DE69908151T2 - Verfahren zum Herstellen von kaltgewalzten metallbeschichteten Stahlprodukte mit niedrigem Streckgrenze-Zugfestigkeit, und dabei erhaltene Produkte - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von kaltgewalzten metallbeschichteten Stahlprodukte mit niedrigem Streckgrenze-Zugfestigkeit, und dabei erhaltene Produkte Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten, metallbeschichteten Stahlproduktes von hoher Festigkeit.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch die direkten Produkte, welche mit dem hier oben erwähnten Verfahren erzielt werden.
  • Stand der Technik
  • In dem Automobilsektor besteht ein Bedarf an kaltgewalzten, über das Schmelztauchverfahren beschichteten Stahlprodukten, welche ein niedriges Streckgrenzenverhältnis aufweisen sowie auch eine in dem Bereich zwischen 500 MPa und 800 Mpa liegende Zugfestigkeit und andererseits an Stahlsorten mit einer Korrosionsfestigkeit bei hohen Temperatur bis hinauf zu 900°C in Kombination mit guten mechanischen Eigenschaften während und nach ihrem Gebrauch bei diesen hohen Temperaturen.
  • Diese Stähle werden gewöhnlich als Mehrphasenstähle bezeichnet oder vorzugsweise als Dualphasenstähle.
  • Die Dokumente US-A-4394186 und BE-A-886583 beschreiben Dualphasenstahlbleche, welche als hauptsächliche Bestandteile eine Phase aufweisen, welche aus Ferrit besteht, und mindestens eine andere Phase, welche entweder aus Martensit oder aus Bainit oder aus einem Restaustenit besteht. Diese Stahlbleche besitzen ein niedriges Streckgrenzenverhältnis von annähernd 0,6 und sie sind frei von einer Streckgrenzendehnung. Das Herstellungsverfahren zur Erzielung unbeschichteter Stahlbleche besteht darin, den Stahl in einer Bandglühanlage bei einer Temperatur innerhalb der interkritischen Zone zu erhitzen, und anschließend ein Abschrecken in einem Schritt (primäres Abkühlen R1 genannt) von der Glühtemperatur auf eine unter 200°C liegende Temperatur mit einer durchschnittlichen Abkühlungsgeschwindigkeit in dem Bereich zwischen 1°C und 30°C pro Sekunde folgen zu lassen. Die Zusammensetzung des Stahls weist einen Kohlenstoffgehalt in dem Bereich zwischen 0,01 bis 0,3% mit einem Mangangehalt in dem Bereich zwischen 0,7 und 1,7% auf.
  • Das Herstellungsverfahren zur Erzielung eines im Schmelztauchverfahren beschichteten Stahles besteht darin, den Stahl in einer Bandglühanlage bei einer Temperatur innerhalb der interkritischen Zone zu erhitzen und ein Abschrecken in zwei Schritten folgen zu lassen: bei dem primären Abschreckungsschritt wird das Band abgeschreckt (primäres Abkühlen R1) bis herunter auf eine Temperatur zwischen 420°C und 700°C (Temperatur des geschmolzenen Zinkbades) mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit der in dem Bereich von 1°C/sec < R1 < 30°C/sec, der sekundäre Abschreckungsschritt (sekundäre Abkühlung R2) besteht in einem Abschrecken von der Temperatur des geschmolzenen Bades auf eine unter 200°C liegende Temperatur mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit in dem Bereich von 100°C/sec < R2 < 300°C/sec. Der erste Abschreckungsschritt zielt darauf ab, die Umwandlung des Austenits in Perlit zu vermeiden, der zweite Abschreckungsschritt wird durchgeführt, um die Umwandlung von dem Austenit in Martensit zu erzielen. Die beschriebene hohe Geschwindigkeit (zwischen 100°C und 300°C pro Sekunde) der sekundären Abkühlung (R2) des Stahlbandes, welches noch mit geschmolzenem Metall bedeckt ist, kann wahrscheinlich auf einem Labormaßstab durchgeführt werden, aber mit der industriellen Technologie von heute kann dieses Abschrecken nicht vorgenommen werden. In der Tat, im Anschluss an das zur Beschichtung dienende Bad aus geschmolzenem Metall wird das beschichtete Band (mit dem geschmolzenen Metall an seiner Oberfläche) an der freien Luft abgekühlt (keine Druckluftkühlung) während es in vertikaler Richtung zu den abstreifenden Messern (Regulierung der Schichtdicke) überträgt wird und es wird dann in einem vertikalen Kühlvorrichtung abgekühlt, um die gleiche Schichtdicke auf den beiden Seiten zu gewährleisten. Eine Abkühlungsgeschwindigkeit von mehr als 50°C pro Sekunde kann nur durch ein Abschrecken mit Hilfe von Walzen erreicht werden, was bei dem besagten Verfahren wegen der geschmolzenen Schicht nicht anwendbar ist, oder durch ein Abschrecken mit Wasser, was unmöglich bei dem besagten Verfahren auf eine Oberfläche aus geschmolzenem Metall und über einem Bad aus geschmolzenem Metall vorgenommen werden kann. Diese beiden Abschreckverfahren werden auf unbeschichtete Stahloberflächen angewandt. Bis jetzt sind nach dem Stand der Technik keine industriellen Galvanisierungslinien mit solchen Abschreckvorrichtungen, welche für die sekundäre Abschreckung verwendet werden, ausgerüstet worden.
  • Das Dokument EP-A-0501605 beschreibt ein galvanisiertes Stahlblech, das eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 800 MPa aufweist und ein Streckgrenzenverhältnis von weniger als 0,6 besitzt. Dieser Stahl enthält Kohlenstoff, Mangan, Niob, Titan und Bor und er weist eine Dualphasenstruktur auf. Nach dem Glühen bei einer Temperatur in dem Bereich zwischen Ac3 – 30°C bis Ac3 + 70°C wird das Stahlblech mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50°C pro Sekunde herunter auf eine in dem Bereich zwischen 450°C und 550°C liegende Temperatur abgekühlt. Dieser gesteuerte Abkühlungsschritt sollte vermeiden, dass eine Perlitumwandlung stattfindet. Das Hinzufügen von Mangan und Chrom als Legierungselemente als einen möglichen Weg zur Erzielung von Abschreckstrukturen ist wohl bekannt. Diese Elemente haben jedoch eine sehr nachteilige Wirkung auf die Adhäsion des auf die Stahloberfläche aufgebrachten Beschichtungsmetalls.
  • Das Dokument JP-A-4350152 beschreibt die Herstellung eines galvanisierten Stahlbleches mit einem Molybdängehalt in dem Bereich zwischen 0,005 und 0,5%, mit einem Borgehalt in dem Bereich zwischen 4 und 50 ppm, mit einem Siliziumgehalt von weniger als 0,5% und mit einem Kohlenstoffgehalt in dem Bereich zwischen 0,01 und 0,2% bei Vorhandensein von einigen der Elemente Mn, Al und Ti. Die Glühtemperatur in der Galvanisierungslinie liegt höher als Ac3. Die Abkühlung wird mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von mehr als 50°C pro Sekunde durchgeführt. Dieses Verfahren hat zwei Hauptnachteile: die hohe Glühtemperatur von über Ac3 ist sehr kostspielig und die hohe Abkühlungsgeschwindigkeit (> 50°C/Sekunde) bei der sekundären Abkühlung ist industriell kaum zu bewerkstelligen.
  • Das Dokument JP-A-56047555 beschreibt die Herstellung einer galvanisierten Stahlplatte durch Glühen eines kaltgewalzten Stahlbandes durch eine kontinuierliche Feuerverzinkungsanlage. Die Stahlzusammensetzung besteht aus 0,02–0,07% C, 1,5–2,5% Mn, 0,5–1% Cr, 0,01–0,1% Al, 0,07% oder weniger Si und einem Rest Fe. Die Mn-, Cr- und C-Gehalte werden durch die folgende Gleichung definiert: C + 0,06 Mn + 0,03 Cr > 0,17%.
  • Die Temperatur des Stahlbandes wird zwischen den Umwandlungstemperaturen Ac1 und Ac3 gehaltet, und das Stahlband lauft bald durch das heiße Galvanisierungsbad der besagten Feuerverzinkungsanlage, um die galvanisierte Stahlplatte mit einem niedrigen Streckgrenzenverhältnis von annähernd 0,7 oder weniger und mit einer Zugfestigkeit von annähernd 450 MPa oder mehr zu erhalten. Die hohen Konzentrationen an Mn (>1,5%) und Cr (>0,5%) üben solch eine nachteilige Wirkung auf die Adhäsion des Zinks aus, dass es praktisch unmöglich ist, eine fehlerfreie Zinkschicht für industrielle Anwendungen zu erhalten. Dies ist auf die schweren Mangan- und Chromoxide zurückzuführen, welche vor dem Eingang in das Zinkbad auf der Bandoberfläche gebildet werden.
  • Das Dokument JP-A-56163219 beschreibt ein kaltgewalztes, galvanisiertes Stahlband mit einer hohen Zugfestigkeit, wobei eine Bramme des aus 0,02–0,15 C, 1,6-3,0% Mn, 0,1–1,0% Cr, weniger als 0,1% Si, 0,01–0,10% A1 und einem Rest Fe und den unvermeidlichen Verunreinigungen bestehenden Stahls, das der folgenden Gleichung genügt: Mn + ½ Cr % höher als oder gleich 1,9%, warmgewalzt, gebeizt und kaltgewalzt wird, um ein kaltgewalztes Stahlband zu erzielen. Dann wird die Bramme auf eine zwischen Ac1 und Ac3 liegende Glühtemperatur erhitzt mit Hilfe einer kontinuierlichen Galvanisierungsanlage vom Typ mit einem inline Glühen und sofort durch das Galvanisierungsbad hindurchgeschleust, wobei sie dann plattiert wird. Die durchschnittlichen Abkühlungsgeschwindigkeiten bis zu der Ausführung des Schmelztauchverfahrens nach dem in-line Glühen liegen vorzugsweise bei etwa 2–8°C/Sekunde und die durchschnittlichen Abkühlungsgeschwindigkeiten bis herunter auf etwa 350°C nach dem Plattieren liegen vorzugsweise bei etwa 3–8°C/Sekunde. Die hohen Mn (>1,5%) und Cr (>0,5%) Konzentrationen haben solch eine nachteilige Wirkung auf die Zinkadhäsion, dass es praktisch unmöglich ist, eine fehlerfreie Zinkschicht für industrielle Anwendungen zu erhalten. Dies ist auf die schweren Mangan- und Chromoxide zurückzuführen, welche vor dem Eingang in das Zinkbad auf der Bandoberfläche gebildet werden.
  • Das Aluminieren von Stahl gemäß dem oben beschriebenen Verfahren des Glühens und des Abkühlens in zwei Schritten ist auch eine bekannte Technik. Für Hochtemperaturanwendungen ist eine Kombination einer guten Adhäsion der Beschichtung zusammen mit einer geringen Abnahme in der Festigkeit wegen des Einsatzes bei einer hohen Temperatur notwendig. Aluminiumbeschichtungen auf im Handel erhältliche Standardstahlblechen zeigen eine schlechte Temperaturkorrosionsfestigkeit bei über 650°C wegen der Bildung von spröden Al-Fe-Si Verbindungen.
  • Durch das Hinzufügen von Legierungselementen wie etwa Ti zu dem Stahl sind aluminierte Stahlsorten mit einer hohen Temperaturkorrosionsfestigkeit bis auf 800°C hinauf in der Vergangenheit in dem Handel verfügbar gemacht worden. Von einer kommerziell verfügbaren Stahlsorte ist bekannt, dass sie ein gutes Verhalten bei 900°C aufweist. Eine Schwäche dieser Stähle liegt in der kontinuierlichen Abnahme der Festigkeit während der Gebrauchzeit, was in Beziehung zu der bei einer hohen Temperatur verbrachten Zeit steht. Um die Abnahme der Festigkeit bei dieser bestehenden Stahlsorte zu vereiteln, werden beträchtliche Mengen an Ti und Nb zu dem Stahl hinzugefügt, um das Ferritkornwachstum zu verhindern. Indem man dies tut, wird jedoch die Abnahme der Festigkeit nur verzögert.
  • Ziele der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen kaltgewalzten, im Schmelztauchverfahren mit Metall beschichteten Mehrphasenstahl herzustellen, der mit einer Zugfestigkeit von mindestens 500 MPa und mit einem Streckgrenzenverhältnis (Re/Rm) von weniger als 0,65 im dressierten Zustand und kleiner als 0,60 im nicht dressierten Zustand.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Stahl mit einer hohen Festigkeit, mit einer guten Verformbarkeit und mit einem guten Adhäsionsverhalten der Metallbeschichtung vorzuschlagen, Eigenschaften, die zum, Beispiel von der Automobilindustrie für ausgesetzte und auch nicht ausgesetzte Teile angefordert werden.
  • Ein weiteres Ziel besteht darin, einen aluminierten Stahl mit einer hohen Temperaturkorrosionsfestigkeit bis hinauf zu 900°C, mit einer guten Beschichtungsadhäsion und mit guten Festigkeitseigenschaften im Verlauf und anschließend an den Einsatz bei diesen hohen Temperaturen vorzuschlagen.
  • Haupteigenschaften der vorliegenden Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Zusammensetzung für die Herstellung eines kaltgewalzten Stahlbleches mit einer Mehrphasenstruktur und ganz speziell betrifft sie ein Verfahren und eine Zusammensetzung für die Herstellung eines kaltgewalzten, metallbeschichteten Stahlbleches mit einer ausgezeichneten Verformbarkeit, mit einer hohen Festigkeit, mit einem niedrigen Streckgrenzenverhältnis und mit einer hohen Dehnbarkeit.
  • Noch spezifischer gesehen ermöglicht es die vorliegende Erfindung für den aluminierten Stahl, einen Anstieg der Festigkeit für die Verwendung bei hoher Temperatur zu erzielen, in Kombination mit einer guten Adhäsion der Beschichtung und mit einem niedrigen Streckgrenzenverhältnis. Weiterhin werden infolge der Metallurgie des Stahles die mechanischen Werte desselben durch seinen Gebrauch bei einer hohen Temperatur rekonditioniert.
  • Der Begriff „Mehrphase" wie er hier verwendet wird bedeutet, dass die hauptsächlichen Phasen des Stahles eine Ferritphase und eine Martensitphase sind. In vorteilhafter Weise könnte zusätzlich zu diesen zwei Phasen eine geringe Menge einer Bainitphase und einer Restaustenitphase vorhanden sein.
  • Der Begriff „Streckgrenzenverhältnis" bezeichnet das Verhältnis: Streckfestigkeit/Zugfestigkeit, d. h. Re/Rm.
  • Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft insbesondere eine Stahlzusammensetzung, welche enthält:
    • – einen C-Gehalt zwischen 0,06 Gew.-% (nachfolgend hierin als % bezeichnet) und 0,15%,
    • – einen Si-Gehalt zwischen 0,1% und 0,4%,
    • – einen Mn-Gehalt von weniger als 1,5%,
    • – einen Cr-Gehalt zwischen 0,2% und 0,5%,
    • – einen Mo-Gehalt zwischen 0,1% und 0,25%, so dass die folgende Bedingung erfüllt ist: Cr + 2Mo ≥ 0,7%,
    • – wobei der Rest aus Fe und aus zufälligen Verunreinigungen besteht.
  • Als ein zweites Ziel betrifft die Erfindung auch ein Verfahren für die Herstellung eines kaltgewalzten, metallbeschichteten Mehrphasenstahls mit der obigen Zusammensetzung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • – das Herstellen eines Stahlbleches durch Wiedererwärmen, Warmwalzen und Kaltwalzen der Bramme,
    • – das Halten des besagten kaltgewalzten Stahlbleches während einer längeren Zeit auf einer zwischen Ac1 und Ac3 liegenden Temperatur,
    • –das Durchführen einer primären Abkühlung bis herunter auf die Temperatur des geschmolzenen Metallbades, mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit, die höher als 25°C pro Sekunde ist,
    • – das Durchführen der Schmelztauchbeschichtung des besagten Stahlbleches mit Metall,
    • – das Durchführen einer sekundären Abkühlung des besagten Stahlbleches bis herunter auf eine Temperatur, die kleiner als Ms ist, mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit, die höher als 4°C pro Sekunde ist,
    • – das Durchführen eines Dressiergrades, der zwischen 0% und 0,4% liegt.
  • Als ein drittes Ziel betrifft die Erfindung auch das Endprodukt, welches ein Stahlprodukt mit der besagten Stahlzusammensetzung ist, welches über das besagte Verfahren hergestellt worden ist und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es:
    • – eine Zugfestigkeit von mindestens 500 MPa aufweist,
    • – ein Streckgrenzenverhältnis kleiner als 0,65 im dressierten Zustand und kleiner als 0,60 im nicht dressierten Zustand aufweist.
    • – eine überlegene Adhäsion der Beschichtung aufweist.
    • – in dem Fall des aluminierten Stahles eine Temperaturkorrosionsfestigkeit bis hinauf auf eine Temperatur von 900°C aufweist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 veranschaulicht eine schematische Ansicht der Glühbehandlung in der Schmelztauchbeschichtungsanlage gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung. Zugaben von Cr und Mo verzögern die Umwandlung des Austenits zu Perlit und Bainit.
  • 2 veranschaulicht den Einfluss der Cr-Zugabe auf die Bildung von Cr2O3 auf der Oberfläche des Stahlbleches nach dem Halten auf einer bestimmten Temperatur und vor der Vornahme der Schmelztauchbeschichtung.
  • 3a und 3b veranschaulichen industrielle Versuchsergebnisse für das galvanisierte Stahlprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei:
    • (3a) die erreichte Streckgrenze (Re) und die Zugfestigkeit (Rm) darstellt, während
    • (3b) das erreichte Streckgrenzenverhältnis (Re/Rm) als eine Funktion der Warmhaltetemperatur darstellt.
  • 4 veranschaulicht den Einfluss des Dressiergrades auf das Streckgrenzenverhältnis des galvanisierten Stahlproduktes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5 veranschaulicht den Temperaturwiderstand des aluminierten Stahles gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu bestehenden Stählen.
  • 6 veranschaulicht die Festigkeit ausgedrückt als die Streckgrenze Re und die Zugfestigkeit Rm als eine Funktion der Anzahl von Stunden, die bei hohen Temperaturen verbracht worden sind.
  • 7 vergleicht die Qualität der Beschichtung auf einem aluminierten Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung mit derjenigen eines bestehenden Stahles, dies nachdem der Stahl während einer ausgedehnten Zeitspanne einer Temperatur von 800°C ausgesetzt worden ist.
  • 8 veranschaulicht die Fähigkeit des aluminierten Stahles gemäß der vorliegenden Erfindung zum Beibehalten seiner mechanischen Eigenschaften nach der Abkühlung von einer hohen Temperatur (Rekonditionierung des Stahles).
  • Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung für die Herstellung eines über das Schmelztauchverfahren mit Metall beschichteten Stahlbleches
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich. auf zwei Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, nämlich für die Herstellung eines bevorzugten, galvanisierten Stahlbleches und für die Herstellung eines bevorzugten aluminierten Stahlbleches.
  • Für die Entwicklung einer Qualität von Stahlblechen, wie sie von den Automobilindustrien angefordert wird, muss ein Kompromiss zwischen den Eigenschaften der Beschichtung und den mechanischen Eigenschaften gefunden werden. Genügend Legierungselemente müssen hinzugegeben werden, um die Abschreckbarkeit zu erhöhen, d. h. solche Elemente, welche die Umwandlung des Austenits (bei der Warmhaltetemperatur gebildet) in Bainit so weit wie möglich verhindern, bevor die Ms (Martensit Start) Temperatur erreicht wird. Der Abschreckeffekt ist schwieriger bei einer Schmelztauchbeschichtungsanlage zu erzielen wegen der Behandlung beim Durchgang durch das geschmolzene Metallbad hindurch, und wegen des dadurch bedingten unvermeidlichen quasi-isothermen Restes bei der Temperatur des geschmolzenen Metalls (400°C bis 700°C). Dies ist schematisch in 1 dargestellt.
  • Elemente, welche theoretisch in Betracht gezogen werden können, um die Abschreckbarkeit zu erhöhen, sind B, C, Mo, Cr, Si und Mn. Wie in dem Abschnitt über den Stand der Technik erörtert worden ist, führen zu hohe Anteile an Cr und Mn zu einer Verschlechterung der Adhäsion der Beschichtungsschicht.
  • In dem Fall des aluminierten Stahlbleches jedoch sind diese Elemente (Mn und Cr, auch Ti) wesentlich für die Vermeidung der Bildung von spröden Fe-Al-Si Verbindungen während des Gebrauches bei hohen Temperaturen, welche für die Adhäsion der Beschichtung nachteilig sind. Das Vorliegen von Mn, Cr und Ti ist günstig für das Phänomen einer Interdiffusion von Fe und Al, welche die Beschichtung dazu veranlasst, sich in dem Stahl aufzulösen, wobei eine Ferritphase an der Oberfläche mit einem hohen Al-Anteil und mit einer ausgezeichneten Temperaturkorrosionsfestigkeit zurückbleibt.
  • Bei den Anforderungen der Beschichtung als dem hauptsächlichen Motiv ist gefunden worden, dass eine spezifische Kombination von Cr und Mo die besten Ergebnisse gemäß der vorliegenden Erfindung liefert.
  • Noch lieber wird die Stahlzusammensetzung für eine Festigkeit von 600 Mpa kombiniert mit einem Streckgrenzenverhältnis von weniger als 0,65, durch die folgenden Gehalte bestimmt:
    • – C-Gehalt: zwischen 0,095% und 0,125%. Der C-Gehalt wird durch den gewünschten Festigkeitsgrad bestimmt.
    • – Mn-Gehalt: zwischen 1,35 und 1,50%. Der Mn-Gehalt stellt ein billiges Legierungselement dar, welches die Abschreckbarkeit erhöht. Die Höhe seines Anteiles wird begrenzt, um eine ausreichende Adhäsion der Metallbeschichtung für nicht ausgesetzte und für ausgesetzte Automobilteile zu gewährleisten. Der Mn-Gehalt spielt auch eine wirksame Rolle bei der Interdiffusion von Fe und Al in dem Fall einer Al-Beschichtung.
    • – Si-Gehalt zwischen 0,10 und 0,15%.
  • Der Si-Gehalt ist von wesentlicher Bedeutung für die Härte und für die Abbrennstumpfschweißbarkeit, aber er muss begrenzt werden, um eine ausreichende Adhäsion der Beschichtung und eine ausreichende Oberflächenqualität zu gewährleisten.
    • – Cr-Gehalt: höher als 0,2% (für die Abschreckbarkeit und für die Erzielung einer Interdiffusion in dem Fall einer Al-Beschichtung) und kleiner als 0,5% (Beschichtungsadhäsion). Der Cr-Gehalt ist von wesentlicher Bedeutung für die Abschreckbarkeit und er muss strikt geregelt werden, um eine ausreichende Beschichtungsadhäsion zu gewährleisten. Die Wirkung eines höheren Cr-Gehaltes auf die Bildung von Cr-Oxiden auf der Oberfläche des Stahlbleches nach dem Halten auf einer Temperatur und vor dem Tauchen ist in 2 dargestellt. Auch beschreibt die Tabelle I das wachsende Auftreten von unbedeckten Flächen auf der galvanisierten Oberfläche mit einem wachsenden Cr- und/oder Mn-Gehalt. Die Erscheinung von unbedeckten Flächen stellt einen Hinweis auf die Verschlechterung der Adhäsion der Metallbeschichtung dar.
    • – Mo-Gehalt: zwischen 0,1 und 0,25%, während die Beziehung mit dem Cr-Gehalt definiert ist durch: Cr + 2Mo ≥ 0,7%. Der Mo-Gehalt ist von wesentlicher Bedeutung für die Abschreckbarkeit und er ermöglicht es, die Cr- und Mn-Gehalte auf ein akzeptables Niveau zu begrenzen, um so eine ausreichende Beschichtungsadhäsion in dem Fall eines im Schmelztauchverfahren metallbeschichteten Stahles zu gewährleisten.
  • Das Verfahren ist vorzugsweise durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
  • Warmwalzwerk
    • – T1: Wiedererwärmungstemperatur der Bramme: über 1100°C
    • – T2: Endtemperatur: 870°C
    • – T3: Haspeltemperatur: zwischen 640°C und 670°C
  • Kaltwalzwerk
    • – Die Reduktion durch das Kaltwalzen ist auf den Bereich zwischen 55% und 63% beschränkt.
  • Danach besteht ein Unterschied zwischen den zwei Ausführungsformen der Erfindung, nämlich zwischen dem galvanisierten Stahl und dem aluminierten Stahl.
  • In dem Fall des galvanisierten Stahls ist der nächste Schritt:
  • Schmelztauchbeschichtungsanlage zur Zinkbeschichtung
    • – Warmhaltetemperatur: 810°C
    • – Taupunkt in der Schmelztauchbeschichtungsanlage kleiner als –20°C bei den Temperaturen über 650°C und in der primären Abkühlungsphase.
    • – primäre Abkühlungsgeschwindigkeit > 40°C/Sekunde
    • – Bandtemperatur am Eingang des geschmolzenen Metallbades: zwischen 460 und 475°C.
    • – mittlere sekundäre Abkühlungsgeschwindigkeit > 4°C/ Sekunde
    • – Dressiergrad: 0,2%
    • – Reduzieren durch Streckwalzwerk: 0%
  • Schmelztauchbeschichtungsanlage zur Aluminiumbeschichtung
    • – Warmhaltetemperatur: 810°C
    • – Taupunkt in der Schmelztauchbeschichtungsanlage kleiner als –20°C bei den Temperaturen über 650°C und in der primären Abkühlungsphase.
    • – primäre Abkühlungsgeschwindigkeit > 40°C/Sekunde
    • – Bandtemperatur am Eingang des geschmolzenen Metallbades: zwischen 670°C und 680°C
    • – mittlere sekundäre Abkühlungsgeschwindigkeit > 4°C/ Sekunde
    • – Dressiergrad: 0%
    • – Reduzieren durch Streckwalzwerk: 0%
  • Die erzielten industriellen Ergebnisse sind in den 3 und 4 und in der Tabelle II für galvanisierten Stahl und in der Tabelle III für aluminierten Stahl dargestellt.
  • Die 5 bis 8 stellen Laborergebnisse für den aluminierten Stahl gemäß der Erfindung dar. Die 5 illustriert den Temperaturwiderstand des vorliegenden Stahls über den Weg des Anstieges seines Gewichtes als eine Funktion der Temperatur. Die Bezeichnung „Hoher Ti ULC Stahl" bezieht sich auf einen im Handel erhältlichen mit Al beschichteten Stahl mit einem Temperaturwiderstand bis auf 800°C. Der Gewichtsanstieg des neuen Stahls liegt deutlich niedriger bei 900°C, was eine Konsequenz aus der Interdiffusion von Al und Fe ist, welche die Bildung von einer spröden Fe-Al-Si Schicht und eine direkte Oxidation des Stahlbleches vermeidet.
  • Die 6 illustriert die Erhaltung und sogar die leichte Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (Re und Rm) des aluminierten Stahls dar als eine Funktion der Anzahl von Stunden, welche bei einer hohen Temperatur von 900°C verbracht worden sind.
  • Die 7 illustriert die überlegene Oberflächenqualität des aluminierten Stahls gemäß der vorliegenden Erfindung (kein Abblättern auf der Oberfläche (a) noch Risse in der Beschichtungsschicht (b)).
  • Die 8 illustriert die Fähigkeit des aluminierten Stahls gemäß der Erfindung, eine Rekonditionierung während des Abkühlens durchzumachen, nachdem derselbe einer hohen Temperatur ausgesetzt worden ist. Dieses Phänomen erlaubt es, die guten mechanischen Eigenschaften des Stahls nach einem wiederholten Gebrauch bei einer hohen Temperatur zu bewahren.
  • Figure 00160001
    Tabelle I: Einfluss der Stahlzusammensetzung auf die Anzahl der unbedeckten Flächen (#/cm2), welche nach dem Galvanisieren unter Verwendung der Temperatur-Zeit-Folge nachgewiesen werden wie sie in diesem Dokument beschrieben worden ist.
  • Figure 00170001
    Tabelle II: Erzielte industrielle Ergebnisse des galvanisierten Stahlproduktes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Figure 00170002
    Tabelle III: Mechanische Eigenschaften des aluminierten Stahls gemäß der vorliegenden Erfindung.

Claims (14)

  1. Stahlzusammensetzung, die enthält: – einen C-Gehalt, zwischen 0,06% und 0,15%, – einen Si-Gehalt, zwischen 0,1% und 0,4%, – einen Mn-Gehalt, kleiner als 1,5%, – einen Cr-Gehalt, zwischen 0,2% und 0,5%, – einen Mo-Gehalt, zwischen 0,1% und 0,25%, so dass die folgende Bedingung erfüllt ist: Cr + 2Mo 0,7%, – wobei der Rest aus Fe und aus zufälligen Verunreinigungen besteht.
  2. Stahlzusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei der Mn-Gehalt zwischen 1,35% und 1,50% liegt.
  3. Stahlzusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei der Cr-Gehalt zwischen 0,2% und 0,4% liegt und der Mo-Gehalt zwischen 0,15% und 0,25% liegt, so dass Cr + 2Mo 0,7%.
  4. Stahlzusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei der Cr-Gehalt zwischen 0,2% und 0,3% liegt und der Mo-Gehalt zwischen 0,2% und 0,25% liegt, so dass Cr + 2Mo 0,7%.
  5. Stahlzusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei der Si-Gehalt zwischen 0,1% und 0,15% liegt.
  6. Verfahren für die Herstellung eines kaltgewalzten, metallbeschichteten Mehrphasenstahls, das folgende Schritte umfasst: – die Herstellung einer Bramme aus Stahl mit einer Zusammensetzung, die enthält: – einen C-Gehalt, zwischen 0,06% und 0,15%, – einen Si-Gehalt, zwischen 0,1% und 0,4%, – einen Mn-Gehalt, kleiner als 1,5%, – einen Cr-Gehalt, zwischen 0,2% und 0,5%, – einen Mo-Gehalt, zwischen 0,1% und 0,25%, so dass die folgende Bedingung erfüllt ist: Cr + 2Mo 0,7%, – wobei der Rest aus Fe und aus zufälligen Verunreinigungen besteht, – die Herstellung eines Stahlbleches durch Wiedererwärmen, Warmwalzen und Kaltwalzen der Bramme, – das Halten des besagten kaltgewalzten Stahlbleches während einer längeren Zeit auf einer zwischen Ac1 und Ac3 liegenden Temperatur, – das Durchführen einer primären Abkühlung herunter auf die Temperatur des geschmolzenen Metallbades, mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit, die höher als 25°C pro Sekunde ist, – das Durchführen der Schmelztauchbeschichtung des besagten Stahlbleches mit Metall, – das Durchführen einer sekundären Abkühlung des besagten Bleches herunter auf eine Temperatur, die kleiner als Ms ist, mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit, die höher als 4°C pro Sekunde ist, – das Durchführen eines Dressiergrades, der zwischen 0% und 0,4% liegt.
  7. Verfahren gemäss Anspruch 6, wobei die Abkühlungsgeschwindigkeit während des primären Abkühlungsschrittes höher als 40°C pro Sekunde ist.
  8. Verfahren gemäss Anspruch 6, bei welchem das Stahlblech verzinkt wird, wobei die Temperatur am Eingang des geschmolzenen Zinkbades zwischen 440°C und 475°C liegt.
  9. Verfahren gemäss Anspruch 6, bei welchem das Stahlblech aluminiert wird, wobei die Temperatur am Eingang des geschmolzenen Aluminiumbades zwischen 650°C und 720°C liegt.
  10. Verfahren gemäss Anspruch 6, wobei die Warmhaltetemperatur zwischen 780°C und 850°C liegt.
  11. Verfahren gemäss Anspruch 6, bei welchem das Stahlblech verzinkt wird, wobei der Dressiergrad 0,2% beträgt.
  12. Kaltgewalztes, metallbeschichtetes Mehrphasenprodukt mit einer Stahlzusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei das besagte Produkt durch eine Zugfestigkeit von mindestens 500 MPa und ein Streckgrenzenverhältnis von weniger als 0,65 im dressierten Zustand gekennzeichnet ist.
  13. Kaltgewalztes, metallbeschichtetes Mehrphasenprodukt mit einer Stahlzusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei der besagte Stahl durch eine Zugfestigkeit von mindestens 500 MPa und ein Streckgrenzenverhältnis von weniger als 0,6 im nicht dressierten Zustand gekennzeichnet ist.
  14. Aluminiertes Stahlprodukt gemäss Anspruch 12 oder 13 mit einer Korrosionsfestigkeit bis zu einer Temperatur von 900°C.
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