EP1563104B1 - Verfahren zum herstellen eines abriebfesten stahlblechs und so hergestelltes stahlblech - Google Patents

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands, beispielsweise eines Blechs, aus abriebfestem Stahl, dessen chemische Zusammensetzung gewichtsbezogen Folgendes umfasst: $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{35}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{C}\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{8}\mathrm{\%}$$

   

   $$0\%\le \mathrm{Si}\le 2\%$$

   

   $$0\%\le \mathrm{Al}\le 2\%$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{35}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Si}\mathrm{+}\mathrm{Al}\mathrm{\le }\mathrm{2}\mathrm{\%}$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Mn}\mathrm{\le }\mathrm{2},5\mathrm{\%}$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Ni}\mathrm{\le }5\mathrm{\%}$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Cr}\mathrm{\le }5\mathrm{\%}$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Mo}\mathrm{\le }0,5\mathrm{\%}$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{W}\mathrm{\le }1,00\mathrm{\%}$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{1}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Mo}+\mathrm{W}/2\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{50}\mathrm{\%}$$

   

   $$0\%\le \mathrm{B}\le 0,02\%$$

   

   $$0\%\le \mathrm{Ti}\le 2\%$$

   

   $$0\%\le \mathrm{Zr}\le 4\%$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{05}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Ti}\mathrm{+}\mathrm{Zr}/2\mathrm{\le }\mathrm{2}\mathrm{\%}$$

   

   $$\mathrm{0}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{S}\mathrm{\le }0,15\mathrm{\%}$$

   

   $$\mathrm{N}<0,03\%$$

   

   - gegebenenfalls 0 % bis 1,5 % Kupfer,

   - gegebenenfalls mindestens ein aus Nb, Ta und V ausgewähltes Element in derartigen Anteilen, dass Nb/2 + Ta/4 + V ≤ 0,5 % gilt,

   - gegebenenfalls mindestens ein aus Se, Te, Ca, Bi und Pb ausgewähltes Element in Anteilen von weniger als oder gleich 0,1 %,

   wobei der Rest Eisen oder Verunreinigungen, die sich aus der Erzeugung ergeben, sind und die chemische Zusammensetzung ferner den folgenden Gleichungen genügt: $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{1}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{Ti}\mathrm{/}\mathrm{4}\mathrm{-}\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{+}\mathrm{7}\mathrm{\times }\mathrm{N}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{55}\mathrm{\%}$$

   

   und: $$\mathrm{Ti}+\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{2}\mathrm{-}\mathrm{7}\mathrm{\times }\mathrm{N}\mathrm{/}\mathrm{2}\ge \mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{05}\mathrm{\%}$$

   

   und: $$\mathrm{1}\mathrm{,}\mathrm{05}\mathrm{\times }\mathrm{Mn}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{54}\mathrm{\times }\mathrm{Ni}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{50}\mathrm{\times }\mathrm{Cr}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{3}\mathrm{\times }\mathrm{(}\mathrm{Mo}\mathrm{+}\mathrm{W}\mathrm{/}\mathrm{2}{\mathrm{)}}^{\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{>}\mathrm{1}\mathrm{,}\mathrm{8},$$

   

   
   worin K = 0,5 wenn B ≥ 0,0005 % und K = 0 wenn B < 0,0005 % gilt,
   demzufolge der Gegenstand oder das Blech einer Wärmebehandlung zum Härten unterzogen wird, die in der Hitze der Warmformgebung und beispielsweise in der Walzhitze oder nach der Austenitisierung durch Erhitzen in einem Ofen durchgeführt wird, wobei zum Härten:

   - der Gegenstand oder das Blech mit einer mittleren Abkühlungsgeschwindigkeit von über 0,5 °C/s zwischen einer Temperatur von über AC₃ und einer Temperatur zwischen T = 800 - 270 x C* - 90 x Mn - 37 x Ni - 70 X Cr - 83 x (Mo + W/2), worin C* = C - Ti/4 - Zr/8 + 7 x N/8 gilt, und T - 50 °C abgekühlt wird,

   - anschließend der Gegenstand oder das Blech mit einer Kernabkühlungsgeschwindigkeit Vr < 1150 x ep^-1,7 und über 0,1 °C/s zwischen der Temperatur T und 100 °C abgekühlt wird, wobei ep die Dicke des Gegenstands oder des Blechs in mm ist,

   - der Gegenstand oder das Blech auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird und gegebenenfalls eine Glättung durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{1}\mathrm{,}\mathrm{05}\mathrm{\times }\mathrm{Mn}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{54}\mathrm{\times }\mathrm{Ni}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{50}\mathrm{\times }\mathrm{Cr}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{3}\mathrm{\times }\mathrm{(}\mathrm{Mo}\mathrm{+}\mathrm{W}\mathrm{/}\mathrm{2}{\mathrm{)}}^{\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{>}\mathrm{2}$$

   

   gilt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{C}>0,45\%$$

   

   gilt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{Si}+\mathrm{Al}>0,5\%$$

   

   gilt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{Ti}+\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{2}>\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{10}\mathrm{\%}$$

   

   gilt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
   dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{Ti}+\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{2}>\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{30}\mathrm{\%}$$

   

   gilt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass $$\mathrm{C}*\ge 0,22\%$$

   

   gilt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Anlassen bei einer Temperatur von unter oder gleich 350 °C durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zusetzen von Titan zum Stahl der flüssige Stahl in Kontakt mit einer titanhaltigen Schlacke gebracht wird und das Titan der Schlacke langsam in den flüssigen Stahl eindiffundieren gelassen wird.
10. Gegenstand, insbesondere ein Blech, aus abriebfestem Stahl, dessen chemische Zusammensetzung gewichtsbezogen Folgendes umfasst: $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{35}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{C}\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{8}\mathrm{\%}$$

    

    $$0\%\le \mathrm{Si}\le 2\%$$

    

    $$0\%\le \mathrm{Al}\le 2\%$$

    

    $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{35}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Si}\mathrm{+}\mathrm{Al}\mathrm{\le }\mathrm{2}\mathrm{\%}$$

    

    $$0\%\le \mathrm{Mn}\le 2,5\%$$

    

    $$0\%\le \mathrm{Ni}\le 5\%$$

    

    $$0\%\le \mathrm{Cr}\le 5\%$$

    

    $$0\%\le \mathrm{Mo}\le 0,50\%$$

    

    $$\mathrm{0}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{W}\mathrm{\le }1,00\mathrm{\%}$$

    

    $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{1}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Mo}+\mathrm{W}/2\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{50}\mathrm{\%}$$

    

    $$0\%\le \mathrm{B}\le 0,02\%$$

    

    $$0\%\le \mathrm{Ti}\le 2\%$$

    

    $$0\%\le \mathrm{Zr}\le 4\%$$

    

    $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{05}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{Ti}\mathrm{+}\mathrm{Zr}/2\mathrm{\le }\mathrm{2}\mathrm{\%}$$

    

    $$\mathrm{0}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{S}\mathrm{\le }0,15\mathrm{\%}$$

    

    $$\mathrm{N}<0,03\%$$

    

    - gegebenenfalls 0 % bis 1,5 % Kupfer,

    - gegebenenfalls mindestens ein aus Nb, Ta und V ausgewähltes Element in derartigen Anteilen, dass Nb/2 + Ta/4 + V ≤ 0,5 % gilt,

    - gegebenenfalls mindestens ein aus Se, Te, Ca, Bi und Pb ausgewähltes Element in Anteilen von weniger als oder gleich 0,1 %,

    wobei der Rest Eisen oder Verunreinigungen, die sich aus der Erzeugung ergeben, sind und die chemische Zusammensetzung ferner den folgenden Gleichungen genügt: $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{1}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{Ti}\mathrm{/}\mathrm{4}\mathrm{-}\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{+}\mathrm{7}\mathrm{\times }\mathrm{N}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{55}\mathrm{\%}$$

    

    und: $$\mathrm{Ti}+\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{2}\mathrm{-}\mathrm{7}\mathrm{\times }\mathrm{N}\mathrm{/}\mathrm{2}\ge \mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{05}\mathrm{\%}$$

    

    und: $$\mathrm{1}\mathrm{,}\mathrm{05}\mathrm{\times }\mathrm{Mn}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{54}\mathrm{\times }\mathrm{Ni}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{50}\mathrm{\times }\mathrm{Cr}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{3}\mathrm{\times }\mathrm{(}\mathrm{Mo}\mathrm{+}\mathrm{W}\mathrm{/}\mathrm{2}{\mathrm{)}}^{\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{>}\mathrm{1}\mathrm{,}\mathrm{8},$$

    

    
    worin K = 0,5 wenn B ≥ 0,0005 % und K = 0 wenn B < 0,0005 % gilt,
    wobei die Ebenheit durch eine Durchbiegung von unter 12 mm/m gekennzeichnet ist und der Stahl ein Martensitgefüge oder ein Martensit-Bainit-Gefüge aufweist, wobei das Gefüge ferner 5 % bis 20 % Restaustenit und Carbide enthält.
11. Gegenstand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{1}\mathrm{,}\mathrm{05}\mathrm{\times }\mathrm{Mn}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{54}\mathrm{\times }\mathrm{Ni}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{50}\mathrm{\times }\mathrm{Cr}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{3}\mathrm{\times }\mathrm{(}\mathrm{Mo}\mathrm{+}\mathrm{W}\mathrm{/}\mathrm{2}{\mathrm{)}}^{\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{>}\mathrm{2}$$

    

    gilt.
12. Gegenstand nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{C}>0,45\%$$

    

    gilt.
13. Gegenstand nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{Si}+\mathrm{Al}>0,5\%$$

    

    gilt.
14. Gegenstand nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{Ti}+\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{2}>\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{10}\mathrm{\%}$$

    

    gilt.
15. Gegenstand nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{Ti}+\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{2}>\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{30}\mathrm{\%}$$

    

    gilt.
16. Gegenstand nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass: $$\mathrm{C}*\ge 0,22\%$$

    

    gilt.
17. Gegenstand nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Blechs zwischen 2 mm und 150 mm beträgt und seine Ebenheit durch eine Durchbiegung von unter 12 mm/m gekennzeichnet ist.
18. Gegenstand nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte zwischen 280 HB und 450 HB beträgt und: $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{1}\mathrm{\%}\mathrm{\le }\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{Ti}\mathrm{/}\mathrm{4}\mathrm{-}\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{+}\mathrm{7}\mathrm{\times }\mathrm{N}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{2}\mathrm{\%}$$

    

    gilt.
19. Gegenstand nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte zwischen 380 HB und 550 HB beträgt und: $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{2}\mathrm{\%}<\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{Ti}\mathrm{/}\mathrm{4}\mathrm{-}\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{+}\mathrm{7}\mathrm{\times }\mathrm{N}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{3}\mathrm{\%}$$

    

    gilt.
20. Gegenstand nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte zwischen 450 HB und 650 HB beträgt und: $$\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{3}\mathrm{\%}<\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{Ti}\mathrm{/}\mathrm{4}\mathrm{-}\mathrm{Zr}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{+}\mathrm{7}\mathrm{\times }\mathrm{N}\mathrm{/}\mathrm{8}\mathrm{\le }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{5}\mathrm{\%}$$

    

    gilt.