EP0216044B2 - Verfahren zum Herstellen eines alterungsbeständigen Bandstahles mit hoher Kaltumformbarkeit - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines alterungsbeständigen Bandstahles mit hoher Kaltumformbarkeit Download PDF

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EP0216044B2 EP86109521A EP86109521A EP0216044B2 EP 0216044 B2 EP0216044 B2 EP 0216044B2 EP 86109521 A EP86109521 A EP 86109521A EP 86109521 A EP86109521 A EP 86109521A EP 0216044 B2 EP0216044 B2 EP 0216044B2
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Ernst Jürgen dr. Drewes
Bernhard Dr. Engl
Klaus Dieter Horn
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Krupp Hoesch Stahl AG
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    • C22C—ALLOYS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines alterungsbeständigen Bandstahles mit hoher Kaltumformbarkeit.
  • Kaltgewalztes Stahlband wird vielfach zur Herstellung von kaltumgeformten Erzeugnissen verwendet. Je nach Art des Umformverfahrens sind unterschiedliche Eigenschaften (Kennwerte) erforderlich, wobei in allen Fällen hoher Verformung niedrige Dehngrenzen und hohe Bruchdehnungswerte vorteilhaft sind. Außerdem wird für Streckziehvorgänge zusätzlich ein hoher Verfestigungsexponent nm angestrebt und für Tiefziehbeanspruchung, speziell bei Herstellung komplizierter Teile z. B. von Automobilkarosserien, sollte zusätzlich der Wert der senkrechten Anisotropie rm möglichst hoch sein.
  • In der EP-A-108 268 wird ein Verfahren zur Herstellung von kaltgewalztem Band mit höchster Tiefziehbarkeit beschrieben, welches zwar als eine Maßnahme die Anwendung niedriger Brammenvorwärmtemperaturen unter 1 170 °C enthält, jedoch ist der Gegenstand dieser Druckschrift auf IF-Stahl mit geringsten C-Gehalten von max. 0,007 % C und die Erfordernis einer Zugabe von Ti und Niob beschränkt. Die günstige Wirkung der niedrigen Vorwärmtemperaturen ist an das Vorhandensein von (Ti.Nb)C gebunden.
  • Die DE-OS 31 38 302 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von kaltgewalztem Bandstahl hoher Festigkeit aus einem Stahl, der einen hohen Phosphorgehalt von 0,05 bis 0,10 Gew.-% hat. Dabei wird eine Erwärmung der Stahlbrammen auf höchstens 1.200 °C bzw. in den Bereich 1.200 bis 1.000 °C vorgeschlagen. Die angestrebten Dehngrenzen liegen, wie Tab. 2 belegt, über 20 kp/mm, was bedeutet, daß nach diesem Stand der Technik die Herstellung alterungsbeständiger Stahlbänder mit höchster Kaltumformbarkeit jedoch noch nicht befriedigend gelöst ist, wobei auch dieses bekannte Verfahren insbesondere die Wünsche nach ausschließlicher Verwendung kontinuierlicher Produktionsverfahren mit erhöhter Wirtschaftlichkeit und nach verbesserten Eigenschaften der Fertigprodukte, differenziert nach den jeweiligen Verformungsverfahren, Werkstoffbeanspruchungen und -kennwerten nicht erfüllt. Im übrigen ist das Fertigwarmwalzen oberhalb A3 bevorzugt.
  • EP-A-101 740 offenbart die Herstellung von gut Kaltverformbarem alterungsbeständigen Stahe, der vakuumbehandelt ist, unteranderem mit 0,001 % C, 0,02 % Si, 0,15 % Mn, 0,1% P, 0,007 % S, 0,001 % N und 0,056 % Al, Rest Eisen neben Verunreinigungen durch Warmwalzen in elf Walzstichen ausgehend bei einer Temperatur von 1000°C und endend bei 670°C, Kaltwalzen, rekristallisierendes Glühen und Dressieren, wobei eine Dehngrenze von ca. 137N/mm2 erreicht wird.
  • Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines alterungsbeständigen kaltgewalzten Stahlbandes, das höchste Kaltumformbarkeitseigenschaften aufweist, zu schaffen, ohne daß eine Vakuumbehandlung oder der Zusatz von Legierungselementen wie Titan, Niob oder Vanadium notwendig ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
  • Zweckmäßige und vorzugsweise Verfahrensschritte sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben. Die verbesserte Kaltumformbarkeit wird anhand des im folgenden erörterten Beispiels belegt.
  • Die Auswirkungen der in den Ansprüchen festgelegten Maßnahmen sind anhand von in der Zeichnung dargestellten Balkendiagrammen erläutert.
  • Der Stahl für das Beispiel hat folgende Zusammensetzung:
    • C 0,02 %
    • Si 0,01 %
    • Mn 0,2 %
    • P 0,008 %
    • S 0,012 %
    • Al 0,04 %
    • N 0,003 %
    Dieser Al-beruhigte Stahl weist einen Legierungsgehalt auf. Er wurde im Beispiel als Bramme nach dem Stand der Technik bei 1.270 °C vorgewärmt und in herkömmlicher Weise warmgewalzt mit einer Endtemperatur von 920 °C und kalt ausgewalzt sowie rekristallisierend geglüht und dressiert. Das Beispiel zeigt die Auswirkungen abgesenkter Vorwärm- und Walzendtemperaturen. In der linken Hälfte der Felder sind die Werkstoffeigenschaften für die hohen Vorwärm- und Walzendtemperaturen aufgetragen. Die mechanischen Eigenschaften für die Variante mit hoher Vorwärm- und Walzendtemperatur im Beispiel, i. e. Dehngrenze und Bruchdehnung genügen nicht mehr für sehr anspruchsvolle Verwendungszwecke. In der rechten Hälfte der entsprechenden Felder sind die gleichen Kennwerte bei erfindungsgemäßer Herstellung des Kaltbandes dargestellt. Die Bramme wurde zunächst auf eine Temperatur von 1.100 °C vorgewärmt und dann das Band zwischen Vor- und Fertigstaffel gekühlt, so daß das Band aus dem letzten Fertiggerüst mit 800 °C austrat. Die prozentuale Dickenabnahme des Bandes nach Durchlaufen der Umwandlungstemperatur erreichte noch 40 %. Aus diesem Warmband hergestelltes Kaltband erreichte trotz des geringen Legierungsaufwandes so günstige Werte von Dehngrenze, Bruchdehnung und Verfestigungsexponent, daß diese Erzeugnisse auch für anspruchsvollste Verwendungszwecke unter Einsatz von Streckziehen und Abkanten eingesetzt werden können. Allerdings ist der Kennwert der senkrechten Anisotropie rm mit 1,3 nicht ausreichend für die Herstellung komplizierter Tiefziehteile.
  • Wie aus den vorstehenden Ausführungen und dem Beispiel ersichtlich, führt die erfindungsgemäße Kombination der genannten Verfahrensschritte dahin, daß mit verbesserter Produktivität kaltgewalzte Stahlbänder zuverlässiger und mit für bestimmte Verwendungszwecke gezielt verbesserter Kaltumformbarkeit hergestellt werden können.
  • Gegenüber dem erhöhten Energiebedarf beim Warmwalzen überwiegen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es seien hierfür nur einige Beispiele genannt:
    • kürzere Durchsatzzeiten und damit erhöhte Leistung der Ofenanlage für die Brammenvorwärmung,
    • geringere Verzunderung, also höheres Gewichtsausbringen,
    • gezielte Kombination der Werkstoffkennwerte für unterschiedliche Kaltumformverfahren,
    • gesteigerter Einsatz von leistungssteigernden kontinuierlichen Verfahrensschritten sämtlicher Arbeitsgänge.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Herstellen eines alterungsbeständigen Bandstahles mit hoher Kaltumformbarkeit durch Warmbandwalzen, Kaltwalzen, rekristallisierendes Glühen und nachfolgendes Dressieren, wobei Stähle (Angaben in Masseprozenten) mit
    0,02 bis 0,06% C
    max. 0,10% Si
    max. 0,40% Mn
    max. 0,03% P
    max. 0,03% S
    max. 0,01% N
    mindestens einem der Elemente aus nachfolgender Gruppe
    0 - 0,10% Al,
    0 - 0,006% B
    erschmelzungsbedingten Verunreinigungen,
    Rest Eisen
    zu Brammen vergossen, vor dem Warmwalzen auf Temperaturen von 1000 bis höchstens 1 200° C erwärmt und bei einer Temperatur unterhalb A3 fertig warmgewalzt werden, wobei die Dickenabnahme unterhalb A3 mindestens 35% der Dicke bei Durchlaufen von A3 beträgt; gehaspelt, kaltgewalzt und anschließend rekristallisierend auf Dehngrenzen von höchstens 200 N/mm2 geglüht werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stähle max. 0,05% Si enthalten.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stähle max. 0,006% N enthalten.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl vor dem Warmwalzen auf eine Temperatur von höchstens 1 150 °C, insbesondere von höchstens 1 100°C, jedoch über 1 000° C erwärmt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl nach dem Kaltwalzen in einem kontinuierlichen Banddurchziehofen rekristallisierend geglüht wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl einer kurzzeitigen Überalterungsbehandlung, bestehend aus Anlassen im Bereich zwischen ca. 250 und 450° C vor dem Dressieren unterzogen wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kaltgewalzte Stahl kontinuierlich geglüht und anschließend, insbesondere unmittelbar anschließend, im Schmelzfluß mit einem metallischen Überzug versehen wird.
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