißbarkeit verschlechtert. Dementsprechend sollte Kohlenstoff auf einen Gehalt reduziert werden, der so gering wie möglich ist.carbon is in the steels according to the invention with a content of up to 0.08%, preferably ≤ 0.02%, and more preferably between 0.0010-0.01%. If the carbon content exceeds 0.08%, moldability, the corrosion resistance and the weldability deteriorated. Accordingly, carbon should be on a salary be reduced as low as possible.
Ein Element zur Stabilisierung von Kohlenstoff und Stickstoff kann bei den Stählen der vorliegende Erfindung mit einem Anteil von bis zu 1,0%, vorzugsweise 0,6% und stärker bevorzugt bis zu 0,3% enthalten sein. Wenn ein stabilisierter Stahl erwünscht wird, sollte ein ausreichender Gehalt an Stabilisierungselement vorliegen, um die Bildung einer stabilen karbonitridischen Verbindung zu ermöglichen, die zur Ausbildung einer Kristallgröße zur Erhöhung der Dehnung und der Zähigkeit der rostfreien Stähle wirksam ist, wodurch die Formgebungseigenschaften, wie z. B. die Tiefziehbarkeit, nach dem Glühen, verbessert wird. Wenn das Stabilisierungselement mit einem Gehalt von mehr als 1,0% vorliegt, werden die Kosten der Herstellung des Stahls erhöht, ohne entsprechende Vorteile in den Eigenschaften zu erzielen. Zusätzlich zur Verwendung von Titan zur Stabilisierung können andere geeignete Stabilisierungselemente, wie z. B. Niob, Zirkon, Tantal, Vanadium oder Mischungen daraus verwendet werden, wobei Titan allein bevorzugt verwendet wird. Wenn ein zweites Stabilisierungselement gemeinsam mit Titan verwendet wird, z. B. Niob, sollte das zweite Stabilisierungselement auf Gehalte nicht höher als 0,3% begrenzt sein, wenn Tiefziehbarkeit erforderlich ist. Niob in Gehalten größer als 0,3% wirkt sich nachteilig auf die Formbarkeit aus.One Element for the stabilization of carbon and nitrogen may be included the steels the present invention in an amount of up to 1.0%, preferably 0.6% and stronger preferably up to 0.3%. If a stabilized steel he wishes is, should have a sufficient content of stabilizing element present to the formation of a stable carbonitridic compound to enable for forming a crystal size to increase elongation and toughness stainless steels is effective, whereby the shaping properties such. B. the Thermoformability, after annealing, is improved. When the stabilizing element is containing is greater than 1.0%, the cost of producing the Steel increases, without achieving corresponding advantages in the properties. In addition to Use of titanium for stabilization may include other suitable stabilizing elements, such as As niobium, zirconium, tantalum, vanadium or mixtures thereof can be used, with titanium alone is preferably used. If used a second stabilizing element together with titanium is, for. As niobium, should the second stabilizing element on contents not higher be limited to 0.3% if deep drawability is required. niobium in contents greater than 0.3% is detrimental to moldability.
Chrom liegt bei den Stählen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Anteil von ≥ 8%, vorzugsweise ≥ 10% vor. Wenn der Chromgehalt kleiner als 8% ist, wird das Nasskorrosionsverhalten, z. B. bei Auspuffkomponenten aus dem Automobilbereich, negativ beeinflusst. Wenn der Chromgehalt höher als 25% liegt, wird die Formbarkeit des Stahls verschlechtert.chrome lies with the steels according to the present Invention with a content of ≥ 8%, preferably ≥ 10% in front. If the chromium content is less than 8%, the wet corrosion behavior, z. B. in exhaust components from the automotive sector, adversely affected. If the chromium content is higher than 25%, the formability of the steel is deteriorated.
Für einige Anwendungen kann es wünschenswert sein, Bor zu den Stählen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Anteil von ≥ 5 ppm hinzuzugeben, bevorzugter mit einem Gehalt ≥ 20 ppm, und am stärksten bevorzugt zwischen 40–60 ppm. Durch einen Borgehalt von mindestens 5 ppm nimmt die Beständigkeit gegen Versprödung durch Nachbearbeitung der Stähle zu, sodass das Stahlblech sich während der Tiefziehbearbeitung und der Formgebung in mehreren Schritten nicht zerteilt. Wenn Bor mit einem Gehalt höher als 200 ppm vorliegt, wird die Formbarkeit des Stahls verschlechtert.For some Applications may be desirable Bor, to the steels according to the present invention with a share of ≥ 5 ppm, more preferably containing ≥ 20 ppm, and most preferably between 40-60 ppm. With a boron content of at least 5 ppm the resistance increases embrittlement by reworking the steels to, so that the steel sheet itself during thermoforming and shaping in several steps not parted. If boron is present at a level greater than 200 ppm the moldability of the steel deteriorates.
Sauerstoff ist bei den erfindungsgemäßen Stählen vorzugsweise mit einem Gehalt < 100 ppm enthalten. Bei der Herstellung einer Stahlschmelze schrittweise in einem AOD-Raffinationsbehälter und einem LMF-Legierungsbehälter, liegt der in der Schmelze vorhandene Sauerstoff mit einem Gehalt im Bereich von 10–60 ppm vor, wodurch ein sehr sauberer Stahl mit kleinen Titaneinschlüssen bereitgestellt wird, die notwendig sind als Keimbildner, die verantwortlich sind für die feine im vergossenen Zustand gleichachsige Kornstruktur.oxygen is preferred in the steels of the invention with a content <100 ppm included. In the production of a molten steel step by step in an AOD refining tank and a LMF alloy container, is the oxygen present in the melt with a content in the range of 10-60 ppm, thereby providing a very clean steel with small titanium inclusions which are necessary as nucleating agents who are responsible for the fine equiaxed grain structure in the cast state.
Silicium ist grundsätzlich in den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Anteil ≤ 1,5%, und vorzugsweise mit einem Gehalt ≤ 0,5% vorhanden. Ein geringer Gehalt an Silicium ist grundsätzlich in ferritischen rostfreien Stählen zur Förderung der Bildung der ferritischen Phase vorhanden. Silicium begünstigt auch die Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit und trägt zur Hochtemperaturfestigkeit, z. B. bei Abgaskomponenten für den Automobilbereich bei. Dementsprechend sollte Silicium in der Schmelze mit einem Anteil von mindestens 0,10% vorhanden sein. Silicium sollte Gehalte von 1,5% nicht übersteigen, da dann der Stahl zu hart wird und die Dehnung negativ beeinflusst wird.silicon is basically in the steels according to the invention a proportion ≤ 1.5%, and preferably with a content ≤ 0.5% available. A low content of silicon is basically in ferritic stainless steels to promote the formation of the ferritic phase present. Silicon also benefits the high temperature corrosion resistance and carries for high-temperature strength, z. B. in exhaust gas components for the automotive sector at. Accordingly, silicon should be in the melt with a proportion of at least 0.10%. Silicon should be grades of Do not exceed 1.5%, because then the steel is too hard and affects the elongation negatively becomes.
Mangan ist in den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Anteil von bis zu 1,5% und vorzugsweise mit Gehalten von weniger als 0,5% vorhanden. Mangan verbessert die Warmbearbeitbarkeit durch Verbindung mit Schwefel zu Mangansulfid zur Verhinderung des Einreißens des Blechs während der Warmbearbeitung. Dementsprechend ist ein Mangangehalt von mindestens 0,1% wünschenswert. Jedoch wirkt Mangan als Austenitbildner und beeinflusst die Stabilisierung der ferritischen Phase. Wenn der Gehalt an Mangan ungefähr 1,5% überschreitet, werden die Stabilisierung und die Formbarkeit der Stähle negativ beeinflusst.manganese is in the steels according to the invention with a proportion of up to 1.5% and preferably at levels of less than 0.5% available. Manganese improves hot workability Compound with sulfur to manganese sulfide to prevent tearing of the Sheet metal during the hot working. Accordingly, a manganese content of at least 0.1% desirable. However, manganese acts as an austenite former and affects stabilization the ferritic phase. When the content of manganese exceeds about 1.5%, the stabilization and the formability of the steels become negative affected.
Mangan ist in den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Anteil von bis zu 1,5% und vorzugsweise mit Gehalten von weniger als 0,5% vorhanden. Mangan verbessert die Warmbearbeitbarkeit durch Verbindung mit Schwefel als Mangansulfid zur Verhinderung des Einreißens des Blechs während der Warmbearbeitung. Dementsprechend ist ein Mangangehalt von mindestens 0,1% wünschenswert. Jedoch wirkt Mangan als Austenitbildner und beeinflusst die Stabilisierung der ferritischen Faser. Wenn der Gehalt an Mangan ungefähr 1,5% überschreitet, wird die Stabilisierung und die Formbarkeit der Stähle negativ beeinflusst.Manganese is present in the steels of the invention at a level of up to 1.5%, and preferably with Levels of less than 0.5% available. Manganese improves hot workability by combining with sulfur as manganese sulfide to prevent the tearing of the sheet during hot working. Accordingly, a manganese content of at least 0.1% is desirable. However, manganese acts as an austenite former and affects the stabilization of the ferritic fiber. When the content of manganese exceeds about 1.5%, the stabilization and moldability of the steels is adversely affected.
Schwefel ist bei den erfindungsgemäßen Stählen vorzugsweise mit einem Gehalt < 0,015%, bevorzugter mit einem Gehalt von < 0,010% und am stärksten bevorzugt mit Gehalten von < 0,005% enthalten. Zusätzlich zur Verursachung eines Problems beim Warmwalzen beeinflusst Schwefel die Nasskorrosionsbeständigkeit in negativer Wei se, insbesondere bei solchen Stählen, die einen geringen Gehalt an Chrom aufweisen. Dementsprechend sollte Schwefel vorzugsweise Gehalte von 0,015% nicht überschreiten.sulfur is preferred in the steels of the invention with a content <0.015%, more preferably with a content of <0.010% and the strongest preferably with contents of <0.005% contain. additionally to cause a problem during hot rolling affects sulfur the wet corrosion resistance in a negative sense, especially for those steels that are low in content have on chrome. Accordingly, sulfur should preferably Do not exceed levels of 0.015%.
Ähnlich wie Mangan ist Nickel ein Austenitbildner und beeinflusst die Stabilisierung der ferritischen Phase. Dementsprechend ist Nickel auf Gehalte ≤ 2,0% und vorzugsweise < 1,0% beschränkt.Similar to Manganese, nickel is an austenite former and influences the stabilization the ferritic phase. Accordingly, nickel is on contents ≤ 2.0% and preferably <1.0% limited.
Der ferritische Chromstahl der vorliegenden Erfindung kann auch weitere Elemente, wie z. B. Kupfer, Molybdän, Phosphor und dergleichen entweder in Form von beabsichtigten Zugaben oder als Restelement, d. h. als Verunreinigung aus dem Stahlproduktionsverfahren, enthalten.Of the Ferritic chromium steel of the present invention may also be further Elements, such as As copper, molybdenum, phosphorus and the like either in the form of intended additions or as a residual element, d. H. as an impurity from the steel production process.
Beispiel 1example 1
Als
Vergleichsbeispiel wurde eine chromlegierte Eisenschmelze von ungefähr 25 kg
in einem Laborvakuumbehälter
vorgegeben. Nach der abschließenden
Zugabe von Feinabstimmungslegierungselementen in den Behälter wurde
die Schmelze mit Titan deoxidiert. Die Zusammensetzung der chromlegierten
Stahlschmelze betrug 0,006% Al, 0,15% Ti, 0,007% C, 0,26% Mn, 0,36%
Si, 11,2% Cr, 0,18% Ni und 0,005% N. Das Verhältnis aus dem Produkt von Titan
mal Stickstoff geteilt durch Aluminium betrug 0,125. Ungefähr 23 min
nach der Titanzugabe wurde die Schmelze zu einem Block mit einer
Dicke und einer Breite von ungefähr 75
mm bzw. 150 mm vergossen. Die Kornstruktur im vergossenen Zustand
einer Probe im Querschnitt ist in
Beispiel 2Example 2
Eine
chromlegierte Eisenschmelze gemäß der vorliegenden
Erfindung von ungefähr
25 kg wurde in demselben Laborvakuumbehälter vorgelegt, wie in Beispiel
1 beschrieben. Nach abschließender
Zugabe der Feinabstimmungslegierungselemente in den Behälter wurde
die Schmelze mit Titan deoxidiert. Die Zusammensetzung der chromlegierten
Stahlschmelze betrugt 0,007% Al, 0,28% Ti, 0,008% C, 0,25% Mn, 0,36%
Si, 11,1% Cr, 0,18% Ni und 0,004% N. Das Verhältnis des Produktes aus Titan
mal Stickstoff geteilt durch Aluminium betrug 0,16. Ungefähr 17 min
nach der Zugabe von Titan wurde die Schmelze zu einem Block mit
einer Dicke bzw. Breite von ungefähr 75 bzw. 150 mm vergossen.
Eine Kornstruktur im vergossenen Zustand einer Probe im Querschnitt,
die aus dem rostfreien Block herausgeschnitten wurde, wies eine
feine Kornstruktur von ungefähr
78% der Körner
in Form gleichachsiger Körner
mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 2 mm
auf, wie in
Beispiel 3Example 3
Ein
weiteres Vergleichsbeispiel einer chromlegierten Eisenschmelze der
Erfindung wurde in ähnlicher Weise
hergestellt, wie es bei Beispiel 1 beschrieben wurde, und wies eine
Zusammensetzung von 0,013% Al, 0,19% Ti, 0,007% C, 0,26% Mn, 0,36%
Si, 11,0% Cr, 0,24% Ni und 0,009% N auf. Das Verhältnis aus
dem Produkt von Titan mal Stickstoff geteilt durch Aluminium betrug
0,13%. Ungefähr
19 min nach der Zugabe von Titan wurde die Schmelze zu Blöcken vergossen.
Eine Kornstruktur im vergossenen Zustand einer Querschnittsprobe,
die aus dem Block aus rostfreiem Stahl geschnitten wurde, wies eine
Kornstruktur auf, die vollständig
säulenförmig war
und eine durchschnittliche Säulengröße von ungefähr 2 mm
aufwies, wie in
Beispiel 4Example 4
Eine
weitere chromlegierte Eisenschmelze gemäß der vorliegenden Erfindung
wurde in ähnlicher
Weise hergestellt, wie oben im Zusammenhang mit Beispiel 2 beschrieben,
und wies eine Zusammensetzung von 0,013% Al, 0,24% Ti, 0,007% C,
0,26% Mn, 0,37% Si, 11,1% Cr, 0,25% Ni und 0,008% N auf. Das Verhältnis des
Produkts von Titan mal Stickstoff geteilt durch Aluminium wurde
auf 0,15 erhöht.
Diese Stahlschmelze wurde ungefähr
14 min nach der Zugabe von Titan zu einem Block vergossen. Eine
Struktur einer Querschnittsprobe im vergossenen Zustand, die aus
dem rostfreien Stahlblock geschnitten wurde, wies eine feine Kornstruktur
mit einem Anteil von ungefähr
84% an gleichachsigen Körnern
und einen durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 3 mm
auf, wie in
Die
Zusammensetzungen, das (Ti × N)/Al-Verhältnis und
der Prozentsatz an gleichachsigen Körnern der Blöcke im vergossenen
Zustand der Vergleichsbeispiele und der erfindungsgemäßen Beispiele
einer rostfreien Schmelze des Typs 409 der Beispiele 1–4 ebenso
wie die zahlreichen zusätzlichen
Vergleichsbeispiele und erfindungsgemäßen Beispiele einer rostfreien
Schmelze des Typs 409, die im Labormaßstab hergestellt wurden und
in ähnlicher
Weise wie die oben beschriebenen Beispiele 1 bis 4 zu Blöcken vergossen
wurde, wird in Tabelle 1 zusammengefasst. Der Prozentgehalt an gleichachsigen
Körnern
als Funktion des (Ti × N)/Al-Verhältnisses
für diese
Blöcke
ist in
Die Zusammensetzungen, das (Ti × N)/Al-Verhältnis und der Prozentsatz an gleichachsigen Körnern für zusätzliche im Labor gefertigte Blöcke im vergossenen Zustand als Vergleichsbeispiele und Beispiele der vorliegenden Erfindung für hoch chromhaltige rostfreie Schmelzen des Typs 430, 439 und 439 Mo, die in ähnlicher Weise hergestellt und zu Blöcken vergossen wurden, wie die Beispiele 1 bis 4, sind in der Tabelle 3 zusammengefasst. Die Tabelle 3 veranschaulicht, dass ein Titangehalt von mindestens 0,10% und ein (Ti × N)/Al-Verhältnis von mindestens 0,2% zum Erhalt einer Kornstruktur eines Stahls im vergossenen Zustand, die mindestens 50% gleichachsiger feiner Körner enthält, notwendig ist. Die Erhöhung des Verhältnisses (Ti × N)/Al war scheinbar notwendig aufgrund der Erhöhung des Chromgehalts von ungefähr 11% bei dem rostfreien Stahl der Zusammensetzung des Typs 409 rostfrei in Tabelle 1 auf hoch chromhaltige Zusammensetzungen von ungefähr 17% oder höher bei den hoch chromhaltigen rostfreien Stählen des Typs 430, 439 und 439 Mo, die in Tabelle 3 gezeigt sind.The compositions, the (Ti x N) / Al ratio and the percentage of equiaxed grains for additional as-cast laboratory ingots as comparative examples and examples of the present invention for high chromium type 430, 439 and 439 Mo stainless steels were prepared in a similar manner and cast into blocks, such as Examples 1 to 4, are summarized in Table 3. Table 3 illustrates that a titanium content of at least 0.10% and a (Ti x N) / Al ratio of at least 0.2% to obtain a as-cast steel grain structure containing at least 50% equiaxed fine grains. necessary is. Increasing the ratio (Ti × N) / Al was apparently necessary due to the increase in chromium content of about 11% in the stainless steel of the 409 stainless type composition in Table 1 to high chromium containing compositions of about 17% or higher in the high chromium containing ones stainless steels of the type 430, 439 and 439 Mo, which are shown in Table 3.
Beispiel 5Example 5
Als
Vergleichsbeispiel wurde eine chromlegierte Eisenschmelze von ungefähr 125 t
in einem AOD-Raffinationsbehälter
vorgelegt. Nach der Reduktion des Kohlenstoffs auf die Endspezifikation
wurde die Schmelze in einen LMF überführt, worin
die abschließende
Feinzugabe von Legierungselementen erfolgte. Nachfolgend wurde die
Schmelze mit Titan deoxidiert. Die Endzusammensetzung der Schmelze
betrug 0,009% Al, 0,21% Ti, 0,007% C, 0,26% Mn, 0,32% Si, 11,2%
Cr, 0,14% Ni und 0,005% N. Das Verhältnis des Produkts von Titan
mal Stickstoff geteilt durch Aluminium betrug 0,12. Die Stahlschmelze
wurde dann innerhalb von ungefähr
40 min in eine Vergusseinrichtung übertragen und kontinuierlich
zu dünnen
Walzplatten mit einer Dicke von 130 mm und einer Breite von 1200
mm vergossen. Querschnittsproben wurden aus einem Bereich mittlerer
Breite und aus mehreren anderen Stellen entlang der Längenrichtung
der dünnen
Walzplatte herausgeschnitten. Eine typische Kornstruktur im vergossenen
Zustand einer dieser Proben, die aus der Walzplatte herausgeschnitten
wurden, ist in
Beispiel 6Example 6
Eine
chromlegierte Eisenschmelze gemäß der vorliegenden
Erfindung mit ungefähr
125 t wurde mit Ausnahme der folgenden Zusammensetzungsänderungen
in ähnlicher
Weise wie das oben beschriebene Beispiel 5 hergestellt. Die Zusammensetzung
der Schmelze betrug 0,23% Ti, 0,008% Al, 0,010% C, 0,27% Mn, 0,31%
Si, 11,1% Cr, 0,13% Ni und 0,007% N. Im Gegensatz zu Beispiel 5
wurde das Verhältnis
aus dem Produkt von Titan mal Stickstoff geteilt durch Aluminium
auf einen Wert von 0,19 erhöht.
Die Stahlschmelze wurde dann in eine Vergusseinrichtung überführt und
in ähnlicher
Weise, wie oben für
das Beispiel 5 beschrieben wurde, zu dünnen Walzplatten vergossen.
Eine Kornstruktur der Walzplatte im vergossenen Zustand dieses rostfreien
Stahls hatte eine feine Kornstruktur mit ungefähr 84% an gleichachsigen Körnern und
eine durchschnittliche Größe von 2
mm, wie in
Beispiel 7Example 7
Ein
anderes Vergleichsbeispiel einer chromlegierten Eisenschmelze wurde
in ähnlicher
Weise hergestellt wie das Beispiel 5. Die Zusammensetzung der Schmelze
betrug 0,20% Ti, 0,014% Al, 0,011% C, 0,28% Mn, 0,31% Si, 10,9%
Cr, 0,12% Ni und 0,0087% N. Ähnlich
dem Beispiel 5 betrug das Produkt aus Titan mal Stickstoff geteilt
durch Aluminium nur 0,11. Die Stahlschmelze wurde dann in eine Vergusseinrichtung überführt und
zu dünnen
Walzplatten gegossen, in ähnlicher
Weise wie dies oben für
das Beispiel 5 beschrieben wurde. Eine Kornstruktur im vergossenen
Zustand der Walzplatte dieses rostfreien Stahls wies einen Anteil von
ungefähr
94% an großen
säulenförmigen Körnern mit
einer durchschnittlichen Säulengröße von 5
mm auf, wie in
Beispiel 8Example 8
Eine
weitere chromlegierte Eisenschmelze gemäß der vorliegenden Erfindung
wurde in ähnlicher
Weise hergestellt wie das Beispiel 6. Die Zusammensetzung der Schmelze
betrug 0,21% Ti, 0,016% Al, 0,006% C, 0,23% Mn, 0,27% Si, 11,3%
Cr, 0,11% Ni und 0,011% N. Das Verhältnis des Produkts von Titan
mal Stickstoff geteilt durch Aluminium betrug 0,15. Die Stahlschmelze
wurde dann in eine Vergusseinrichtung überführt und zu dünnen Walzplatten
ausgegossen in ähnlicher
Weise, wie das oben für
das Beispiel 5 beschrieben wurde. Eine Kornstruktur einer Probe
im vergossenen Zustand, die aus der Walzplatte dieses rostfreien
Stahls herausgeschnitten wurde, wies überwiegend eine feine gleichachsige
Kronstruktur auf, wie dies in
Beispiel 9Example 9
Ein
weiteres Vergleichsbeispiel einer chromlegierten Eisenschmelze wurde
in ähnlicher
Weise hergestellt wie das Beispiel 5. Die Zusammensetzung der Schmelze
betrug 0,18% Ti, 0,022% Al, 0,007% C, 0,22% Mn, 0,17% Si, 10,6%
Cr, 0,14 Ni und 0,010% N. Das Verhältnis aus dem Produkt von Titan
mal Stickstoff geteilt durch Aluminium betrug nur 0,08. Die Stahlschmelze
wurde dann in eine Vergusseinrichtung überführt und zu dünnen Walzplatten
ausgegossen, in ähnlicher
Weise wie das oben für
das Beispiel 5 beschrieben wurde. Die Kornstruktur einer Walzplatte
dieses Stahls im vergossenen Zustand zeigte eine grobe Kornstruktur,
die zu 100% aus säulenförmigen Körnern bestand
mit einer durchschnittlichen Säulengröße von ungefähr 4 mm,
wie in
Walzplatten
aus dieser Schmelze wurden erneut auf 1250°C erhitzt, mit einer Abschlusstemperatur von
ungefähr
800°C auf
eine Stärke
von 3,3 mm warmverarbeitet und bei einer Temperatur von ungefähr 700°C aufgewickelt.
Das warmverarbeitete Blech wurde dann entzundert, in Salpetersäure und
Flusssäure
gebeizt und um 58% auf eine Stärke
von 1,4 mm kaltumgeformt. Dieses warmverarbeitete Blech wurde vor
der Kaltumformung nicht geglüht.
Das kaltverarbeitete Blech wurde bei einer Spitzenmetalltemperatur
von 870°C für ungefähr 60 s
geglüht.
Nach dem Walzen betrug der "ridging"-Kennwert des Blechs
3 bis 4 und es wies eine Kornstruktur von 1,22 bis 1,27 auf. Ein "ridging"-Kennwert von 3 oder
mehr bedeutet geringes bis erhebliches "ridging" auf einer Skala von 0 bis 6. Ein hoher "ridging"-Kennwert von 3 oder
mehr und eine geringe Kornstruktur von kleiner als 1,3 sind für viele
Anwendungen betreffend die Tiefziehbarkeit oder die Zurschaustellung
nach außen
von ferritischem rostfreien Stahl nicht ausreichend. Die mechanischen
Eigenschaften dieses Stahls sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Eine
kaltgewalzte, geglühte
Kornstruktur dieses Stahls, die eine ungleichförmige "gebänderte" Kronstruktur aufweist,
die typisch ist für
Stähle,
die zum "ridging" neigen, ist in
Beispiel 10Example 10
Eine
weitere erfindungsgemäße chromlegierte
Eisenschmelze wurde in ähnlicher
Weise hergestellt wie das Beispiel 8. Die Zusammensetzungen der
Schmelze betrugen 0,19% Ti, 0,005% Al, 0,008% C, 0,12% Mn, 0,16%
Si, 10,7% Cr, 0,13% Ni und 0,011% N. Das Verhältnis des Produkts von Titan
mal Stickstoff geteilt durch Aluminium betrug 0,34. Die Stahlschmelze
wurde dann in eine Gusseinrichtung überführt und zu dünnen Walzplatten
vergossen, in ähnli cher
Weise, wie dies oben für
das Beispiel 5 beschrieben wurde.
Diese
dünnen
Walzplatten wurden dann erneut auf 1250°C aufgeheizt, mit einer Endtemperatur
von 800°C
auf eine Stärke
von 3,3 mm warmverarbeitet und dann bei einer Temperatur von 700°C aufgewickelt. Das
warmverarbeitete Blech wurde entzundert, in Salpetersäure und
Flusssäure
gebeizt und um 58% auf eine Dicke von 1,4 mm kaltumgeformt. Dieses
warmverarbeitete Blech wurde vor der Kaltumformung nicht geglüht. Das
kaltumgeformte Blech wurde bei einer Spitzenmetalltemperatur von
870°C für 60 s geglüht. Nach
der Dehnung nahm der "ridging"-Kennwert des geglühten Blechs
auf einen Wert von 1 ab und es war ein Anstieg des Rm-Werts
auf 1,45 zu verzeichnen. Ein "ridging"-Kennwert von 1 bedeutet
exzellente "ridging"-Eigenschaften und
der Stahl ist nahezu frei von "ridging". Ein "ridging"-Kennwert von 2 oder
weniger und ein Rm-Wert von mindestens 1,4
sind für
die meisten Tiefziehanwendungen von nach außen zur Schau gestelltem ferritischem
rostfreien Stahl akzeptabel. Die mechanischen Eigenschaften dieser
erfindungsgemäßen Bleche
sind in Tabelle 6 zusammengefasst. Die kaltgewalzte und geglühte Kornstruktur,
die in
Beispiel 11Example 11
Eine weitere erfindungsgemäße chromlegierte Eisenschmelze wurde in ähnlicher Weise hergestellt wie das Beispiel 10. Die Zusammensetzung der Schmelze betrug 0,19% Ti, 0,006% Al, 0,007% C, 0,13% Mn, 0,31% Si, 11,0% Cr, 0,16% Ni und 0,008% N. Das Verhältnis des Produktes von Titan mal Stickstoff geteilt durch Aluminium betrug 0,24. Die Stahlschmelze wurde dann in eine Vergusseinrichtung überführt und in ähnlicher Weise, wie dies oben für das Beispiel 5 beschrieben wurde, zu dünnen Walzplatten vergossen. Dieser ferritische rostfreie Stahl mit einem Verhältnis von (Ti × N)/Al ≥ 0,23 führte zu einer Struktur des Stahls im vergossenen Zustand mit 100% feinen gleichachsigen Körnern einer Größe von ungefähr 1 mm. Die Walzplatten aus diesem Stahl enthielten Einschlüsse, die hauptsächlich aus Titanoxid bestanden.Another inventive chromium alloyed iron melt was prepared in a similar manner as Example 10. The composition of the melt was 0.19% Ti, 0.006% Al, 0.007% C, 0.13% Mn, 0.31% Si, 11.0% Cr, 0.16% Ni and 0.008% N. The ratio of the product of titanium to nitrogen divided by aluminum was 0.24. The molten steel was then transferred to a potting device and cast into thin slabs in a manner similar to that described for Example 5 above. This ferritic stainless steel with a ratio of (Ti × N) / Al ≥ 0.23 resulted in a structure of the as-cast steel having 100% fine equiaxed grains about 1 mm in size. The slabs of this steel contained inclusions mainly composed of titanium oxide.
Diese Walzplatten wurden erneut auf 1250°C aufgeheizt, mit einer Endbearbeitungstemperatur von 800°C zu einer Dicke von 3 mm warmverarbeitet und bei einer Temperatur von 700°C aufgewickelt. Die warmverarbeiteten Bleche wurden entzundert und in Salpetersäure und Flusssäure gebeizt. Die warmverarbeiteten Bleche wurden dann um 53% auf eine Dicke von 1,4 mm kaltumgeformt. Diese warmverarbeiteten Bleche wurden vor der Kaltumformung nicht geglüht. Die kaltumgeformten Bleche wurden bei einer Metallspitzentemperatur von 940°C für 10 s geglüht. Nach dem Walzen betrugen die "ridging"-Kennwerte der geglühten Bleche 1 bis 2 und wiesen einen Rm-Wert von 1,39 bis 1,48 auf. Ein "ridging"-Kennwert von 2 bedeutet gute "ridging"-Eigenschaften. Die mechanischen Eigenschaften dieser erfindungsgemäßen Bleche sind in Tabelle 7 zusammenge fasst.These slabs were reheated to 1250 ° C, hot worked at a finishing temperature of 800 ° C to a thickness of 3 mm, and wound at a temperature of 700 ° C. The hot-processed sheets were descaled and pickled in nitric acid and hydrofluoric acid. The hot worked sheets were then cold worked 53% to a thickness of 1.4 mm. These hot processed sheets were not annealed prior to cold working. The cold-formed sheets were annealed at a metal tip temperature of 940 ° C for 10 seconds. After rolling, the ridging characteristics of the annealed sheets were 1 to 2, and had an R m of 1.39 to 1.48. A ridging characteristic of 2 means good ridging properties. The mechanical properties of these sheets according to the invention are summarized in Table 7.
Beispiel 12Example 12
Eine weitere Walzplatte einer Dicke von 130 mm mit einer im Zusammenhang mit dem Beispiel 11 beschriebenen Zusammensetzung wurde erneut auf 1250°C aufgeheizt, bei einer Endtemperatur von 830°C zu Blechen mit einer Dicke von 4,1 mm warmverarbeitet und bei einer Temperatur von 720°C aufgewickelt. Die warmverarbeiteten Bleche wurde entzundert, in Salpetersäure und Flusssäure gebeizt und dann von 66, 76 bzw. 85% kaltumgeformt entsprechend einer Dicke von 1,4, 1,0 bzw. 0,6 mm. Diese warmverarbeiteten erfindungsgemäßen Bleche wurden vor der Kaltumformung nicht geglüht. Die kaltumgeformten Bleche wurden bei einer Spitzentemperatur des Metalls von 940°C für 10 s geglüht. Nach dem Walzen betrugen die "ridging"-Kennwerte der geglühten Bleche grundsätzlich 2 oder besser und wiesen einen Rm-Wert von 1,76 bis 1,96 auf. Ein Rm-Wert ≥ 1,7 wird als hervorragend für ferritischen rostfreien Stahl erachtet, und früher wurde nicht geglaubt, dass es möglich sei, solche Werte für einen ferritischen rostfreien Stahl zu erzielen, der nicht einer Glühbehandlung vor der Kaltumformung unterzogen wurde. Die mechanischen Eigenschaften dieser erfindungsgemäßen Bleche sind in Tabelle 8 zusammengefasst.Another 130 mm thick slab having a composition described in connection with Example 11 was reheated to 1250 ° C, hot worked at a final temperature of 830 ° C into 4.1 mm thick sheets and at a temperature of 720 ° C wound up. The hot worked sheets were descaled, pickled in nitric acid and hydrofluoric acid and then cold worked from 66, 76 and 85%, respectively, to a thickness of 1.4, 1.0 and 0.6 mm, respectively. These hot-processed sheets of the invention were not annealed prior to cold working. The cold formed sheets were annealed at a peak metal temperature of 940 ° C for 10 seconds. After rolling, the ridging characteristics of the annealed sheets were basically 2 or better and had an R m of 1.76 to 1.96. An R m value ≥ 1.7 is considered to be excellent for ferritic stainless steel, and it was previously not believed that it would be possible to obtain such values for a ferritic stainless steel which was not subjected to an annealing treatment before cold working. The mechanical properties of these sheets according to the invention are summarized in Table 8.
Die
Zusammensetzung, das (Ti × N)/Al-Verhältnis und
der Prozentsatz an gleichachsigen Körnern der Walzplatten im vergossenen
Zustand für
Vergleichsbeispiele und erfindungsgemäße Beispiele rostfreier Schmelzen
des Typs 409 der Beispiel 5 bis 11 ebenso wie zusätzliche
Vergleichsbeispiele und erfindungsgemäße Beispiele von rostfreien
Schmelzen des Typs 409, die in ähnlicher
Weise, wie das für
die Beispiel 5 bis 11 oben beschrieben wurde, hergestellt und zu
dünnen
Walzplatten vergossen wurden, sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Der Prozentgehalt an gleichachsigen Körnern als Funktion des (Ti × N)/Al-Verhältnisses
für diese
Walzplatten ist in
Die Zusammensetzungen, die (Ti × N)/Al-Verhältnisse und die Prozentgehalte an gleichachsigen Körnern von Walzplatten im Gusszustand für Vergleichsbeispiele und erfindungsgemäße rostfreie Schmelzen des Typs 430, 439 und 439 Mo, die ähnlicher Weise wie oben im Zusammenhang mit den Beispielen 5 bis 11 beschrieben, hergestellt und vergossen wurden, sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Tabelle 4 veranschaulicht, dass ein Ti-Gehalt von mindestens 0,10% und ein (Ti × N)/Al-Verhältnis von mindestens 0,30 zu einer Kornstruktur des Stahls im Gusszustand führt, die grundsätzlich deutlich mehr als 50% an feinen gleichachsigen Körnern bei hoch chromlegierten Stähle enthält.The Compositions containing (Ti x N) / Al ratios and the percentages of equiaxed grains of slabs in the as-cast state for comparative examples and stainless according to the invention Melting of the type 430, 439 and 439 Mo, the similar manner as above in In connection with the examples 5 to 11, manufactured and shed are summarized in Table 4. table 4 illustrates that a Ti content of at least 0.10% and a (Ti × N) / Al ratio of at least 0.30 to a grain structure of the steel as cast leads, the principle significantly more than 50% of fine equiaxed grains in high chromium alloyed steels contains.
Die gut formbaren ferritischen chromlegierten Stahlbleche der vorliegenden Erfindung, die aus einem Stahl hergestellt wurden mit einer Struktur im Vergusszustand bestehend aus feinen gleichachsigen Körnern, wird aus einer Schmelze vergossen, die ausreichend Titan und Stickstoff, jedoch einen gesteuerten Anteil an Aluminium zur Ausbildung kleiner Titanoxideinschlüsse aufweist zur Bereitstellung der notwendigen Keime zur Bildung einer gleichachsigen Kronstruktur im Gusszustand, sodass ein geglühtes chromlegiertes Blech, das aus diesem Stahl hergestellt wird, verbesserte "ridging"-Kennwerte aufweist. Durch Ausbilden einer chromlegierten Eisenschmelze, die im Gegensatz zu großen Clustern an Aluminiumoxideinschlüssen reich an Titanoxideinschlüssen ist, kann eine Kornstruktur im Gusszustand mit mehr als 50% der Körner als gleichachsige feine Körner ausgebildet werden. Durch Vermeidung der Bildung großer säulenförmiger Körner in dem Stahl im Gusszustand wird das "ridging"-Phänomen in einem kaltgewalzten rekristallisationsgeglühten Blech, das aus diesem Stahl hergestellt wird, minimiert, selbst wenn ein warmverarbeitetes, aus diesem Stahl gebildetes Blech vor der Kaltumformung nicht geglüht wird.The good moldable ferritic chromium alloyed steel sheets of the present Invention made of a steel having a structure in the casting state consisting of fine equiaxed grains, is cast from a melt containing sufficient titanium and nitrogen, However, a controlled proportion of aluminum to form smaller titanium oxide has to provide the necessary germs to form a equiaxed crown structure in the cast state, so that an annealed chromium alloyed Sheet metal made from this steel has improved ridging characteristics. By forming a chromium-alloyed molten iron, in contrast too big Clusters of alumina inclusions rich in titanium oxide inclusions is, a grain structure as cast can with more than 50% of the grains as equiaxed fine grains be formed. By avoiding the formation of large columnar grains in The steel in the cast state becomes the "ridging" phenomenon in a cold rolled recrystallization annealed sheet made from this Steel is minimized, even if a hot-processed, sheet formed from this steel is not annealed prior to cold working.
Bei anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung, die geringere Al-Gehalte aufweisen, wird eine Eisenschmelze in einem Aufschmelzofen, wie z. B. einem elektrischen Lichtbogenofen (EAF) vorgelegt. Diese Eisenschmelze kann in einem Schmelzofen aus Festeisen-haltigem Schrott, Kohlenstoffstahlschrott, rostfreiem Stahlschrott, festes Eisen enthaltenden Materialien, wie z. B. Eisenoxid, Eisencarbid, direkt reduziertem Eisen, oder heißbrikettiertem Eisen gebildet werden, oder die Schmelze kann stromaufwärts eines Schmelzofens in einem Blasofen oder einer beliebigen andern Eisenaufschmelzeinheit erzeugt werden, die in der Lage ist, eine eisenhaltige Schmelze bereitzustellen. Die eisenhaltige Schmelze wird dann in dem Schmelzofen raffiniert oder in einen Raffinationsbehälter, wie z. B. einen Argon-Sauerstoff-Entkohlungsbehälter (AOD) oder einen Vakuum-Sauerstoff-Entkohlungsbehälter (VOD), gefolgt von einer Trimstation, wie z. B. einem Lanzenmetallurgieofen (LMF) oder einer Drahtzufuhrstation. Ein wichtiges Merkmal dieser Erfindung ist es, dass nach der Raffinination der Schmelze auf einen Endgehalt an Kohlenstoff und während oder nach der Zugabe von Feinabstimmungslegierungen der Schmelze zum Erreichen der Endspezifikation ein Mittel zur Deoxidation der Schmelze vor dem Vergießen zugegeben wird. Dieses Deoxidationsmittel besteht aus Titan. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, dass Aluminium nicht als Deoxidationsmittel zu dieser raffinierten Schmelze hinzugegeben wird. Wenn der Stahl stabilisiert werden soll, können ausreichende Mengen an Titan, die die für die Deoxidation erforderliche Menge überschreiten, zur Verbindung mit Kohlenstoff und Stickstoff in der Schmelze hinzugegeben werden. Vorzugsweise ist der Gehalt an zugegebenem Titan geringer als der für das Gleichgewicht mit Stickstoff erforderliche, wodurch die Ausscheidung von Titannitrid vor der Verfestigung der Schmelze vermieden wird. Alternativ können ein oder mehrere Stabilisierungselemente, wie z. B. Niob, Zirkon, Tantal und Vanadium ebenso zur Schmelze hinzugegeben werden. Dementsprechend weist der erfindungsgemäße Stahl mit geringem Aluminiumgehalt vorzugsweise 0,01% an zur Schmelze hinzugegebenem Titan auf, sodass der Stahl im Wesentlichen durch Titan deoxidiert wird, um die Bildung einer Mikrostruktur im Gusszustand sicherzustellen, die aus einer feinen gleichachsigen Kornstruktur gebildet wird. Unter geringen Aluminiumgehalten wird verstanden, dass der Stahl bis zu 0,010% Gesamt-Al enthält. Bei Stählen, die mehr als 0,010% Al enthalten, wurde beobachtet, dass bandförmige Strukturen auftreten, die darauf hindeuten, dass die Mikrostruktur der Walzplatte im Gusszustand säulenförmig ist.at other preferred embodiments according to the present Invention, which have lower Al contents, becomes an iron melt in a reflow oven, such. B. an electric arc furnace (EAF). This molten iron can be made in a smelting furnace Hard iron containing scrap, carbon steel scrap, stainless Steel scrap, solid iron-containing materials such. Iron oxide, Iron carbide, directly reduced iron, or hot briquetted iron formed be, or the melt can upstream of a melting furnace in one Blasofen or any other Eisenaufschmelzeinheit produced which is capable of providing an iron-containing melt. The iron-containing melt is then refined in the smelting furnace or in a refining container, such as An argon-oxygen decarburization vessel (AOD) or a vacuum-oxygen decarburization vessel (VOD), followed by a trim station, such as B. a lance metallurgy furnace (LMF) or a wire feeding station. An important feature of this invention It is that after refining the melt to a final content at carbon and during or after the addition of fine-tuning alloys of the melt to achieve the final specification a means of deoxidizing the Melt before pouring is added. This deoxidizer is titanium. One Another important feature of the invention is that aluminum is not as a deoxidizer added to this refined melt becomes. If the steel is to be stabilized, sufficient quantities may be available Titan, the for exceed the amount required to deoxidize, to the compound be added with carbon and nitrogen in the melt. Preferably, the content of added titanium is less than that for the Equilibrium with nitrogen required, eliminating the excretion titanium nitride is avoided prior to solidification of the melt. Alternatively, a or more stabilizing elements, such as. Niobium, zirconium, tantalum and vanadium are also added to the melt. Accordingly has the steel according to the invention with a low aluminum content, preferably 0.01% to the melt titanium, so that the steel is essentially titanium is deoxidized to the formation of a microstructure in the cast state ensure that from a fine equiaxed grain structure is formed. Low aluminum contents are understood to mean that the steel contains up to 0.010% total Al. For steels containing more than 0.010% Al contained, it was observed that band-shaped structures occur indicating that the microstructure of the slab in the as-cast condition is columnar.
Nachdem die Schmelze mit Chrom in einem Schmelz- oder Raffinationsbehälter raffiniert und legiert wurde, wird die chromlegierte Eisenschmelze mit geringem Aluminiumgehalt mit Titan deoxidiert und enthält bis zu 0,08% C, ≤ 0,05% N, bis zu 1,50% Mn, ≤ 1,5% Si, 8–25% Cr, < 2,0% Ni, alle Angaben in Gewichtsprozent, wobei der Restgehalt aus Eisen und Restelementen besteht. Die chromlegierte Stahlschmelze wird kontinuierlich zu einem Blech, einer dünnen Walzplatte mit einer Dicke ≤ 140 mm, einer dicken Walzplatte mit einer Dicke ≤ 200 mm oder zu einem Block vergossen mit einer Mikrostruktur im Gusszustand, die aus einer feinen gleichachsigen Kornstruktur mit einem Anteil größer als 50%, vorzugsweise mindestens 60%, stärker bevorzugt mindestens 80% und am meisten bevorzugt aus einer Mikrostruktur mit nahezu ausschließlich feinen gleichachsigen Körnern besteht, die frei ist von großen säulenförmigen Körnern. Der gegossene Stahl wird dann zu einem Blech mit einer kontinuierlichen Länge warmverarbeitet. Unter "Warmverarbeitung" wird verstanden, dass der Stahl im Gusszustand erneut aufgeheizt wird, falls notwendig, und anschließend auf eine vorbestimmte Dicke reduziert wird, wie z. B. beim Warmwalzen. Wenn der Stahl warmgewalzt wird, wird die Stahlwalzplatte auf 1050–1300°C wieder erhitzt, bei einer Endtemperatur von mindestens 800°C warmgewalzt und bei einer Temperatur ≤ 580°C aufgewickelt. Zusätzlich kann das warmgewalzte Blech dann entzundert und mit mindestens 40%, vorzugsweise mindestens 50%, auf die gewünschte Enddicke des Blechs kaltumgeformt werden. Nachfolgend wird das kaltgewalzte Blech für 1 s bei einer Spitzentemperatur des Metalls von 800–1000°C rekristallisationsgeglüht. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das warmverarbeitete Blech zur Vermeidung der Ausbildung von "ridiging"-Phänomenen vor der Kaltumformung nicht geglüht werden muss, d. h. keine Warmbandglühung durchgeführt werden muss. Die Rekristallisationsglühung, die sich an die Kaltumformung anschließt, kann eine kontinuierliche Glühung oder Glühen in einer Box sein. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das geglühte legierte Stahlblech mit exzellenten "ridging"-Kennwerten eine sehr gleichmäßige Kornstruktur bei einer geringen Kaltumformung von 40% aufweist.After the melt is refined and alloyed with chromium in a smelting or refining vessel, the low alloy chromium-alloyed molten iron is deoxidized with titanium and contains up to 0.08% C, ≤ 0.05% N, up to 1.50% Mn , ≤ 1.5% Si, 8-25% Cr, <2.0% Ni, all figures in percent by weight, the remainder being iron and residual elements. The chromium-alloyed molten steel is continuously cast into a sheet, a thin slab having a thickness ≤140 mm, a thick slab having a thickness ≤200 mm or cast in block with a as-cast microstructure consisting of a fine equiaxed grain structure with a proportion greater than 50%, preferably at least 60%, more preferably at least 80% and most preferably consists of a microstructure with almost exclusively fine equiaxed grains which is free of large columnar grains. The cast steel is then hot worked into a sheet of continuous length. By "hot working" it is meant that the steel is reheated in the as-cast state, if necessary, and then reduced to a predetermined thickness, such as by injection molding. B. during hot rolling. When the steel is hot rolled, the steel roll plate is reheated to 1050-1300 ° C, hot rolled at a final temperature of at least 800 ° C and wound at a temperature ≤ 580 ° C. Additionally, the hot rolled sheet may then be descaled and cold reduced to at least 40%, preferably at least 50%, to the desired final thickness of the sheet. Subsequently, the cold-rolled sheet is recrystallized for 1 second at a peak metal temperature of 800-1000 ° C. A significant advantage of the invention is that the hot-processed sheet to avoid the formation of "ridiging" phenomena does not need to be annealed prior to cold forming, ie no hot strip annealing must be performed. The recrystallization annealing, which follows the cold forming may be a continuous annealing or annealing in a box. Another advantage of the invention is that the annealed alloy steel having excellent ridging characteristics has a very uniform grain structure with a low cold working of 40%.
Der ferritische chromlegierte Stahl der vorliegenden Erfindung kann aus einem warmverarbeiteten Blech durch eine Anzahl von Verfahren hergestellt werden. Das Blech kann aus Walzplatten hergestellt werden, die aus Gussblöcken oder kontinuierlich gegossenen Walzplatten hergestellt werden, die auf eine Temperatur von 1050–1300°C wieder erhitzt werden, gefolgt von Warmwalzen, zur Erzeugung eines warmverarbeiteten Anfangsblechs mit einer Dicke von 2–6 mm, oder das Blech kann warmverarbeitet werden aus einem kontinuierlichen Streifen, der mit einer Dicke von 2–10 mm gegossen wurde. Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf Bleche, die durch Verfahren hergestellt wurden, bei denen kontinuierlich vergossene Walzplatten oder aus Blöcken hergestellte Walzplatten direkt zu einem Warmwalzwerk geführt werden, mit oder ohne erhebliche Aufheizung, oder auf Blöcke, die zu Walzplatten warmreduziert wurden, mit einer geeigneten Temperatur zum Warmwalzen des Blechs mit oder ohne zusätzliches Aufheizen, oder auf Fälle, bei denen das geschmolzene Metall direkt zu einem für die weitere Verarbeitung geeigneten Blech gegossen wird.Of the Ferritic chromium alloyed steel of the present invention can from a hot processed sheet by a number of methods getting produced. The sheet can be made from slabs, the castings or continuously cast slabs are made, the to a temperature of 1050-1300 ° C again are heated, followed by hot rolling, to produce a hot processed Starting sheet with a thickness of 2-6 mm, or the sheet can are processed from a continuous strip, the with a thickness of 2-10 mm was poured. The present invention is also applicable on sheets, which were produced by processes in which continuous potted slabs or slabs produced from blocks led directly to a hot rolling mill be, with or without significant heating, or on blocks that were heat reduced to slabs, with a suitable temperature for hot rolling the sheet with or without additional heating, or on Cases, where the molten metal directly to one for the other Processing suitable metal sheet is poured.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Gesamtaluminiumgehalt auf Gehalte von nicht größer als 0,010%, vorzugsweise < 0,010%, stärker bevorzugt ≤ 0,007% und am meisten bevorzugt ≤ 0,005% begrenzt ist. Wenn Aluminium nicht absichtlich mit der Schmelze legiert wird, während der Raffination oder des Vergießens, wie z. B. zur Deoxidation unmittelbar vor dem Verguss, kann der Gesamtgehalt an Aluminium auf Gehalte kleiner als 0,010% kontrolliert werden. Vorzugsweise sollte Aluminium nicht unabsichtlich zur Schmelze hinzugegeben werden, als eine Verunreinigung, die in einer Legierungszugabe eines anderen Elements, wie z. B. Titan, enthalten ist. Das heißt, die Verwendung von Titanlegierungszusätzen, die als Verunreinigung Aluminium enthalten, sollte vermieden werden. Titanlegierungen können hohe Mengen an Aluminium von bis zu 20% enthalten, die zu einem hohen Gesamtalumi niumgehalt von 0,07% in der Schmelze beitragen können. Durch sorgfältige Kontrolle der Raffination und der Vergussverfahren kann eine Schmelze mit einem Aluminiumgehalt von nicht höher als 0,010% erhalten werden.One important feature of the invention is that the total aluminum content on contents of not greater than 0.010%, preferably <0.010%, stronger preferably ≤ 0.007% and most preferably ≤ 0.005% is limited. If aluminum is not intentionally with the melt is alloyed while refining or potting, such as B. for deoxidation immediately before the potting, the Total content of aluminum to contents less than 0.010% controlled become. Preferably, aluminum should not melt unintentionally be added as an impurity in an alloy addition another element, such as As titanium, is included. That is, the Use of titanium alloy additives as impurity Aluminum should be avoided. Titanium alloys can be high Contain aluminum up to 20%, which leads to a high Total aluminum content of 0.07% in the melt can contribute. By careful Control of refining and the casting process can be a melt obtained with an aluminum content of not higher than 0.010%.
Ohne dass es durch die Theorie vorgegeben wird, wird angenommen, dass der Aluminiumgehalt zur Unterdrückung der Bildung von Al2O3-Partikeln in der Schmelze 0,010% nicht überschreiten sollte. Stahl, der kontinuierlich zu dünnen Walzplatten oder einem kontinuierlichen Blech vergossen wird, weist im Gusszustand nicht inhärent eine feine gleichachsige Kornmikrostruktur auf. Es wird angenommen, dass bei der Erfindung durch sorgfältige Kontrolle des Aluminiumgehalts auf nicht höher als 0,010 Gew.-% die Bildung von Al2O3-Partikeln minimiert werden kann. Es wird weiter angenommen, dass durch Unterdrückung der Bildung von Al2O3 kleine Partikel mit einer Größe kleiner als 10 μm, vorzugsweise kleiner als 5 μm und am stärksten bevorzugt kleiner als 1 μm bestehend aus komplexen Oxiden des Titan die überwiegenden nicht-metallischen Partikel in der Schmelze darstellen. Es wird angenommen, dass diese kleinen komplexen Titanoxidpartikel die Keimbildner bereitstellen, die während der Verfestigung die Bildung einer feinen gleichachsigen Kornstruktur im Gusszustand erlauben.Without being dictated by theory, it is believed that the aluminum content should not exceed 0.010% to suppress the formation of Al 2 O 3 particles in the melt. Steel cast continuously to thin slabs or a continuous sheet does not inherently have a fine equiaxed grain microstructure as cast. By carefully controlling the aluminum content to not higher than 0.010 wt%, it is believed that in the invention, the formation of Al 2 O 3 particles can be minimized. It is further believed that by suppressing the formation of Al 2 O 3, small particles having a size smaller than 10 μm, preferably smaller than 5 μm, and most preferably smaller than 1 μm consisting of complex oxides of titanium are the predominant non-metallic particles in the melt. It is believed that these small complex titanium oxide particles provide the nucleating agents that allow the formation of a fine co-axial as-cast grain structure during solidification.
Aluminium-deoxidierte Schmelzen des Standes der Technik tendieren dazu, während des kontinuierlichen Vergießens die Düsen zu verstopfen. Es war grundsätzlich erforderlich, Calcium zu hoch aluminiumhaltigen Stählen hinzuzugeben, um die Fließeigenschaften der Al2O3-Partikel in der gegossenen Schmelze zu erhöhen, um die Tendenz zur Verstopfung der Gussdüsen zu minimieren. Jedoch beeinflusst Calcium ganz allgemein die Bildung von feinen gleichachsigen Körnern im Gusszustand in negativer Weise. Dementsprechend sollte der Calciumgehalt auf 0,0020% begrenzt werden. Ein wichtiger Vorteil der Erfindung ist es, die Notwendigkeit zur Zugabe von Calci um zu der Schmelze mit geringem Aluminiumgehalt zu beseitigen, da sehr wenige Aluminiumoxidpartikel in der Schmelze vorhanden sind, wenn der Aluminiumgehalt auf Werte kleiner als 0,010% begrenzt wird. Eine große Anzahl an Al2O3-Partikel in der Schmelze kann schnell zu großen Clustern von Al2O3 koaleszieren, die eine Verstopfung der Düse während des kontinuierlichen Vergießens verursachen können.Prior art deoxidised aluminum melts tend to clog the nozzles during continuous potting. It was generally necessary to add calcium to high aluminum steels in order to increase the flow properties of the Al 2 O 3 particles in the cast melt to minimize the tendency for the nozzle to clog. However, in general, calcium adversely affects the formation of as-cast fine equiaxed grains. Accordingly, the calcium content should be limited to 0.0020%. An important advantage of the invention is the elimination of the need to add calcia to the low aluminum content melt since very few alumina particles are present in the melt if the aluminum content is limited to less than 0.010%. A large number of Al 2 O 3 particles in the melt can rapidly coalesce into large clusters of Al 2 O 3 , which can cause clogging of the nozzle during continuous potting.
Ein
weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass nur Titan verwendet
wird zur Oxidation der Schmelze vor dem Verguss, wobei diese Schmelze
vorzugsweise einen Untergleichgewichtsgehalt an Titan von mindestens
0,01% aufweist. Bevorzugterweise sollte der Gehalt an Titan in dieser
Stahlschmelze die Beziehung (Ti/48)/[(C/12) + (N/14)] > 1,5 erfüllen. Unter
Untergleichgewicht wird verstanden, dass der Gehalt an Titan derart
kontrolliert wird, dass die Löslichkeitsprodukte
der Titanverbindungen unterhalb des Sättigungslevels bei Liquidustemperatur
liegt, wodurch die Ausscheidung von TiN in der Schmelze verhindert
wird. Wenn die Bildung von TiN-Partikeln zugelassen wird, koaleszieren
die TiN-Ausscheidungen zu großen
Clustern mit geringer Dichte, die während des kontinuierlichen
Vergusses zur Oberfläche
der sich verfestigenden Walzplatte aufschwimmen. Der Gehalt an Titan,
der in der Schmelze zur Vermeidung von TiN-Ausscheidungen zugelassen wird,
ist umgekehrt mit dem Gehalt an Stickstoff korreliert. Der maximale
Gehalt an Titan für
Untergleichgewichts-Bedingungen ist in der
Stickstoff liegt in den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Anteil von ≤ 0,05%, vorzugsweise ≤ 0,03% und stärker bevorzugt mit Gehalten von ≤ 0,012% vor. Bei der Erfindung ist es wünschenswert, den Gehalt an Stickstoff zu steuern zur Vermeidung von TiN-Ausscheidungen in der Schmelze, d. h. Untergleichgewicht, wodurch stattdessen die Bildung von Titanoxiden begünstigt wird. Es wird angenommen, dass kleine Partikel aus komplexen Titanoxiden dafür verantwortlich sind, die notwendigen Keimbildner zur Bildung einer feinen gleichachsigen Kornstruktur im Gusszustand zu bilden. Durch sorgfältige Kontrolle der Anteile an Stickstoff und Titan in der Schmelze auf Gehalte unterhalb der Löslichkeitsgrenze von TiN bilden sich stattdessen kleine TiO2-Partikel mit einer Größe kleiner als 1 μm, die die notwendigen Keimbildner darstellen, die für die feine gleichachsige Kronmikrostruktur im vergossenen Zustand verantwortlich ist.Nitrogen is present in the steels of the present invention at a level of ≤ 0.05%, preferably ≤ 0.03%, and more preferably at levels of ≤ 0.012%. In the invention, it is desirable to control the level of nitrogen to avoid TiN precipitation in the melt, ie, underbalance, thereby favoring the formation of titanium oxides instead. It is believed that small particles of complex titanium oxides are responsible for forming the necessary nucleators to form a fine cast-iron equiaxed grain structure. By carefully controlling the proportions of nitrogen and titanium in the melt to levels below the solubility limit of TiN, small TiO 2 particles smaller than 1 μm in size form the necessary nucleators for the fine equiaxed crown microstructure in the as-cast state responsible for.
Für jede beliebige Vergusstemperatur kann eine Stahllegierungszusammensetzung in Bezug auf den Stickstoffgehalt und den Unter-Gleichgewichtsgehalt an Ti zur Vermeidung von TiN-Ausscheidungen gesteuert werden. Obgleich Stickstoffkonzentrationen nach dem Aufschmelzen in einem EAF-Ofen hohe Werte von 0,05% annehmen können, kann der Gehalt an gelöstem Stickstoff während der Inertgasraffination in einem AOD-Ofen auf Werte kleiner als 0,02% verringert werden und, falls notwendig, auch auf Werte kleiner als 0,01%. Die Ausscheidung von TiN kann für einen beliebigen gegebe nen Stickstoffgehalt durch Reduzierung des Untergleichgewichtsgehalts an Ti vermieden werden, der zur Schmelze hinzugegeben werden muss. Alternativ hierzu kann der Untergleichgewichtsgehalt an Stickstoff in der Schmelze in einem AOD-Ofen für einen vorweg angenommenen Gehalt an in der Schmelze enthaltenem Ti reduziert werden. Für einen Untergleichgewicht-rostfreien Stahl des Typs T409 mit ungefähr 11–13% Chrom und nicht mehr als ungefähr 0,012% N, würde die Stahlschmelze zur Vermeidung von TiN-Ausscheidungen vor Verfestigung der Schmelze weniger als ungefähr 0,25% Ti enthalten. Für einen rostfreien Stahl des Typs T439 im Untergleichgewicht, der ungefähr 16–18% Chrom und nicht mehr als ungefähr 0,014 N enthält, würde die Stahlschmelze zur Vermeidung von TiN-Ausscheidungen vor Verfestigung der Schmelze weniger als ungefähr 0,35% Ti enthalten.For any Vergusstemperatur may relate to a steel alloy composition on the nitrogen content and the sub-equilibrium content of Ti for avoidance controlled by TiN precipitates. Although nitrogen concentrations assume high values of 0.05% after melting in an EAF oven can, can the content of dissolved Nitrogen during Inert gas refining in an AOD oven to values less than 0.02% and, if necessary, smaller to values than 0.01%. The precipitation of TiN can be given for any one Nitrogen content by reducing the underbalance weight Ti, which must be added to the melt, is avoided. Alternatively, the underbalance content of nitrogen in the melt in an AOD furnace for an anticipated Content of Ti contained in the melt can be reduced. For one Bottom weight stainless steel type T409 with approximately 11-13% chromium and not more than about 0.012% N, would the molten steel to prevent TiN precipitates from solidification the melt less than about 0.25% Ti. For a sub-equilibrium type T439 stainless steel, the about 16-18% chromium and not more than about Contains 0.014N, would the Molten steel to prevent TiN precipitation from solidification the melt less than about 0.35% Ti.
Kohlenstoff ist in den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Gehalt von bis zu 0,08%, vorzugsweise ≤ 0,02% und am stärksten bevorzugt mit 0,0010–0,01% enthalten. Wenn der Kohlenstoffgehalt 0,08% überschreitet, verschlechtern sich die Formbarkeit, die Korrosionsbeständigkeit und die Schweißbarkeit. Dementsprechend sollte Kohlenstoff zu einem Gehalt reduziert werden, der so gering wie möglich ist.carbon is in the steels according to the invention with a level of up to 0.08%, preferably ≤ 0.02%, and most preferably with 0.0010-0.01% contain. If the carbon content exceeds 0.08%, it will deteriorate formability, corrosion resistance and weldability. Accordingly, carbon should be reduced to a content the lowest possible is.
Ein Element zur Stabilisierung von Kohlenstoff und Stickstoff kann in den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Gehalt von 0,05–1%, vorzugsweise 0,10–0,45%, bevorzugter mit 0,15–0,25% und am meisten bevorzugt mit einem Gehalt von 0,18–0,25% vorliegen. Wenn ein stabilisierter Stahl erwünscht wird, kann das Stabilisierungselement mindestens einen Gehalt von 0,05% annehmen zur Bildung einer stabilen karbonitridischen Verbindung, die wirksam ist zur Erzeugung einer Größe der kristallinen Körner zur Erhöhung der Dehnung und der Zähigkeit des rostfreien Stahls, wodurch die Formbarkeit, wie z. B. die Tiefziehbarkeit nach der Glühung, verbessert wird. Wenn das Stabilisierungselement mit Gehalten größer als ungefähr 1,0% vorliegt, wird die Formbarkeit des Stahls nicht weiter verbessert und die Kosten zur Produktion des Stahls steigen an. Zusätzlich zu Titan kann ein geeignetes Stabilisierungselement Niob, Zirkon, Tantal, Vanadium oder Mischungen daraus enthalten, wobei Titan alleine bevorzugt wird. Wenn ein zweites Stabilisierungselement verwendet wird, bei dem es sich nicht um Titan handelt, wie z. B. Niob, sollte der Gehalt an zweitem Stabilisierungselement auf Werte nicht höher als 0,25% begrenzt werden. Niob beeinflusst in Gehalten ≥ 0,25% die Formbarkeit in negativer Weise.One Element for the stabilization of carbon and nitrogen can be found in with the steels according to the invention a content of 0.05-1%, preferably 0.10-0.45%, more preferably 0.15-0.25% and most preferably at a level of 0.18-0.25%. If a stabilized steel is desired, the stabilizing element at least have a content of 0.05% to form a stable carbonitridic compound which is effective for producing a Size of the crystalline grains to increase stretching and toughness of stainless steel, whereby the moldability, such as. B. the thermoformability after the annealing, is improved. If the stabilizing element with contents greater than approximately 1.0% is present, the formability of the steel is not further improved and the cost of producing the steel is increasing. In addition to Titanium may be a suitable stabilizing element niobium, zirconium, tantalum, Vanadium or mixtures thereof, with titanium alone preferred becomes. If a second stabilizing element is used, at which is not titanium, such as As niobium, the content should be at second stabilizing element to values not higher than 0.25% are limited. Niobium influences the contents in amounts ≥ 0.25% Moldability in a negative way.
Chrom liegt in den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Anteil von ≥ 8%, vorzugsweise 10% vor. Wenn der Chromgehalt kleiner als 8% ist, wird die Nasskorrosionsbeständigkeit des Stahls negativ beeinflusst. Wenn der Chromgehalt höher als ungefähr 25% beträgt, wird die Formbarkeit des Stahls verschlechtert.Chromium is present in the steels according to the invention with a proportion of ≥ 8%, preferably 10%. If the chromium content is less than 8%, the wet corrosion resistance of the steel is adversely affected. If the chromium content is higher than about 25%, the moldability of the steel is deteriorated.
Silicium liegt bei den erfindungsgemäßen chromlegierten Stählen der vorliegenden Erfindung mit einem Gehalt ≤ 1,5%, vorzugsweise ≤ 0,5% vor. Ein geringer Gehalt an Silicium ist in einem ferritischen rostfreien Stahl grundsätzlich zur Begünstigung der Bildung der ferritischen Phase vorhanden. Silicium begünstigt auch die Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit und wirkt sich günstig auf die Hochtemperaturfestigkeit aus. Dementsprechend sollte Silicium in der Schmelze mit einem Gehalt von mindestens 0,1% vorhanden sein. Silicium sollte Gehalte von ungefähr 1,5% nicht überschreiten, da der Stahl sonst zu hart wird und die Dehnung in negativer Weise beeinflusst wird.silicon is the chromium alloy according to the invention toughen of the present invention at a content of ≦ 1.5%, preferably ≦ 0.5%. A low content of silicon is in a ferritic stainless Steel basically for the benefit the formation of the ferritic phase present. Silicon also benefits the high temperature corrosion resistance and has a favorable effect on the high-temperature strength. Accordingly, silicon should be present in the melt with a content of at least 0.1%. Silicon should not exceed levels of about 1.5%, otherwise the steel will become too hard and the strain will be negative being affected.
Mangan liegt bei den erfindungsgemäßen Stählen mit einem Gehalt von bis zu 1,5% und vorzugsweise mit weniger als 0,5% vor. Mangan verbessert durch Verbindung mit Schwefel als Mangansulfid die Warmverarbeitbarkeit zur Verhinderung des Zerreißens des Blechs bei der Warmbearbeitung. Dementsprechend sind Mangangehalte von mindestens 0,1% wünschenswert. Jedoch ist Mangan ein Austenitbildner und beeinflusst die Stabilisierung der ferritischen Phase. Wenn der Gehalt an Mangan ungefähr 1,5% überschreitet, werden die Stabilisierung und die Formbarkeit des Stahls negativ beeinflusst.manganese is involved in the steels according to the invention a content of up to 1.5% and preferably less than 0.5% in front. Manganese improves by combining with sulfur as manganese sulfide the hot workability for preventing the tearing of the Sheet metal during hot working. Accordingly, manganese contents of at least 0.1% desirable. However, manganese is an austenite former and affects stabilization the ferritic phase. When the content of manganese exceeds about 1.5%, stabilization and malleability of the steel become negative affected.
Schwefel ist bei den Stählen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit einem Anteil von < 0,015%, bevorzugter mit < 0,010% und am meisten bevorzugt mit < 0,005% vorhanden. Zusätzlich zur Verursachung eines Problems während des Warmwalzens beeinflusst der Schwefel die Nasskorrosionsbeständigkeit in negativer Weise, insbesondere bei solchen Stählen, die einen geringen Gehalt an Chrom aufweisen. Dementsprechend sollte Schwefel vorzugsweise einen Gehalt von ungefähr 0,015% nicht übersteigen.sulfur is with the steels of the present invention preferably in an amount of <0.015%, more preferably with <0.010% and most preferably <0.005% available. additionally influenced to cause a problem during hot rolling the sulfur negatively affects the wet corrosion resistance, especially with such steels, which have a low content of chromium. Accordingly, should Sulfur preferably does not exceed a content of about 0.015%.
Ähnlich wie Mangan ist Nickel ein Austenitbildner und beeinflusst die Stabilisierung der ferritischen Phase. Dementsprechend ist Nickel auf ≤ 2,0% und vorzugsweise < 1,0% begrenzt.Similar to Manganese, nickel is an austenite former and influences the stabilization the ferritic phase. Accordingly, nickel is ≤ 2.0% and preferably <1.0% limited.
Der erfindungsgemäße ferritische chromlegierte Stahl kann auch andere Elemente, wie z. B. Kupfer, Molybdän, Phosphor und dergleichen, entweder als absichtliche Zugaben oder als Restelemente vorliegend, d. h. als Verunreinigungen aus dem Prozess der Stahlherstellung.Of the Ferritic according to the invention Chromium-alloyed steel may also contain other elements, such as. As copper, molybdenum, phosphorus and the like, either as intentional additions or as remnants present, d. H. as impurities from the steelmaking process.
Beispiel 13Example 13
Eine
chromlegierte Eisenschmelze gemäß der vorliegenden
Erfindung von ungefähr
25 kg wurde in einem Laborvakuumbehälter vorgelegt. Nach der abschließenden Zugabe
von Feinabstimmungselementen zur Legierung wurde die Schmelze mit
Titan deoxidiert. Die Zusammensetzung der chromlegierten Schmelze betrug
0,009% Al, 0,18% Ti, 0,0068% C, 0,26% Mn, 0,51% Si, 11,1% Cr, 0,20%
Ni und 0,0081% N. Die Stahlschmelze wurde zu Blöcken vergossen mit einer Dicke
bzw. einer Breite von ungefähr
75 mm bzw. 150 mm. Die Mikrostruktur im vergossenen Zustand einer
Querschnittsprobe, die aus dem rostfreien Stahlblock geschnitten
wurde, wies eine feine Kornstruktur mit ungefähr 80% an gleichachsigen Körnern auf,
bei einer durchschnittlichen Größe von ungefähr 1 mm,
wie in
Beispiel 14Example 14
Eine chromlegierte Eisenschmelze von ungefähr 125 t wurde in einem AOD-Raffinationsbehälter vorgelegt. Nachdem Kohlenstoff auf einen Wert gemäß der Endspezifikation reduziert wurde, wurde die Schmelze in einen LMF-Behälter überführt, worin die abschließende Zugabe von Legierungselementen zur Feinabstimmung erfolgte.A Chromium-alloyed molten iron of approximately 125 t was placed in an AOD refining tank. After reducing carbon to a value according to the final specification was transferred, the melt was transferred to a LMF container, in which the final addition made of alloying elements for fine tuning.
Nachdem
bestimmt wurde, dass die Schmelze innerhalb der chemischen Endzusammensetzung
liegt, wurde die Schmelze mit Titan deoxidiert. Die Zusammensetzung
der Schmelze betrug 0,18% Ti, 0,022% Al, 0,007% C, 0,22% Mn, 0,17%
Si, 10,6% Cr, 0,14% Ni, 0,01% N, 0,0010% Ca, 0,10% Cu, 0,03% Mo
und 0,029% V. Die Stahlschmelze wurde dann innerhalb von 40 min
in eine Vergusseinrichtung überführt und
kontinuierlich zu dünnen
Walzplatten mit einer Dicke von 130 mm und einer Breite von 1200
mm vergossen. Querschnittsproben wurden aus einem Mittenbereich
an verschiedenen Stellen entlang der Länge der dünnen Walzplatte herausgeschnitten.
Die Mikrostruktur im vergossenen Zustand dieser aus der Walzplatte
herausgeschnittenen Proben dieses hochaluminiumhaltigen rostfreien
Stahls wies eine Mikrostruktur mit großen säulenför migen Körnern auf, wie in
Walzplatten,
die aus dieser Schmelze gegossen wurden, wurden auf 1250°C wieder
erhitzt, mit einer Endbearbeitungstemperatur von ungefähr 800°C auf eine
Dicke von 3,3 mm warmverarbeitet und bei einer Temperatur von ungefähr 700°C aufgewickelt.
Die warmverarbeiteten Bleche wurden entzundert, in Salpetersäure und
Flusssäure
gebeizt und um 58% auf eine Dicke von 1,4 mm kaltumgeformt. Diese
warmverarbeiteten Bleche wurden vor der Kaltumformung nicht geglüht. Das
kaltumgeformte Blech wurde bei einer Spitzentemperatur des Metalls
von 870°C
für ungefähr 60 s
geglüht.
Nach dem Walzen betrugen die "ridging"-Kennwerte des Blechs
3 bis 4 und es wies einen rm-Wert von 1,22
bis 127 auf. Ein "ridging"-Kennwert von 3 oder mehr
ist gleichbedeutend mit mittlerem bis erheblichem "ridging" auf einer Skala
von 0 bis 6. Ein hoher "ridging"-Kennwert von 3 oder
mehr und ein geringer rm-Wert von kleiner
als 1,3 sind für
viele Anwendungen der Tiefformbarkeit und der Zurschaustellung nach
außen
des ferritischen rostfreien Stahls nicht akzeptabel. Die mechanischen
Eigenschaften dieser Stähle
sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Die kaltgewalzte und geglühte Kornstruktur
ist in
Beispiel 15Example 15
Eine
weitere erfindungsgemäße chromlegierte
Eisenschmelze wurde in ähnlicher
Weise hergestellt, wie dies für
das Beispiel 14 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, dass die Schmelze
einen geringen Gehalt an Aluminium aufwies und die abschließende Legierungszugabe
zur Feinabstimmung in dem LMF-Ofen erfolgte, nachdem die Schmelze
mit Titan deoxidiert wurde. Die Zusammensetzung dieser Schmelze
betrug 0,19% Ti, 0,005% Al, 0,008% C, 0,12% Mn, 0,16% Si, 10,7%
Cr, 0,13% Ni, 0,009% N, 0,001% Si, 0,09% Cu, 0,03% Mo, 0,025% V
und 0,0009% Ca. Die Stahlschmelze wurde kontinuierlich zu Walzplatten
mit einer Dicke von 130 mm vergossen, wie dies für das Beispiel 14 beschrieben
wurde. Die Mikrostrukturen von Querschnittsproben im vergossenen
Zustand, die aus diesen dünnen
Walzplatten herausgeschnitten wurden, sind in
Diese
dünnen
Walzplatten wurden erneut auf 1250°C aufgeheizt, mit einer Endtemperatur
von 800°C zu
einer Dicke von 3,3 mm warmverarbeitet und dann bei einer Temperatur
von 700°C
aufgewickelt. Das warmverarbeitete Blech wurde entzundert, in Salpetersäure und
Flusssäure
gebeizt und um 58% kaltumgeformt, auf eine Dicke von 1,4 mm. Dieses
warmverarbeitete Blech wurde vor der Kaltumformung nicht geglüht. Das
kaltumgeformte Blech wurde bei einer Spitzentemperatur des Metalls
von 870°C
für 60
s geglüht.
Nach dem Walzen betrug der "ridging"-Kennwert des geglühten Blechs
1 und es wies einen rm-Wert von 1,44 bis
1,45 auf. Ein "ridging"-Kennwert von 1 ist
gleichbedeutend mit exzellenten "ridging"-Eigenschaften und
der Stahl ist nahezu frei von "ridging"-Phänomenen.
Ein "ridging"-Kennwert von 2 oder
weniger und ein rm-Wert von mindestens 1,4 sind
für die
meisten Anwendungen des Tiefformens und der Zurschaustellung von
ferritischem rostfreien Stahl akzeptabel. Die mechanischen Eigenschaften
dieser erfindungsgemäßen Bleche
sind in Tabelle 6 zusammengefasst. Die kaltgewalzte und geglühte Kornstruktur
ist in
Ein
sehr wichtiger Vorteil der Erfindung betrifft das rekristallisationsgeglühte Endprodukt.
Ferritische rostfreie Stähle
des Standes der Technik wurden nicht nur durch "ridging" negativ beeinflusst, sondern wiesen auch
eine geringe Formbarkeit, d. h. geringe rm-Werte
auf. Ein Grund hierfür,
dass ferritische rostfreie Stähle eine
begrenzte Formbarkeit aufweisen, liegt darin, dass die Kornstruktur
nach der Glühung
nicht gleichmäßig ist.
Beispiel 16Example 16
Eine
weitere erfindungsgemäße chromlegierte
Eisenschmelze wurde in ähnlicher
Weise wie die des Beispiels 15 hergestellt. Nach abschließender Zugabe
der Legierungselemente zur Feinabstimmung in den Behälter wurde
die Aluminiumschmelze mit Titan deoxidiert. Die Zusammensetzung
der Schmelze betrug 0,19% Ti, 0,006% Alm, 0,007% C, 0,13% Mn, 0,31%
Si, 11,0% Cr, 0,16% Ni, 0,008% N, 0,001% S, 0,10% Cu, 0,03% Mo,
0,026% V und 0,0012% Ca. Die Stahlschmelze wurde kontinuierlich
zu dünnen
Walzplatten mit einer Dicke von 130 mm vergossen. Eine Mikrostruktur
im Gusszustand einer Querschnittsprobe, die aus diesen dünnen Walzplatten
herausgeschnitten wurde, ist in
Die Walzplatte wurde auf 1250°C wieder erhitzt, mit einer Endtemperatur von 800°C auf eine Dicke von 3,0 mm warmverarbeitet und bei einer Temperatur von 700°C aufgewickelt. Das warmverarbeitete Blech wurde entzundert und in Salpetersäure und Flusssäure gebeizt. Das warmverarbeitete Blech wurde um 53% auf eine Dicke von 1,4 mm kaltumgeformt. Dieses warmverarbeitete Blech wurde vor der Kaltumformung nicht geglüht. Das kaltverarbeitete Blech wurde bei einer Metallspitzentemperatur von 940°C für 10 s geglüht. Nach dem Walzen betrugen die "ridging"-Kennwerte des geglühten Blechs 1 bis 2 und es wies einen rm-Wert von 1,39 bis 1,48 auf. Ein "ridging"-Kennwert von 2 ist gleichbedeutend mit guten "ridging"-Kennwerten. Die mechanischen Eigenschaften dieser erfindungsgemäßen Bleche sind in Tabelle 7 zusammengefasst.The slab was reheated to 1250 ° C, hot worked at a final temperature of 800 ° C to a thickness of 3.0 mm and wound at a temperature of 700 ° C. The hot worked sheet was descaled and pickled in nitric acid and hydrofluoric acid. The hot worked sheet was cold reduced by 53% to a thickness of 1.4 mm. This hot processed sheet was not annealed prior to cold working. The cold worked sheet was annealed at a metal tip temperature of 940 ° C for 10 seconds. After rolling, the ridging characteristics of the annealed sheet were 1 to 2, and it had an r m of 1.39 to 1.48. A ridging score of 2 equals good ridging scores. The mechanical properties of these sheets according to the invention are summarized in Table 7.
Beispiel 17Example 17
Eine weitere 130 mm dicke dünne Walzplatte der Zusammensetzung des Beispiel 16 wurde auf 1250°C wieder erhitzt, mit einer Endtemperatur von 830°C zu Blechen mit einer Dicke von 4,1 mm warmverarbeitet und bei einer Temperatur von 720°C gewickelt. Die warmverarbeiteten Bleche wurden entzundert, in Salpetersäure und Flusssäure geätzt und dann um 66%, 76% und 85% entsprechend den Dicken von 1,4, 1,0 und 0,6 mm kaltumgeformt. Diese warmverarbeiteten erfindungsgemäßen Bleche wurden vor der Kaltumformung nicht geglüht. Die kaltumgeformten Bleche wurden bei einer Spitzentemperatur des Metalls von 940°C für 10 s geglüht. Nach dem Walzen betrug der "ridging"-Kennwert des geglühten Blechs grundsätzlich 2 oder besser und es wies einen rm-Wert von 1,76 bis 1,96 auf. Ein rm-Wert von 1,7 ist hervorragend für ferritischen rostfreien Stahl und es wurde bislang nicht angenommen, dass dies erreicht werden kann. Die mechanischen Eigenschaften dieser erfindungsgemäßen Bleche sind in Tabelle 8 zusammengefasst.Another 130 mm thick thin slab of the composition of Example 16 was reheated to 1250 ° C, hot worked at a final temperature of 830 ° C into sheet of 4.1 mm thickness and wound at a temperature of 720 ° C. The hot processed sheets were descaled, etched in nitric acid and hydrofluoric acid and then cold worked 66%, 76% and 85%, respectively, in accordance with the thicknesses of 1.4, 1.0 and 0.6 mm. These hot-processed sheets of the invention were not annealed prior to cold working. The cold formed sheets were annealed at a peak metal temperature of 940 ° C for 10 seconds. After rolling, the ridging characteristic of the annealed sheet was basically 2 or better, and it had an r m of 1.76 to 1.96. An r m value of 1.7 is excellent for ferritic stainless steel and it has not previously been thought that this can be achieved. The mechanical properties of these sheets according to the invention are summarized in Table 8.
Ein
wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung betrifft ein kaltumgeformtes
rekristallisationsgeglühtes Endprodukt.
Ferritische rostfreie Stähle
des Standes der Technik wurden nicht nur durch das Auftreten von "ridging" negativ beeinflusst,
sondern wiesen auch eine geringe Formbarkeit, d. h. geringe Rm-Werte auf. Ein Grund dafür, dass
ferritische rostfreie Stähle
eine begrenzte Formbarkeit aufweisen, liegt darin, dass die Struktur
nach der Glühung
im Wesentlichen aus nicht gleichförmigen oder "gebänderten" großen Körnern besteht.
Es ist selbstverständlich, dass verschiedene Modifikationen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von der grundsätzlichen Idee und dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher sollten die Grenzen der vorliegenden Erfindung aus den folgenden Ansprüchen bestimmt werden.It is self-evident, that various modifications of the invention are made can, without from the fundamental To deviate idea and the scope of the invention. Therefore, the should Limits of the present invention are defined by the following claims become.
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