EP0301228A1 - Verfahren zur Herstellung von Warmband - Google Patents

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EP0301228A1
EP0301228A1 EP88109771A EP88109771A EP0301228A1 EP 0301228 A1 EP0301228 A1 EP 0301228A1 EP 88109771 A EP88109771 A EP 88109771A EP 88109771 A EP88109771 A EP 88109771A EP 0301228 A1 EP0301228 A1 EP 0301228A1
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EP
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hot
rolling
hot strip
coil
strip
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EP88109771A
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Cestmir Dr. Dipl.-Ing. Lang
Lutz Dr. Dipl.-Ing. Meyer
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Thyssen Stahl AG
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Thyssen Stahl AG
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/68—Furnace coilers; Hot coilers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing hot strip from unalloyed or low-alloy steel with carbon contents in the range from 0.3-0.9% with the steps - austenitizing a slab, - hot rolling the heated slab, Cooling the belt and -Coiling the tape into a coil.
  • Hot strip from these steels is used for direct further processing by forming or for the production of cold-rolled strip. Finished parts made from these steels are usually heat-treated by hardening and tempering to set the required strength and hardness values.
  • the tensile strength of hot strip made from these steels is high due to the carbon content. It depends on the pearlite content in the structure and on the formation of pearlite. In the case of steels with carbon contents between 0.4 and 0.7%, an increase in the pearlite content in the structure of 50-100% causes an increase in the tensile strength of 600 to 1100 N / mm2 (Journal of the Iron and Steel Institute, 205, 1967, page 653/664). An increase in the pearlite content in the structure with a reduction in the amount of ferrite results if the cooling rate of the strip is high in the region of the ⁇ / ⁇ conversion.
  • Cooling rate in the area of the ⁇ / ⁇ conversion is the lamellar spacing of the pearlitic structure and thus also the strength.
  • increasing the cooling rate from 5 to 30 K / s reduces the lamellar spacing of the pearlite and thereby increases the tensile strength from 950 to 1300 N / mm2 (Atlas for heat treatment of Staele, Verlag Stahl-Eisen, Duesseldorf, 1961, Plate II - 101 E and Mem.Sci.Revue de Metallurgie 75, 1978, pages 149/159).
  • the high strength means that the resulting high forming forces place a high load on the systems. This entails both increased energy consumption and a reduction in the lifespan of the systems.
  • the primary goal in the method according to the invention is the lamellar spacing of the pearlite, i.e. of the structural component, which accounts for more than half of the microstructure formation in the pearlitic-ferritic steels in question, and thereby lower the tensile strength.
  • the invention has for its object to lower the tensile strength of hot strip from unalloyed or low-alloy steel with 0.3 to 0.9% C, without affecting the uniformity of the properties and structure over the length and width of the hot strip.
  • This object is achieved according to the invention by a method which is characterized in that the hot rolling and the cooling of the hot strip on the run-out roller table are controlled in such a way that the ⁇ / ⁇ conversion in the hot strip only begins in the coiled coil and is ended in the coil.
  • the process according to the invention makes use of the fact that pearlitic-ferritic steels have a low temperature at the start of the ⁇ / ⁇ conversion on cooling and that a temperature increase occurs during the conversion into the pearlite stage.
  • the process according to the invention is carried out in such a way that the ⁇ / ⁇ conversion in the hot strip, which previously took place on the exit roller table of the hot strip mill, is shifted into the coil.
  • this solution means a coarsening of the pearlitic structure.
  • the lamellar spacing of pearlite is about twice as high as that of the structure with fine-lamellar pearlite.
  • the ferrite content in the structure is increased and thus the pearlite content is lowered. Both structural changes contribute to a reduction in the strength of the hot strip.
  • the already mentioned phenomenon contributes to a good uniformity of the properties and the microstructure formation according to the invention, according to which steels with a higher carbon content show a strong heat development during the transformation in the pearlite stage.
  • the heating for a steel with approximately 0.35% C is 20 to 30 K and for a steel with approximately 0.8% C 40 to 60 K.
  • the production steps are carried out in such a way that the ⁇ / ⁇ conversion in the hot strip only begins in the coiled coil and ends in the coil.
  • the heat development in the coil leads to an equalization of the temperature of the wound strip into the outer and inner turns of the coil and at the same time to a decrease in the cooling rate in the area of the ⁇ / ⁇ conversion with the described consequences for the reduced strength of the hot strip.
  • the heat generated during the ⁇ / ⁇ conversion was dissipated by connecting additional water cooling systems on the run-out roller table.
  • the control loop of the cooling reacts to the measured reel temperature with a time delay.
  • the heat generated during the conversion causes fluctuations in the cooling speed of the hot strip, which, depending on the speed of the cooling water control, lead to local fluctuations in the microstructure formation and the properties over the strip length.
  • the production of hot strip with low strength by the method according to the invention rules out such fluctuations due to the fact that the conversion only takes place in the wound coil. It is therefore essential for the process according to the invention that a complete course of the conversion in the coil is ensured.
  • the uniformity of the properties and the structure formation impaired. Furthermore, the winding state of the tape is negatively influenced by an undefined course of the conversion over the length of the tape.
  • a low tensile strength of 500 to 780 N / mm2 and a coarse-lamellar pearlite formation (average lamellar spacing of the pearlite greater than 0.3 ⁇ m) of the hot strip is achieved according to the invention when the cooling rate in the range of ⁇ / ⁇ conversion of around 4 to 40 so far K / s is reduced to 0.05 K / s or less.
  • the final rolling temperature during hot rolling is 860 ° C or higher
  • a rolling speed in the last finishing stand of at least 7 m / s is set and the reel temperature is kept at 640 ° C or higher by low water cooling
  • -that with a carbon content of the hot strip in the range of 0.33 to 0.49% for setting a tensile strength of at most 650 N / mm2 the final rolling temperature during hot rolling is 860 ° C or higher
  • a rolling speed in the last finishing stand is set at least 8 m / s and the reel temperature is kept at 680 ° C or higher
  • -that with a carbon content of the hot strip in the range of 0.50 to 0.65% for setting a tensile strength of at most 730 N / mm2 the final rolling temperature during hot rolling is 860 ° C or higher
  • one The rolling speed in the last finishing stand is set to at least 7.5 m
  • the specified parameters are particularly suitable for hot strip thicknesses of 2 - 3 mm and outlet roller table lengths between 100 and 150 m in order to ensure that the ⁇ / ⁇ conversion in the coiled coil is completed.
  • the method is applicable to steels made from 0.32-0.9% C 0.20 - 1.5% Mn up to 2.0% Si up to 0.05% P up to 0.05% S up to 0.02% N up to 0.15% Al Rest of iron and unavoidable impurities are produced.
  • the steel can also be alloyed with up to 3.5% Cr up to 3.5% Ni up to 0.5% Mo up to 0.20% V up to 0.03% Ti up to 0.15% Zr up to 0.005% Te up to 0.01% B.
  • alloying elements serve to increase the hardenability (Cr, Ni, Mo, V, B) or the nitrogen setting (Ti, Zr) or to influence the sulfide form (Zr, Te).
  • Steels A, B, D, E, J, M, Q, R, X, Y fall under the invention.
  • Another important criterion of the method according to the invention is the lamella spacing of the pearlitic structure.
  • the steels produced by the process according to the invention have an average lamella spacing greater than 0.3 ⁇ m, while the steels with fine-lamellar pearlite have an average lamella spacing less than 0.2 ⁇ m.
  • the example of steels R and S makes it particularly clear that the complete ⁇ / ⁇ conversion in the wound coil is important.
  • the reel temperature of the steel S which does not fall under the invention, is 680 ° C higher than that of the steel R according to the invention at 665 ° C, the tensile strength of the steel S is significantly higher than that of the steel R.
  • the ⁇ / ⁇ conversion partially took place on the run-out roller table, the heat generated during the conversion leading to an increase in the reel temperature.
  • the ⁇ / ⁇ conversion took place completely in the coiled coil.
  • the increase in temperature during pearlite conversion led to an equalization of the temperature into the outer and inner turns of the coil and at the same time to a reduction in the cooling rate to 0.01 K / s, which led to a reduction in the strength of the strip.
  • the hot strips produced by the method according to the invention can be directly processed further at a lower cost by forming, such as bending, straightening, wrapping, etc., or rolled into cold strips. At the same time, the hot strips are characterized by uniformity of properties and structure over the length and width.
  • Plate 1 Chemical composition of the steels stolen In% by weight Ref. Type C.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Warmband mit Zugfestigkeitswerten von Rm = 500 bis 780 N/mm² aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl mit 0,3 bis 0,9 %. Dabei wird eine Stahlbramme austenitisiert und zu Warmband gewalzt, das auf einem Auslaufrollgang abgekühlte Warmband wird zu einem Coil aufgehaspelt. Kennzeichen der Erfindung ist, daß das Warmwalzen und das Abkühlen des Bandes auf dem Auslaufrollgang so geführt wird daß die γ/α-Umwandlung im Warmband erst im gehaspelten Coil beginnt und im Coil beendet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Warmband aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl mit Kohlenstoffgehalten im Bereich von 0,3 - 0,9 % mit den Schritten
    - Austenitisieren einer Bramme,
    - Warmwalzen der erwärmten Bramme,
    - Abkühlen des Bandes und
    -Aufhaspeln des Bandes zu einem Coil.
  • Warmband aus diesen Stählen wird zur direkten Weiterverarbeitung durch Umformen oder zur Herstellung von kaltgewalztem Band eingesetzt. An Fertigteilen aus diesen Stählen wird üblicherweise eine Wärmebehandlung durch Härten und Anlassen zur Einstellung der geforderten Festigkeits- und Härtewerte vorgenommen.
  • Die Zugfestigkeit von Warmband aus diesen Stählen ist aufgrund der Kohlenstoffgehalte hoch. Sie hängt von dem Perlitanteil im Gefüge und von der Ausbildung des Perlits ab. Bei Stählen mit Kohlenstoffgehalten zwischen 0,4 und 0,7 % bewirkt eine Erhöhung des Perlitanteils im Gefüge von 50 - 100 % einen Anstieg der Zugfestigkeit von 600 bis 1100 N/mm² (Journal of the Iron and Steel Institute, 205, 1967, Seite 653/664). Eine Erhöhung des Perlitanteils im Gefüge bei einer Verringerung der Ferritmenge ergibt sich, wenn die Abkühlgeschwindigkeit des Bandes im Bereich der γ/α-Umwandlung hoch ist. Ferner beeinflußt die Abkühlungsgeschwindigkeit im Bereich der γ/α-Umwandlung den Lamellenabstand des perlitischen Gefüges und dadurch ebenfalls die Festigkeit. Bei einem Stahl mit 0,72 % C und 0,73 % Mn wird durch eine Erhöhung der Abkühlungs­geschwindigkeit von 5 auf 30 K/s der Lamellenabstand des Perlits verringert und dadurch die Zugfestigkeit von 950 auf 1300 N/mm² angehoben (Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle, Verlag Stahl-Eisen, Düsseldorf, 1961, Tafel II - 101 E und Mem. Sci. Revue de Metallurgie 75, 1978, Seiten 149/159).
  • Bei der Herstellung von Warmband aus Stählen mit höheren Kohlenstoffgehalten wird in der Praxis eine starke Wasserkühlung des Warmbandes auf dem Auslaufrollgang der Warmbandstraße vorgenommen. Durch diese Verfahrensweise soll eine Vergleichmäßigung der mechanischen Eigenschaften und der Gefügeausbildung über die Länge des Warmbandes sichergestellt werden (Stahl und Eisen, 89, 1969, Seite 815/824). Die hohe Abkühlgeschwindigkeit aufgrund der starken Wasserkühlung führt, wie bereits beschrieben, zu einer Erhöhung des Perlitanteiles bzw. zu einer Verringerung des Ferritanteils und zu einer Verringerung des Lamellenabstandes des Perlits. Beide Veränderungen bewirken, wie erläutert, eine Erhöhung der Festigkeit des Warmbandes.
  • Bei diesem Erzeugungsweg ergeben sich für zwei Stähle nach DIN 17200 und DIN 17220 folgende typische Eigenschaften des Warmbandes:
    Stahl Zugfestigkeit Härte
    C 45 ≧800 N/mm² ≧95 HRB
    C 75 ≧1000 N/mm² ≧25 HRC
    Der mittlere Lamellenabstand des Perlits liegt zwischen 0,1 und 0,2 µm.
  • Für die Direktweiterverarbeitung von so hergestelltem Warmband durch Biegen, Richten, Wickeln, Stanzen oder zur Herstellung von kaltgewalztem Band bedeuten die hohen Festigkeiten aufgrund der daraus resultierenden hohen Umformkräfte eine hohe Belastung der Anlagen. Damit verbunden ist sowohl ein erhöhter Energieaufwand als auch eine Verkürzung der Lebensdauer der Anlagen.
  • Es sind Verfahren bekannt (EP-PSen 0 019 193 und 0 099 520), bei denen durch den Einbau einer zusätzlichen Einrichtung auf dem Auslaufrollgang der Warmbandstraße eine partielle Verringerung der Abkühlgeschwindigkeit im γ/α-Gebiet erreicht wird, und zwar durch Aufwickeln des Bandes in einem Inkubator. Bei beiden bekannten Verfahren ist die Verweilzeit des aufgewickelten Bandes im Inkubator kleiner als 2 min. Dann erfolgt das Abwickeln und die Kühlung sowie das Aufwickeln des Bandes in einer üblichen Haspelanlage. Ziel der Verringerung der Abkühlgeschwindig­keit durch das Aufwickeln im Inkubator ist es, die Ferritbildung zu fördern und dadurch den Ferritanteil im Gefüge anzuheben. Die in beiden Schriften genannten Stähle weisen jedoch niedrige Kohlenstoffgehalte auf, und das Gefüge dieser Stähle besteht überwiegend aus Ferrit. Im Gegensatz dazu ist beim erfindungsgemäßen Verfahren das vorrangige Ziel, den Lamellenabstand des Perlits, d.h. des Gefügebestandteiles, der bei den in Frage stehenden perlitisch-ferritischen Stählen mehr als die Hälfte der Gefügeausbildung ausmacht, zu erhöhen und dadurch die Zugfestigkeit abzusenken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zugfestigkeit von Warmband aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl mit 0,3 bis 0,9 % C abzusenken, ohne die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften und der Gefügeausbildung über die Länge und Breite des Warmbandes zu beeinträchtigen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Warmwalzen und das Abkühlen des Warmbandes auf dem Auslaufrollgang so gesteuert werden, daß die γ/α- Umwandlung im Warmband erst im gehaspelten Coil beginnt und im Coil beendet wird.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird davon Gebrauch gemacht, daß perlitisch-ferritische Stähle eine niedrige Temperatur des Beginns der γ/α-Umwandlung bei der Abkühlung aufweisen und daß während der Umwandlung in die Perlitstufe eine Temperaturerhöhung eintritt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird so geführt, daß die γ/α-Umwandlung im Warmband die bisher auf dem Auslaufrollgang der Warmbandstraße stattfand, in das Coil verlagert wird. Im Hinblick auf die Gefügeausbildung bedeutet diese Lösung eine Vergröberung des perlitischen Gefüges. Der Lamellenabstand des Perlits liegt mit 0,3 µm und höher etwa doppelt so hoch, wie beim Gefüge mit feinlamellarem Perlit. Gleichzeitig wird der Ferritanteil im Gefüge erhöht und damit der Perlitanteil abgesenkt. Beide Gefügeänderungen tragen zu einer Absenkung der Festigkeit des Warmbandes bei.
  • So werden beispielsweise die Zugfestigkeitswerte von Warmband aus den eingangs beschriebenen Stählen C 45 und C 75 bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf maximal Rm = 650 bzw. Rm = 750 N/mm² herabgesetzt. Dies ergibt eine Festigkeitserniedrigung gegenüber Stählen, die nach bisherigen Verfahren hergestellt wurden, von 150 bzw. 250 N/mm² oder mehr.
  • Zu einer guten Gleichmäßigkeit der Eigenschaften und der Gefügeausbildung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren trägt die bereits genannte Erscheinung bei, nach welcher Stähle mit höherem Kohlenstoffgehalt eine starke Wärmeentwicklung im Verlauf der Umwandlung in der Perlitstufe aufweisen. So beträgt die Erwärmung bei einem Stahl mit etwa 0,35 % C 20 bis 30 K und bei einem Stahl mit etwa 0,8 % C 40 bis 60 K. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Erzeugungs­schritte so geführt, daß die γ/α-Umwandlung im Warmband erst im gehaspelten Coil beginnt und im Coil beendet wird. Die Wärmeentwicklung im Coil führt zu einer Vergleichmäßigung der Temperatur des aufgewickelten Bandes bis in die Außen- und Innenwindungen des Coils und gleichzeitig zu einer Absenkung der Abkühlungsgeschwindigkeit im Bereich der γ/α-Umwandlung mit den beschriebenen Folgen für die herabgesetzte Festigkeit des Warmbandes.
  • Bei der bisherigen Herstellungsweise wurde die bei der γ/α-Umwandlung entstehende Wärme durch eine Zuschaltung weiterer Wasserkühlsysteme auf dem Auslaufrollgang abgeführt. Der Regelkreis der Kühlung reagiert jedoch mit einer zeitlichen Verzögerung auf die jeweils gemessene Haspeltemperatur. Dies bedeutet, daß die Wärmeentwicklung bei der Umwandlung Schwankungen in der Abkühlgeschwindikeit des Warmbandes verursacht, die je nach der Geschwindig­keit der Kühlwasserregelung zu lokalen Schwankungen der Gefügeausbildung und der Eigenschaften über die Bandlänge führten. Die Herstellung von Warmband mit niedriger Festigkeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schließt aufgrund der Tatsache, daß die Umwandlung erst im aufgewickelten Coil abläuft, solche Schwankungen aus. Daher ist es für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich, daß ein vollständiger Ablauf der Umwandlung im Coil sichergestellt wird. Läuft hingegen die Umwandlung zum Teil auf dem Auslaufrollgang und zum Teil im Coil ab, so wird die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften und der Gefügeausbildung beeinträchtigt. Weiterhin wird durch einen über die Länge des Bandes undefinierten Ablauf der Umwandlung der Wickelzustand des Bandes negativ beeinflußt.
  • Eine niedrige Zugfestigkeit von 500 bis 780 N/mm² und eine groblamellare Perlitausbildung (mittlerer Lamellenabstand des Perlits größer als 0,3 µm) des Warmbandes wird erfindungsgemäß dann erreicht, wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit im Bereich der γ/α-Umwandlung von bisher rund 4 - 40 K/s auf 0,05 K/s oder geringer herabgesetzt wird.
  • Zur Einstellung einer derart niedrigen Abkühlungs­geschwindigkeit wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt folgende Bedingungen einzuhalten:
    - daß die Endwalztemperatur beim Warmwalzen bei 860 °C oder höher liegt, eine Walzgeschwindigkeit im letzten Fertiggerüst von mindestens 7 m/s eingestellt wird und die Haspeltemperatur durch eine geringe Wasserkühlung auf 640 °C oder höher gehalten wird,
    -daß bei einem Kohlenstoffgehalt des Warmbandes im Bereich von 0,33 bis 0,49 % zur Einstellung einer Zugfestigkeit von höchstens 650 N/mm² die Endwalztemperatur beim Warmwalzen 860 °C oder höher liegt, eine Walzgeschwindigkeit im letzten Fertiggerüst mindestens 8 m/s eingestellt und die Haspeltemperatur bei 680 °C oder höher gehalten wird,
    -daß bei einem Kohlenstoffgehalt des Warmbandes im Bereich von 0,50 bis 0,65 % zur Einstellung einer Zugfestigkeit von höchstens 730 N/mm² die Endwalztemperatur beim Warmwalzen 860 °C oder höher liegt, eine Walzgeschwindigkeit im letzten Fertiggerüst mindestens 7,5 m/s eingestellt und die Haspeltemperatur bei 660 °C oder höher gehalten wird,
    -daß bei einem Kohlenstoffgehalt des Warmbandes im Bereich von 0,66 bis 0,90 % zur Einstellung einer Zugfestigkeit von höchstens 780 N/mm² die Entwalztemperatur beim Warmwalzen 860 °C oder höher liegt, eine Walzgeschwindigkeit im letzten Fertiggerüst von mindestens 7 m/s eingestellt und die Haspeltemperatur bei 640 °C oder höher gehalten wird.
  • Die angegebenen Parameter eignen sich besonders für Warmbanddicken von 2 - 3 mm und Auslaufrollgangslängen zwischen 100 und 150 m, um den vollständigen Ablauf der γ/α-Umwandlung im gehaspelten Coil sicherzustellen.
  • Das Verfahren ist für Stähle anwendbar, die aus
        0,32 - 0,9 % C
        0,20 - 1,5 % Mn
        bis 2,0 % Si
        bis 0,05 % P
        bis 0,05 % S
        bis 0,02 % N
        bis 0,15 % Al
        Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen hergestellt werden. Der Stahl kann zusätzlich legiert sein mit
        bis 3,5 % Cr
        bis 3,5 % Ni
        bis 0,5 % Mo
        bis 0,20 % V
        bis 0,03 % Ti
        bis 0,15 % Zr
        bis 0,005 % Te
        bis 0,01 % B .
  • Diese Legierungselemente dienen der Erhöhung der Härtbarkeit (Cr, Ni, Mo, V, B) bzw. der Stickstoffabbindung (Ti, Zr) oder Sulfidformbeeinflußung (Zr, Te).
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Ferner wird das erfindungsgemäße Verfahren mit nicht unter die Erfindung fallenden Herstellungsbedingungen verglichen.
  • Die in Tafel 1 aufgeführten Stähle A bis Z wurden nach dem Sauerstoffaufblasverfahren erschmolzen. Es handelt sich dabei um unlegierte und niedriglegierte Vergütungsstähle nach DIN 17200 und 17222. In Tafel 2 sind die Herstellungsparameter, die Werte der mechanischen Eigenschaften und der Perlitausbildung aufgeführt.
  • Die Stähle A, B, D, E, J, M, Q, R, X, Y fallen unter die Erfindung. Die Stähle C, H, I, O, P, T, U, V und Z, die eine Umwandlung auf dem Auslaufrollgang erfahren haben, sowie die Stähle F, G, K, L, N, und S, bei denen die Umwandlung teils auf dem Auslaufrollgang und teils im aufgewickelten Coil erfolgte, fallen nicht unter die Erfindung.
  • Aus den Werten von Tafel 2 wird deutlich, daß die unter die Erfindung fallenden Stähle wesentlich niedrigere Werte der Zugfestigkeit und der Härte aufweisen. Die Festigkeitsunterschiede zwischen Stählen, die nach dem bisherigen und dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, werden mit steigendem Kohlenstoffgehalt größer.
  • Ein weiteres wichtiges Kriterium des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Lamellenabstand des perlitischen Gefüges. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stähle weisen einen mittleren Lamellenabstand größer als 0,3 µm auf, während die Stähle mit feinlamellarem Perlit einen mittleren Lamellanabstand kleiner als 0,2 µm haben.
  • Am Beispiel der Stähle R und S wird besonders deutlich, daß die vollständige γ/α-Umwandlung im aufgewickelten Coil wichtig ist. Obwohl die Haspeltemperatur des Stahles S, der nicht unter die Erfindung fällt, mit 680 °C höher ist, als die des erfindungsgemäßen Stahles R mit 665 °C, liegt die Zugfestigkeit des Stahles S deutlich höher als die des Stahles R. Bei dem Stahl S lief die γ/α-Umwandlung infolge der höheren Abkühlungsgeschwindigkeit von 15 K/s zum Teil schon auf dem Auslaufrollgang ab, wobei die bei der Umwandlung entstandene Wärme zur Erhöhung der Haspeltemperatur führte. Hingegen erfolgte beim erfindungsgemäßen Stahl R die γ/α-Umwandlung vollständig im gehaspelten Coil. Die bei der Perlitumwandlung auftretende Temperaturerhöhung führte zu einer Vergleichmäßigung der Temperatur bis in die Außen- und Innenwindungen des Coils und gleichzeitig zu einer Absenkung der Abkühlungsgeschwindigkeit auf 0,01 K/s, was zu einer Herabsetzung der Festigkeit des Bandes führte.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Warmbänder können aufgrund der herabgesetzten Festigkeit und gleichmäßigen Eigenschaften mit geringeren Kosten durch Umformen, wie Biegen, Richten, Umwickeln usw. direkt weiterverarbeitet oder zu Kaltbändern ausgewalzt werden. Gleichzeitig zeichnen sich die Warmbänder durch Gleichmäßigkeit der Eigenschaften und der Gefügeausbildung über die Länge und Breite aus. Tafel 1
    Chemische Zusammensetzung der Stähle
    Stahl Angaben in Gew.-%
    Bez. Typ C Mn Si P S N Al Cr Ni Mo V Te Ti Zr
    A-C ähnlich C 35 0,33 0,94 0,35 0,018 0,006 0,0038 0,022 0,35 0,042 0,002 -- -- -- 0,07
    D-I ähnlich C 45 0,44 0,68 0,25 0,016 0,005 0,0042 0,012 1,05 0,014 0,003 -- 0,002 -- --
    J-L 50 Cr V4 0,53 0,92 0,34 0,010 0,008 0,0040 0,015 0,95 0,017 0,001 0,10 -- -- --
    M-P 55 Si 7 0,56 0,80 1,68 0,012 0,004 0,0050 0,030 0,012 0,016 0,001 -- -- -- --
    Q-V ähnlich C 75 0,74 0,61 0,34 0,016 0,005 0,0036 0,024 0,015 0,012 0,006 -- -- -- --
    X-Z ähnlich C 85 0,85 0,79 0,27 0,015 0,009 0,0043 0,010 0,37 0,02 0,001 -- -- 0,02 --
    Figure imgb0001

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Warmband mit Zugfestigkeitswerten von Rm = 500 bis 780 N/mm² aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl mit 0,3 bis 0,9 % C, bei dem eine Stahlbramme austenitisiert und zu einem Warmband warmgewalzt wird, nach dem Abkühlen des Warmbandes auf einem Auslaufrollgang wird es zu einem Coil gehaspelt,
dadurch gekennzeichnet , (wherein) daß das Warmwalzen und das Abkühlen des Warmbandes auf dem Auslaufrollgang so gesteuert werden, daß die γ/α-­Umwandlung im Warmband erst im gehaspelten Coil beginnt und im Coil beendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß die Endwalztemperatur beim Warmwalzen bei 860 °C oder höher liegt, eine Walzgeschwindigkeit im letzten Fertiggerüst von mindestens 7 m/s eingestellt wird und die Haspeltemperatur durch eine geringe Wasserkühlung auf 640 °C oder höher gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß bei einem Kohlenstoffgehalt des Warmbandes im Bereich von 0,33 bis 0,49 % zur Einstellung einer Zugfestigkeit von höchstens 650 N/mm² die Endwalztemperatur beim Warmwalzen 860 °C oder höher liegt, eine Walzgeschwindigkeit im letzten Fertiggerüst mindestens 8 m/s eingestellt und die Haspeltemperatur bei 680 °C oder höher gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß bei einem Kohlenstoffgehalt des Warmbandes im Bereich von 0,50 bis 0,65 % zur Einstellung einer Zugfestigkeit von höchstens 730 N/mm² die Endwalztemperatur beim Warmwalzen 860 °C oder höher liegt, eine Walzgeschwindigkeit im letzten Fertiggerüst mindestens 7,5 m/s eingestellt und die Haspeltemperatur bei 660 °C oder höher gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß bei einem Kohlenstoffgehalt des Warmbandes im Bereich von 0,66 bis 0,90 % zur Einstellung einer Zugfestigkeit von höchstens 780 N/mm² die Entwalztemperatur beim Warmwalzen 860 °C oder höher liegt, eine Walzgeschwindigkeit im letzten Fertiggerüst von mindestens 7 m/s eingestellt und die Haspeltemperatur bei 640 °C oder höher gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß die Abkühlungsgeschwindigkeit im Coil auf 0,05 K/s oder kleiner eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß das Warmband aus einem Stahl bestehend aus
      0,32 - 0,9 % C
      0,20 - 1,5 % Mn
      bis 2,0 % Si
      bis 0,05 % P
      bis 0,05 % S
      bis 0,02 % N
      bis 0,15 % Al
      Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen hergestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , daß der Stahl zusätzlich noch mit
      bis 3,5 % Cr
      bis 3,5 % Ni
      bis 0,5 % Mo
      bis 0,20 % V
      bis 0,03 % Ti
      bis 0,15 % Zr
      bis 0,005 % Te
      bis 0,01 % B
einzeln oder zu mehreren legiert wird.
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