EP3964591A1 - Hot-rolled steel sheet product and method for producing a hot-rolled steel sheet product - Google Patents

Hot-rolled steel sheet product and method for producing a hot-rolled steel sheet product Download PDF

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EP3964591A1
EP3964591A1 EP20194833.8A EP20194833A EP3964591A1 EP 3964591 A1 EP3964591 A1 EP 3964591A1 EP 20194833 A EP20194833 A EP 20194833A EP 3964591 A1 EP3964591 A1 EP 3964591A1
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EP
European Patent Office
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weight
hot
temperature
flat steel
steel product
Prior art date
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Pending
Application number
EP20194833.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer FECHTE-HEINEN
Andreas Kern
Tim Stötzel
Robin THIEL
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
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    • C21D2211/008Martensite

Definitions

  • the invention relates to a high-strength flat steel product with a minimum yield point of 680 MPa with improved further processing properties.
  • HSLA steels High Strength Low Alloy
  • HSLA steels are characterized in particular by a combination of high strength and formability with relatively low alloy contents. They achieve their high strength through the addition of micro-alloying elements such as titanium, niobium or vanadium in connection with a controlled rolling and cooling process. Due to their low content of alloying elements, they also have excellent weldability and can be produced at low cost.
  • metal sheets are usually first rolled and tempered in an additional production step.
  • the sheet metal is regularly first reheated and quenched (hardened) and then tempered.
  • high-strength strip plates can be produced from such a directly hardened hot strip in a conventional cut-to-length line.
  • the strip sheets produced in this way can either be delivered to the end customer in an exclusively hardened condition and processed further.
  • the depaneling process is often followed by an optional tempering of the sheets. This enables fine adjustment of the mechanical-technological properties. Furthermore, the scattering of the mechanical properties over the strip length and strip width can be reduced.
  • the object of the present invention is to provide a high-strength flat steel product that eliminates these disadvantages.
  • a further object is to provide an efficient method for producing this flat steel product.
  • the yield point R e of a flat steel product is understood to mean the upper yield point R eH if the flat steel product has a pronounced yield point. Otherwise (that is, for flat steel products without a pronounced yield point), the yield point of the flat steel product is understood to mean the yield point R p02 within the meaning of this application. Flat steel products according to the invention do not have a pronounced yield point, so that the yield point R e for these is to be understood as the yield point R p02 .
  • the yield point R e is basically to be understood as parallel to the rolling direction.
  • the yield point of the flat steel product according to the invention which is determined according to DIN EN ISO 6892, is at least 680 MPa in order to ensure sufficient strength for structural and wear-resistant applications.
  • the microstructure of the hot-rolled flat steel product is preferably adjusted in such a way that its yield point Re is at least 890 MPa, particularly preferably at least 960 MPa.
  • a flat steel product is understood here as a strip sheet, ie a sheet cut from a hot strip, the length and width of which are each significantly greater than its thickness. Therefore, when a flat steel product or a "sheet metal product” is mentioned below, this means a rolled product in the form of a sheet metal strip, from which, for example, vehicle, crane or infrastructure components as well as supporting structures or shields can be used in the upper or lower section Underground mining blanks or blanks are divided.
  • “Shaped sheet metal parts” or “sheet metal components” are made from such a flat steel product or sheet metal product, the terms “shaped sheet metal part” and “sheet metal component” being used synonymously here.
  • Infrastructure construction is understood to mean the manufacture of buildings, bridges, ships and aircraft.
  • Vehicle construction here refers in particular to the construction of commercial vehicles, buses and trailers.
  • Crane construction refers here in particular to the construction of mobile cranes, especially to the construction of crane booms.
  • Components subject to wear and tear, such as e.g. B. troughs of dump trucks can be made of flat steel products according to the invention.
  • alloy contents refers to the weight or mass, unless otherwise expressly stated. If element contents are given in formulas, this also means the corresponding alloy content in % by mass. Element contents in formulas are indicated by the symbol “%” followed by the element symbol, i.e. %C denotes the element content of carbon in % by mass. Information on the content of microstructure components refers to the surface (area %, FI%) observed in the metallographic section, unless otherwise stated, with the exception of the volume fraction of retained austenite determined by X-ray in % by volume (% by volume).
  • the hot-rolled flat steel product has a thickness dW of 1.5 mm to 25 mm, in particular up to 20 mm.
  • the thickness is preferably at least 2.0 mm, in particular at least 3.0 mm, in order to enable sufficiently rigid constructions.
  • the maximum thickness is preferably 15 mm since a weight reduction is possible in this way.
  • the hot-rolled flat steel product has a tensile strength R m that is greater than 730 MPa and less than 1700 MPa.
  • the tensile strength is also determined in a tensile test according to DIN EN ISO 6892.
  • Tensile strength is also generally understood to be parallel to the rolling direction.
  • a tensile strength of at least 930 MPa, particularly preferably at least 980 MPa is preferably set. Since too high a tensile strength is associated with too little toughness, the tensile strength is preferably limited to a maximum of 1550 MPa.
  • the tempering treatment of the hot-rolled and directly hardened hot strip as a coil in the bell-type annealer serves not only to specifically adjust the yield point and tensile strength level, but also to homogenize the mechanical properties across strip length, strip width and strip thickness.
  • This process step reduces the spread of the yield point and the tensile strength over the strip length and strip width to a maximum of 100 MPa each.
  • the yield strength R e and tensile strength R m over the length and width consequently vary by no more than 100 MPa (difference between the maximum value and the minimum value).
  • the hot-rolled flat steel product has a ratio of yield point Re to tensile strength Re / Rm that is at least 0.84 and at most 0.95.
  • This has the advantage that a flat steel product according to the invention can be used for bending and edging without any special pretreatment. This can be used, for example, to produce highly rigid structural components by roll profiling.
  • yield point ratios R e /R m of at least 0.88 are preferably set.
  • the yield strength ratio R e /R m is preferably limited to a maximum of 0.94.
  • the restricted yield strength ratio of 0.84 to 0.94 offers an ideal combination of high safety through sufficient strong strain hardening in case of overloading and limited deflection during bending and folding by avoiding over hardening.
  • the elongation at break A according to DIN EN ISO 6892, proportional sample, of the flat steel product according to the invention is between 5% and 25% parallel to the rolling direction.
  • the minimum elongation at break is preferably 7% in order to ensure good formability.
  • the hot-rolled flat steel product has a Brinell hardness (hereafter HB) for which the following applies: 47 + 0 , 2 ⁇ R e ⁇ hb ⁇ 0 , 4 ⁇ R e
  • the Brinell hardness (HB) is determined as Brinell hardness HBW 5/750 according to DIN EN ISO 6506-1 1 mm below the surface as the mean value from at least 3 individual measurements of the flat steel product according to the invention.
  • the hot-rolled flat steel product has a notched impact strength which is at least 25J/cm2 at a test temperature of -60°C and or which is at least 35J/cm2 at a test temperature of -40°C and or which is at least 50J/cm2 at a test temperature of -20°C.
  • the specified minimum notched impact strength is determined as a Charpy V notch according to DIN EN ISO 148-1 parallel to the direction of rolling.
  • the yield point is less than 890 MPa.
  • the steel has a microstructure which comprises more than 50% by area of bainite, the remainder being martensite, ferrite, pearlite and retained austenite, with the proportion of ferrite and pearlite in particular being at most 10% by area, preferably at most 5% by area. is, ie the sum of the proportions of ferrite and pearlite is at most 10% by area, preferably at most 5% by area.
  • the proportion of retained austenite is preferably at most 5% by volume.
  • the structural components specified in this application are basically to be understood as being 1/3 of the sheet thickness.
  • deviating structural components can occur due to segregation, and it can also occur on the sheet surface (e.g in an edge area of a maximum of 50 ⁇ m, in particular a maximum of 40 ⁇ m), deviations can occur due to edge decarburization.
  • the yield point is at least 890MPa.
  • the steel has a structure which comprises more than 50 FI% martensite, the remainder being bainite, ferrite, pearlite and residual austenite, with the proportion of ferrite and pearlite being at most 10 FI%, preferably at most 5 FI%. is, ie the sum of the proportions of ferrite and pearlite is at most 10% by area, preferably at most 5% by area.
  • the proportion of retained austenite is preferably at most 5% by volume.
  • the martensite has fine needles with a maximum needle width of 200 nm. Due to the tempering, the predominantly martensitic structure has a large number of finely distributed tempered carbides, whose size is preferably at most 200 nm.
  • the density X Z of the tempering carbides is at least 10 11 m -2 , preferably at least 10 12 m -2 . This ensures good notched impact strength.
  • the density of the tempering carbides is at most 10 14 m -2 , preferably at most 10 13 m -2 , in order to avoid excessive softening of the martensite.
  • the flat steel product has, in particular, grain elongation of the former austenite grains in the rolling direction, with the ratio V ⁇ of austenite grain length in the rolling direction to austenite grain height in the normal direction of the sheet being between 1.3 and 5.0.
  • the austenite grain length and the austenite grain height are determined on the former austenite grains by means of EBSD investigations.
  • the minimum folding radius of the flat steel product for folding by 90° is five times the sheet thickness d W when the bending line is parallel and perpendicular to the rolling direction.
  • the minimum bending radius is preferably four times the sheet thickness d W , also when the bending line is parallel and perpendicular to the rolling direction.
  • the hot-rolled flat steel product according to the invention has good tempering resistance and is distinguished by high notched impact strength in the heat-affected zone of weld seams. In addition, it is excellently suited for edging and has good wear properties due to the high surface hardness.
  • the combination of high strength and excellent formability combined with high notched impact strength achieved in a hot-rolled flat steel product according to the invention makes the flat steel product according to the invention particularly suitable for use in welded constructions for crane booms in telescopic crane construction, in vehicle construction, in infrastructure construction and for equipment used in surface or underground mining, such as supporting structures of shields and the like.
  • a significant weight saving can also be achieved through the use of flat steel products according to the invention in the construction of commercial vehicles, such as semi-trailers, also known as “trailers”, for articulated lorries or trailers for trucks, in the manufacture of chassis parts and in the manufacture of vehicle wheels.
  • a hot-rolled flat steel product according to the invention can be provided for further processing in the unpickled, pickled or blasted state.
  • it can be coated with a metallic protective layer, with the zinc-based protective layers known from the prior art being particularly suitable for this purpose.
  • Such Zn-based coatings can be applied in a practical manner to a flat steel product according to the invention, in particular by electrolytic galvanizing.
  • Carbon (C) is primarily added to increase tensile strength and yield point. It exerts its effect on these two mechanical parameters through different mechanisms. On the one hand, up to a certain proportion of carbon can be present interstitially in dissolved form both in the body-centered cubic and in the face-centered cubic iron lattice and in this way cause an increase in strength. However, this mechanism is of secondary importance for the invention claimed here.
  • the most important task of the carbon here is to enable a martensitic and/or bainitic structural transformation, which results in a significant increase in strength. The martensitic microstructural transformation is ensured by the greatly differing solubility of the carbon in the fcc and bcc lattice in conjunction with an increased cooling rate.
  • the austenite-stabilizing effect of carbon ensures that the cooling rate required for martensite formation is reduced. In addition, however, it also causes a reduction in the martensite start temperature, so that lower temperatures have to be set for martensite formation. In order to bring about a defined increase in strength through martensite formation, a minimum carbon content is always required. Therefore, the minimum carbon content is set at 0.03% here. For safe compliance To ensure the required minimum values for yield point Re and tensile strength Rm even with unavoidable fluctuations in the process parameters during the manufacturing process, the minimum carbon content is preferably set at 0.04%. In order to achieve sufficiently high yield points and tensile strengths for the desired lightweight design potential, the minimum C content is particularly preferably set at 0.06%.
  • C content is limited to a maximum of 0.3%.
  • the C content is preferably set at a maximum of 0.25%. In order to ensure good toughness, a maximum C content of 0.20% is particularly preferably set.
  • Manganese (Mn) fulfills three essential tasks. On the one hand, manganese forms a substitution mixed crystal with iron, which causes an increase in strength. Furthermore, manganese has an austenite-stabilizing effect and thus enables a martensitic transformation even at lower cooling rates. In addition, manganese has a high affinity for sulfur and binds it to form MnS. In this way, the formation of brittle phases such as FeS can be avoided. In order to ensure solid solution strengthening through manganese, a minimum manganese content of 0.1% is added. Furthermore, in order to promote the martensitic transformation, a manganese content of at least 0.5% is preferably adjusted.
  • the manganese content is limited to a maximum of 2.5%, in order to avoid coarse plate martensite, the manganese content is preferably limited to a maximum of 1.7%. In order to additionally avoid segregation over the thickness of the material, the manganese content is particularly preferably limited to a maximum of 1.5%.
  • the alloying element boron and of microalloying elements such as aluminum, niobium, titanium or vanadium—either individually or in combination with one another—is advantageous for adjusting the material properties of the present invention.
  • the alloying element boron and of microalloying elements such as aluminum, niobium, titanium or vanadium—either individually or in combination with one another—is advantageous for adjusting the material properties of the present invention.
  • the boron content is specified to be at least 0.0005%.
  • a reliable improvement in the hardenability through free boron should also be guaranteed if the nitrogen is not completely bound. Therefore, the boron content is preferably set to be at least 0.0010%, more preferably at least 0.0015%. Since the strength-increasing effect initially increases with increasing boron content and falls again above a maximum, the boron content of the steel according to the invention is limited to a maximum of 0.007%. From a determine However, with the boron content, no significant improvement in hardenability is achieved, but toughness at the grain boundaries is reduced. Therefore, the boron content is preferably set to not more than 0.005%. In order to achieve the optimum properties in the flat steel product according to the invention, the boron content is limited to a maximum of 0.0035% in a particularly preferred variant.
  • appropriate alloying measures for nitrogen binding e.g. B. by the targeted alloying of the elements Al, Ti, Nb and / or V, individually or in combination. Taking into account the practical conditions in economic steel production, nitrogen contents of up to 0.01% can be accepted as unavoidable contamination.
  • N contents of at most 0.008%, particularly preferably at most 0.006%, are preferably set. Contents of less than 0.002% can technically only be avoided with great effort, which is why a content of at least 0.002% is tolerated for economic reasons.
  • aluminum In steel production, aluminum usually fulfills the task of deoxidizing or "calming down" the molten steel.
  • the high affinity of aluminum for oxygen is used here. By binding the oxygen to form Al 2 O 3 , the rising of oxygen bubbles ("boiling" of the melt) during steel production is avoided.
  • An Al content of at least 0.01% is generally added to cool steel melts. In order to reduce austenite grain growth via fine AlN particles that are present in sufficient numbers, an Al content of at least 0.02% is preferably added. Excessive aluminum alloying leads to the formation of coarse Al 2 O 3 particles.
  • the Al content is limited to a maximum of 0.3% in order to avoid problems when pouring the molten steel due to clogging of the dip tube with Al 2 O 3 particles.
  • the maximum Al content is preferably limited to 0.2%.
  • Ti titanium
  • a titanium content of at least 0.002% can optionally be added.
  • a Ti content of at least 0.005% is preferably alloyed in order to reliably avoid austenite grain growth through fine TiN particles that are present in sufficient numbers.
  • a Ti content of at least 0.008% is preferably set. Since the formation temperature of titanium nitrides is significantly higher than that of boron nitrides, a titanium content of at least 0.015% can preferably be set in the case of a boron alloy for the purpose of binding nitrogen.
  • a maximum Ti content of 0.2% can be added to the flat steel product according to the invention.
  • the titanium content is preferably limited to a maximum of 0.04%, in particular to a maximum of 0.1%.
  • the titanium content is particularly preferably limited to a maximum of 0.025%.
  • the ratio %Ti/%N is limited to a maximum of 3.42.
  • niobium Another optional alloying element is niobium (Nb).
  • Nb niobium
  • a niobium content of at least 0.002% is required for this.
  • at least 0.005% Nb is preferably alloyed with the flat steel product according to the invention.
  • the niobium content is preferably restricted to a maximum of 0.1%.
  • the effects described are particularly effective with a preferred maximum niobium content of 0.05%.
  • the binding of nitrogen is ensured by alloying in a combination of aluminum (Al) and niobium (Nb), optionally in combination with titanium.
  • Al and Nb are also strong nitride and carbide or carbonitride formers.
  • a combination of Al and Nb leaves a higher content of free nitrogen in the material than when only titanium (Ti) is alloyed with it, but this content is sufficiently low to avoid the formation of boron nitrides and thus to keep boron in solution.
  • niobium content of at least 0.02% is required with a simultaneous addition of at least 0.09% Al. If the focus is only on binding nitrogen, the niobium content in this particularly preferred variant can be limited to a maximum of 0.03% and the aluminum content to a maximum of 0.15%.
  • Chromium (Cr) can be included as an optional alloying element to increase strength and improve hardenability at levels of 0.05% to 2.5%.
  • a minimum Cr content of 0.1% is preferably set. Cr also suppresses the formation of ferrite and pearlite during the cooling process, allowing full martensite and/or bainite formation even at slower cooling rates. This hardenability-increasing effect is particularly effective with a Cr content of at least 0.2%. Therefore, in the case of an optional alloying of Cr, a content of at least 0.2% is particularly preferably alloyed.
  • the Cr content is preferably limited to a maximum of 1.2%.
  • the Cr content is preferably set to 0.8% or less. To avoid coarse precipitation containing Cr, the Cr content is particularly preferably limited to a maximum of 0.5%.
  • molybdenum (Mo) can be contained in the steel flat product according to the invention in amounts of 0.01% to 1% to increase strength and to improve hardenability.
  • a minimum Mo content of 0.1% is preferably set.
  • Mo effectively suppresses the formation of ferrite and pearlite during the cooling process and thus enables complete martensite and/or bainite formation even at lower cooling rates (hardenability increase).
  • This hardenability-increasing effect is particularly effective with Mo contents of at least 0.20%. Therefore, in the case of an optional Mo alloy, a Mo content of at least 0.20% is particularly preferably added.
  • the Mo content is preferably limited to a maximum of 0.5%, particularly preferably to a maximum of 0.3%.
  • the sum of the proportions by weight of chromium (Cr) and molybdenum (Mo) is at most 1.2% by weight, preferably at most 0.85% by weight, particularly preferably at most 0.65% by weight.
  • one element or more elements from the group “Si, Ni, Cu, V, Ca, Mg, REM, Be, Sb” can be present in the steel flat product according to the stipulations explained below.
  • the flat steel product according to the invention can optionally have silicon (Si) in contents of 0.05% to 1.5%.
  • Si forms a substitution mixed crystal with the iron lattice and thus causes a significant increase in strength.
  • an Si content of at least 0.05% is alloyed.
  • Si suppresses cementite formation from the austenite, leaving more carbon dissolved in the austenite, which in turn promotes the martensitic transformation.
  • an Si content of at least 0.07% is preferably set.
  • Si reduces the risk of undesired subsequent cementite formation in the martensite and thereby increases the resistance to an undesired reduction in strength in the heat-affected zone during welding and tempering.
  • contents of at least 0.10% are particularly preferred.
  • the Si content is limited to a maximum of 1.5%.
  • high levels of silicon can lead to the formation of red scale. Rotzunder has an insulating effect on the surface of the material and can therefore significantly reduce the effect of the cooling water used to cool it down. This in turn has negative effects on the martensitic transformation.
  • the content of Si if present at all in effective amounts, is preferably limited to a maximum of 0.6%.
  • negative effects of the optional presence of Si can be avoided in a particularly reliable manner in that the optional Si content of the flat steel product according to the invention is particularly preferably limited to at most 0.35%.
  • nickel (Ni) can be provided in the flat steel product according to the invention in contents of 0.05% to 10%.
  • a minimum Ni content of 0.05% is required.
  • a minimum Ni content of 0.15% is preferably added.
  • Ni can also be alloyed to improve toughness. If this is desired, a minimum Ni content of 0.3% Ni is particularly preferred. A toughness-enhancing effect is effectively achieved up to a Ni content of 10%. Therefore, the Ni content is limited to a maximum of 10%.
  • Ni is preferably limited to a maximum of 5%. Since the addition of Ni results in an increase in the carbon equivalent CEV and as a result weldability is adversely affected, the Ni content is preferably limited to a maximum of 1%, particularly preferably limited to a maximum of 0.5%, to ensure weldability.
  • the flat steel product according to the invention can optionally contain copper (Cu) in a content of 0.01% to 1%. If the hardenability-increasing effect of Cu is to be exploited, a Cu content of at least 0.01% is added. A minimum Cu content of 0.03% is preferably set to ensure through-hardenability even with greater sheet thicknesses. In addition, Cu can improve weather resistance. In order to utilize this effect, a minimum Cu content of 0.1% is particularly preferred. In order to avoid a negative influence on the castability of the steel melt, the Cu content is limited to a maximum of 1%. In order to reduce a negative impact on toughness due to the formation of coarse Cu carbides, the Cu content is preferably limited to a maximum of 0.5%. In order to reliably avoid coarse Cu carbides, the Cu content is particularly preferably restricted to a maximum of 0.3%.
  • Cu copper
  • vanadium (V) can be added in contents of 0.002% to 0.2%.
  • a minimum of 0.002% V must be added to increase yield and tensile strength through precipitation hardening due to the formation of vadium carbides and vanadium carbonitrides. If grain refinement is to be achieved at the same time, a minimum V content of 0.005% is preferably set.
  • the V content is preferably limited to a maximum of 0.07%.
  • the preferred V content is set at a maximum of 0.05%, particularly preferably at a maximum of 0.03%.
  • vanadium carbides are formed as a result of tempering at temperatures above 180°C.
  • the carbon bound in vanadium carbides is no longer available for sufficient strengthening of the martensite.
  • the V content is limited to a maximum of 0.008%, which is particularly preferred compared to the V contents mentioned above.
  • a flat steel product according to the invention can optionally contain 0.0005% to 0.005% Ca.
  • contents of at least 0.001% are preferably added; for reasons of resource efficiency, the Ca content is preferably limited to a maximum of 0.004%.
  • Ca is used as an optional alloying element
  • a calcium to sulfur ratio (Ca/S, proportions in weight percent) of 0.5-2.5 should be set in a preferred embodiment.
  • the Ca/S ratio should be at most 2.0.
  • a flat steel product according to the invention can optionally contain 0.0005% to 0.005% Mg.
  • metals from the group of rare earths REM—rare-earth metal
  • cerium, lanthanum and neodymium is optionally possible.
  • a content of at least 0.001% is optionally possible.
  • the binding effect of the rare earths on sulfur, phosphorus and oxygen can reduce the segregation of these elements at grain boundaries, which makes it possible to increase toughness. At levels above 0.05% there is a risk of the formation of toughness-reducing precipitates. Therefore, the rare earth content is limited to a maximum of 0.05%.
  • Beryllium (Be) can be used as an optional alloying element in levels from 0.001% up to 0.1% to increase wear resistance through the formation of high strength carbides and/or oxides.
  • a Be content of at least 0.002% is preferably set. Since the toughness is greatly reduced if the content is too high, which is undesirable in the present case, the content is preferably limited to a maximum of 0.05%. Due to its toxicity, it is particularly preferred not to use Be as an optional alloying element.
  • Antimony (Sb) can be added as an optional alloying element in contents of 0.001 to 0.3% in order to reduce the susceptibility to grain boundary oxidation and, when using higher contents, also to increase the corrosion resistance in acidic media by segregating at grain boundaries and there the tendency for hydrogen generation and thus for hydrogen-induced cracking is reduced or completely prevented.
  • Sb content of at least 0.002%, particularly preferably at least 0.005%, is alloyed.
  • the maximum content is preferably limited to 0.1%.
  • the content is particularly preferably set at a maximum of 0.05%.
  • Phosphorus (P) can be added as an optional alloying element to increase strength in amounts of 0.003% to 0.08%.
  • the maximum P content is preferably set at 0.05%.
  • the P content in the flat steel product according to the invention is preferably limited to at most 0.02%.
  • Cobalt (Co) has a negative impact on hardenability and toughness. For technical reasons, however, traces of cobalt usually always remain in steel. Since the negative effects of cobalt generally only occur above 0.2%, its content is limited to a maximum of 0.2%.
  • Tungsten (W) forms a Laves phase with molybdenum above certain levels. This can have a negative effect on the notched impact strength. For technical reasons, however, the tungsten content cannot usually be reduced to any desired extent, but in order to avoid negative influences it may not exceed 0.2% in accordance with the invention.
  • Arsenic (As) and tin (Sn) can accumulate at grain boundaries at temperatures around 500 °C, causing embrittlement. In order to prevent these negative effects, the content of As and Sn in the steel flat product according to the invention should be limited to a maximum of 0.05%, preferably a maximum of 0.03%, in the usual way.
  • sulfur (S) forms sulfides with iron or manganese (FeS or MnS). These have a negative impact on deformability and toughness. Therefore, the sulfur content is limited to at most 0.01%, preferably at most 0.008%, and more preferably at most 0.006%.
  • the content in the flat steel product according to the invention is limited to a maximum of 0.001%, preferably to a maximum of 0.0005%, particularly preferably to a maximum of 0.0003%.
  • Oxygen (O) combines in particular with aluminum to form oxides (Al 2 O 3 ). These reduce both toughness and fatigue strength. Therefore, the oxygen content is limited to a maximum of 0.03%, preferably a maximum of 0.02%, particularly preferably a maximum of 0.01%.
  • Lead (Pb) is an unwanted by-element, so its content is limited to a maximum of 0.02%.
  • All of the above-mentioned optional alloying elements can be present in small amounts as process-related unavoidable impurities, but are then not effective for the purposes of the present invention.
  • the carbon equivalent CEV is at most 0.7, in particular at most 0.6.
  • the specified maximum values for the carbon equivalent CEV result in better weldability.
  • %C, %Mn, %Cu, %Ni, %Cr, %Mo and %V designate the respective content of this alloying element in percent by weight.
  • the carbon equivalent CEV is limited to a maximum of 0.5 in a preferred variant.
  • the carbon equivalent CET is at most 0.7, in particular at most 0.5, preferably at most 0.35.
  • %C, %Mn, %Mo, %Cr, %Cu and %Ni indicate the respective content of this alloying element in percent by weight.
  • the specified maximum values for the carbon equivalent CET result in better weldability.
  • the flat steel product has cementite particles, the proportion of cementite particles with a diameter of 20 nm to 250 nm being greater than 98%.
  • the mean value of the diameter of the cementite particles is in particular between 50 nm and 150 nm.
  • the expression of the cementite particles is determined in a microstructure area characteristic of the material at approximately 1/3 of the sheet metal thickness.
  • the majority (i.e. more than 50%) of Cr and Mo is built into the cementites and is not dissolved in the matrix.
  • a hot-rolled flat steel product which has a high yield point R e without discontinuity in the stress-strain diagram, a high tensile strength R m and a high elongation at break A in combination with good bending ability.
  • this preferred hot-rolled steel flat product excels characterized by a low yield strength ratio R e /R m which is advantageous for further processing.
  • a flat steel product according to the invention is outstandingly suitable for stamping and mechanical cutting.
  • Thermal cutting processes such as laser or plasma cutting can also be used without any problems when processing flat steel products according to the invention.
  • Said molten steel can preferably also contain one or more optional elements which have been explained in detail in relation to the flat steel product. Likewise, the content of C and Mn can be within the preferred ranges discussed.
  • the process engineering production of the flat steel product according to the invention takes place via hot rolling with direct hardening in the cooling section of the hot strip mill and subsequent tempering of the hot strip as a coil in a bell annealer, optionally under H2 or N2 protective atmosphere or a protective atmosphere consisting of a mixture of H2 and N2.
  • a molten steel is produced with the above analysis, in order to set or shape specific properties of the hot-rolled flat steel product to be produced according to the invention.
  • This melt is then cast in a conventional manner to form a preliminary product with a thickness dV .
  • This preliminary product is typically a slab. Casting into thin slabs, cast strips or blocks is also possible.
  • the pre-product produced in this way has a thickness d V between 2.5 mm and 350 mm.
  • the preliminary product is heated to the austenitization temperature T WE , also referred to as the reheating temperature, with the analysis according to the invention.
  • the reheating temperature of the steels of the present invention should be between 1100°C and 1350°C. However, the reheating temperature is preferably at least 1220° C. in order to reduce hardening in the subsequent rolling process due to the reheating temperature being too low and preferably at most 1320° C. in order to avoid melting of the slab surface and excessive austenite coarsening and to enable economical production. A homogeneous initial structure is also established in this temperature range. In addition, precipitates from the specifically alloyed micro-alloying elements are reliably dissolved.
  • the preliminary product is hot-rolled to form the hot-rolled flat steel product at a final hot-rolling temperature T E of at least 770° C., in particular at least Ar3+20K.
  • T E final hot-rolling temperature
  • the temperature of the rolled flat steel product decreases continuously with each pass down to the final rolling temperature T E , at which the hot-rolled flat steel product leaves the last pass.
  • the final rolling temperature must be at least 770 °C. If the final rolling temperature T E is at least 20° C. above the Ar3 temperature of the flat steel product according to the invention, the formation of ferrite is avoided in a particularly reliable manner.
  • the at least two hot rolling passes above the recrystallization temperature have the advantage that a fine, multiple recrystallized austenite structure results, since above this temperature the austenite recrystallizes completely in the structure of the steel flat product.
  • the approximate calculation of the recrystallization temperature is carried out according to the Effect of Chemical Compostion on Critical Temperatures of Microalloyed Steels", Boratto et al., THERMEC '88, Proceedings, Iron and Steel Institute of Japan, Tokyo, 1988, pp. 383-390 specified method.
  • the pass reduction above T NR in the individual passes is at least 6% in each case in order to introduce sufficient deformation so that grain refinement is achieved by recrystallization.
  • the pass reduction above T NR in the individual passes should be at least 8%. This ensures sufficient notched impact strength in the flat steel product according to the invention even at low tempering temperatures and with low alloy contents of Cr, Mo and Ni and thus low CEV and CET compared to classic analyzes for water tempering. During hot rolling above this temperature T NR , the austenite in the structure of the steel flat product recrystallizes completely.
  • This minimum number n W of rolling passes above T NR has the advantage that recrystallization results in an optimally fine-grained structure.
  • the hot rolling of the preliminary product includes at least one hot rolling pass, which is carried out at a temperature below the recrystallization temperature T NR .
  • the final hot rolling temperature T E is therefore lower than the recrystallization temperature T NR .
  • the last rolling pass or passes will be performed at a temperature below the recrystallization temperature. This suppresses the recrystallization of the austenite during the last rolling pass (or the last rolling passes in the case of several rolling passes below the recrystallization temperature).
  • the degree of deformation ⁇ is preferably at least 0.25 over all hot rolling passes that are carried out at a temperature below the recrystallization temperature T NR .
  • the degree of deformation is defined as the absolute value of the natural logarithm of the ratio of these two thicknesses.
  • the obtained hot-rolled flat steel product is cooled immediately after the hot-rolling. Due to the design of hot rolling mills known from the prior art and the associated cooling devices, the term “immediately” describes cooling that begins a maximum of 8 s after the flat steel product emerges from the last rolling pass.
  • the cooling rate for this first cooling to a cooling stop temperature is 20-400°C/s, preferably at least 40°C/s, particularly preferably at least 60°C/s.
  • Water, which is applied to the flat steel product in a conventional manner in a conventional cooling section, is particularly suitable as a coolant.
  • the cooling stop temperature T KS is preferably at least 250° C. lower than the hot rolling end temperature T E , with cooling stop temperatures T KS of at most 550° C., in particular 500° C., being practical, provided they are not above T E ⁇ 250° C.
  • microstructure of the flat steel product according to the invention and, associated therewith, its yield point R e and its other mechanical-technological properties explained above are adjusted via the selection of the cooling stop temperature T KS .
  • the flat steel product has a microstructure that comprises more than 50% by area of bainite, the remainder being martensite, ferrite and retained austenite.
  • the proportion of bainite in the structure can be determined by setting a cooling stop temperature T KS .
  • T KS cooling stop temperature
  • a bainite proportion of 100% by area, ie a completely bainitic structure can be achieved, for example, by choosing a cooling stop temperature T KS that is about 120 °C below the bainite start temperature BS (T KS ⁇ B S - 120 °C).
  • the other microstructure components are martensite, up to 10% by area ferrite, preferably up to 5% by area ferrite and up to 5% by volume residual austenite, with the proportions of ferrite, martensite and residual austenite at correspondingly high proportions of the other Structural component can also be "0".
  • T KS cooling stop temperatures
  • the flat steel product has a microstructure that comprises more than 50 FI% martensite, the remainder being bainite, ferrite and retained austenite.
  • the proportion of martensite can be adjusted by selecting the cooling stop temperature T KS .
  • a cooling stop temperature T KS is required which is about 380 °C below the martensite start temperature MS ( T KS ⁇ MS - 380 °C).
  • the other microstructure components are bainite, up to 10% by area ferrite, preferably up to 5% by area ferrite and up to 5% by area retained austenite, with the proportions of ferrite, bainite and retained austenite at correspondingly high proportions of the other Structural component can also be "0".
  • the hot-rolled flat steel product which has been cooled to the cooling stop temperature, is coiled into a coil.
  • the coil obtained is cooled a second time to room temperature.
  • Room temperature is understood to mean a temperature in the range of 20°C - 50°C.
  • the second cooling takes place slowly with a cooling rate which is at most 0.1 K/s, preferably at most 0.05 K/s. This avoids strong internal stresses after cooling in the coil.
  • the coil obtained is tempered as a coil to set the mechanical-technological properties.
  • This tempering process preferably takes place in a hood annealer.
  • Pure hydrogen is preferably used as the protective gas because of the excellent heat transfer and the resulting improved temperature control during the tempering process.
  • nitrogen or a mixture of hydrogen and nitrogen can also be used as protective gas.
  • the annealing temperature T G during tempering must be selected depending on the analysis used and the mechanical properties to be set depending on the holding time.
  • the annealing temperature T G is at least 170°C, preferably at least 200°C and at most 600°C, preferably at most 450°C.
  • the steel flat product according to the invention must not be over-tempered in order to set the special microstructure with a large number of extremely fine cementite precipitations.
  • the Hollomon-Jaffe parameter is preferably limited to a maximum of 20, in particular a maximum of 15, preferably a maximum of 13.3, particularly preferably a maximum of 12.1.
  • Tempering of the flat steel product coiled into the coil is preferably followed by a third cooling to room temperature, the cooling rate being at least 10 K/h, preferably at least 20 K/h.
  • the cooling rate can be up to 500 K/h.
  • a coil manufactured in this way is then typically processed on a cut-to-length line to form flat strips.
  • the special feature of this invention lies in the method described with tempering of the coil before further processing into strip sheets on a cut-to-length line.
  • the yield point and tensile strength level can be adjusted and the scattering of the mechanical properties over the length of the strip can be reduced by tempering.
  • the tempering step results in a pronounced yield point R eH instead of the yield point R p0.2 in the non-tempered state.
  • This pronounced yield point is disadvantageous for bending and edging processes, as already explained.
  • the yield point ratio R e /R m increases to values > 0.95 as a result of tempering and is therefore at an unfavorably high level for processing by the end customer and for the necessary production reliability and component safety.
  • the processing of the coil into sheet metal takes place only after tempering.
  • the coil is unwound and straightened and then divided into sheets.
  • a plastic deformation takes place, whereby the pronounced yield point R eH , which was formed during the tempering process, is eliminated again.
  • the yield strength ratio R e /R m is reduced to ⁇ 0.95, which ensures problem-free processing by the end customer.
  • the slabs or blocks cast from melts A - D and F - J have each been reheated to an austenitizing temperature T WE , with which they entered a conventional reversing stand and then a conventional rolling mill to form a hot-rolling final temperature T ET to a To be hot-rolled steel strip with a thickness d W between 4 and 8 mm.
  • T WE austenitizing temperature
  • a strip having a thickness of 3 mm was cast from melt E, in order to then be hot-rolled to a thickness of 1.5 mm.
  • Tests with different thicknesses d V (and d W ) resulted in similar properties and are therefore not shown in detail here.
  • the flat steel products were first rolled over a minimum number n W of rolling passes at a temperature that was above the temperature T NR .
  • the number n W was determined in the manner explained above from the thickness d V of the slabs and the final thickness d W of the respective hot-rolled flat steel product in the tests.
  • the respective steel flat product was hot-rolled in at least one further rolling pass at a temperature below the temperature T NR .
  • the hot-rolled steel strips obtained by hot-rolling were accelerated at a cooling rate ⁇ Q to a cooling stop temperature T KS .
  • T KS After reaching the respective cooling stop temperature T KS , the steel strips were slowly cooled to room temperature at a cooling rate ⁇ Q '.
  • Table 4 shows the steel (A - J) from which the steel flat product processed in the respective test was made, the width B C and the outer diameter D C and inner diameter d C of the coil produced, the selected annealing temperature T G in °C, the required minimum annealing time t G,min and the actual annealing time t G , the annealing temperature T G ' in K, the third cooling rate ⁇ QHG after annealing in the hood annealer and the Hollomon-Jaffe parameter H P .
  • M is the structural proportion of tempered martensite
  • B is the structural proportion of bainite
  • F + P is the structural proportion of ferrite and pearlite
  • RA is the structural proportion of retained austenite
  • D Z the mean value of the diameter of the individual cementite particles and the proportion A Z in area % of cementite particles with a diameter between 20 nm and 250 nm based on the total proportion of cementite particles.
  • the yield strength R e the tensile strength R m , the elongation A 5
  • DIN EN ISO 148-1 the notched impact strength AV -20°C at a test temperature of -20 °C, A V -40°C at a test temperature of -40 °C and A V -40°C at a test temperature of -60 °C.
  • the hardness Brinell HBW 5/750 was determined according to DIN EN ISO 6506-1. The results of these tests are summarized in Table 6. No pronounced yield point was found in any of the examples according to the invention, so that the yield point R p02 for Re is given in Table 6.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein warmgewalztes Stahlflachprodukt, das aus einem Stahl mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung besteht (in Gew.-%)- C: 0,03-0,3 Gew.-%- Mn: 0,4-2,5 Gew.-%- Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,und eine Streckgrenze R<sub>e</sub> von mindestens 680 MPa aufweist. Optional umfasst der Stahl weitere Elemente. Zudem weist das Stahlflachprodukt keine ausgeprägte Streckgrenze auf, das heißt die Spannungs-Dehnungs-Kurve hat einen stetigen Verlauf. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des warmgewalzten Stahlflachproduktes.The invention relates to a hot-rolled flat steel product consisting of a steel with the following composition (in % by weight) - C: 0.03-0.3 % by weight - Mn: 0.4-2.5 % by weight. -%- balance iron and unavoidable impurities, and has a yield strength R<sub>e</sub> of at least 680 MPa. Optionally, the steel includes other elements. In addition, the flat steel product does not have a pronounced yield point, i.e. the stress-strain curve is continuous. Furthermore, the invention relates to a method for producing the hot-rolled flat steel product.

Description

Die Erfindung betrifft ein hochfestes Stahlflachprodukt mit einer Mindeststreckgrenze von 680 MPa mit verbesserten Weiterverarbeitungseigenschaften.The invention relates to a high-strength flat steel product with a minimum yield point of 680 MPa with improved further processing properties.

Seit den 1980er Jahren werden die sogenannten HSLA-Stähle (High Strength Low Alloy) für den Fahrzeug-, Kran- und Infrastrukturbau und viele weitere Anwendungen eingesetzt. HSLA-Stähle zeichnen sich insbesondere durch eine Kombination aus hoher Festigkeit und Umformbarkeit bei relativ geringen Legierungsgehalten aus. Ihre hohe Festigkeit erlangen sie durch die Zugabe von Mikrolegierungselementen wie Titan, Niob oder Vanadium in Verbindung mit einem kontrollierten Walz- und Abkühlprozess. Durch ihren geringen Gehalt an Legierungselementen besitzen sie darüber hinaus eine hervorragende Schweißeignung und können unter geringen Kosten produziert werden.Since the 1980s, the so-called HSLA steels (High Strength Low Alloy) have been used for vehicle, crane and infrastructure construction and many other applications. HSLA steels are characterized in particular by a combination of high strength and formability with relatively low alloy contents. They achieve their high strength through the addition of micro-alloying elements such as titanium, niobium or vanadium in connection with a controlled rolling and cooling process. Due to their low content of alloying elements, they also have excellent weldability and can be produced at low cost.

Insbesondere im Bereich des Nutzfahrzeug- und Mobilkranbaus hat das Bestreben zur Verringerung des Fahrzeuggewichtes in den vergangenen Jahrzehnten deutlich zugenommen. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass der Kraftstoffverbrauch aus ökonomischen und ökologischen Gründen auf ein Minimum reduziert werden soll. Neben der Reduzierung des Fahrzeuggewichts steigen auch die Ansprüche an die Tragfähigkeit von Konstruktionen bei gleichzeitig möglichst großer Gestaltungsfreiheit.Especially in the field of commercial vehicle and mobile crane construction, efforts to reduce vehicle weight have increased significantly in recent decades. This is due in particular to the fact that fuel consumption should be reduced to a minimum for economic and ecological reasons. In addition to the reduction in vehicle weight, the demands on the load-bearing capacity of structures are also increasing, while at the same time the greatest possible freedom of design.

Um den genannten Herausforderungen gerecht zu werden, wurden seit Beginn der 1990er Jahre Baustähle mit zunehmend höheren Streckgrenzen von bis zu 1300 MPa und gleichzeitig guter Umformbarkeit entwickelt.In order to meet the challenges mentioned, structural steels with increasingly higher yield strengths of up to 1300 MPa and at the same time good formability have been developed since the beginning of the 1990s.

Für die Herstellung solcher hochfesten Stähle werden üblicherweise zunächst Blechtafeln gewalzt und in einem zusätzlichen Fertigungsschritt vergütet. Dazu werden die Blechtafel regelmäßig zunächst wiederwärmt und abschreckt (gehärtet) und anschließend angelassen.For the production of such high-strength steels, metal sheets are usually first rolled and tempered in an additional production step. For this purpose, the sheet metal is regularly first reheated and quenched (hardened) and then tempered.

Um die Anzahl der benötigten Fertigungsschritte sowie die damit verbundenen Aufwände und Kosten zu reduzieren, wurde in den vergangenen Jahren nach Möglichkeiten gesucht, diese zu vermeiden. Eine effiziente Lösung bietet hierbei das Walzen eines Warmbandes mit Abschrecken bzw. Härten aus der Walzhitze heraus, dem sogenannte Direkthärten. Dabei erfolgt eine rasche Abkühlung eines Warmbandes unmittelbar nach Verlassen des letzten Walzgerüsts in der Kühlstrecke der Warmbandstraße. Wird dieser Fertigungsschritt mit einer vorgelagerten thermomechanischen Walzung verbunden, können hohe Festigkeiten in Kombination mit exzellenten Kerbschlagbiegezähigkeiten eingestellt werden.In order to reduce the number of production steps required and the associated effort and costs, ways of avoiding them have been sought in recent years. An efficient solution here is the rolling of a hot strip with quenching or hardening from the rolling heat, the so-called direct hardening. A rapid cooling takes place of a hot strip immediately after leaving the last rolling stand in the cooling section of the hot strip mill. If this production step is combined with an upstream thermomechanical rolling, high strength can be achieved in combination with excellent notched impact strength.

In einem nachgelagerten Abtafelprozess lassen sich aus einem solchen direktgehärteten Warmband in einer konventionellen Querteilanlage hochfeste Bandbleche fertigen. Die so erzeugten Bandbleche können entweder im ausschließlich gehärteten Zustand zum Endkunden ausgeliefert und weiterverarbeitet werden. In der Praxis folgt auf den Abtafelprozess häufig ein optionales Anlassen der Bleche. Hierdurch ist eine Feinjustierung der mechanisch-technologischen Eigenschaften möglich. Des Weiteren lässt sich die Streuung der mechanischen Eigenschaften über Bandlänge und Bandbreite reduzieren.In a downstream stripping process, high-strength strip plates can be produced from such a directly hardened hot strip in a conventional cut-to-length line. The strip sheets produced in this way can either be delivered to the end customer in an exclusively hardened condition and processed further. In practice, the depaneling process is often followed by an optional tempering of the sheets. This enables fine adjustment of the mechanical-technological properties. Furthermore, the scattering of the mechanical properties over the strip length and strip width can be reduced.

In der EP2576848 wird dieses Verfahren für klassische Wasservergütungskonzepte beschrieben. Die Analysen dieser klassischen Wasservergütungskonzepte besitzen hohen Chrom- und Molybdängehalten woraus sich ein hohes, die Schweißeignung negativ beeinflussendes Kohlenstoffäquivalent CEV ergibt. Aufgrund der hohen Gehalte der genannten Elemente werden zusätzlich beim Anlassglühen hohe Anlasstemperaturen bzw. hohe Wärmeeinbringungen, die eine starke Steigerung des Streckgrenzenverhältnisses Re/Rm bewirken, erforderlich. Dieses hohe Streckgrenzenverhältnis ist vor dem Hintergrund der Fertigungssicherheit nachteilig.In the EP2576848 this procedure is described for classic water treatment concepts. The analyzes of these classic water treatment concepts have high chromium and molybdenum contents, which results in a high carbon equivalent CEV, which has a negative effect on weldability. Due to the high content of the elements mentioned, high tempering temperatures or high heat inputs are also required during tempering, which cause a sharp increase in the yield strength ratio Re/Rm. This high yield strength ratio is disadvantageous against the background of production reliability.

Zudem hat sich gezeigt, dass die so erzeugten Stahlflachprodukte aufgrund der ausgeprägten Streckgrenze und des dadurch bedingten ungleichmäßigen Fließens des Werkstoffes bei der Verformung Nachteile bei Biege- und Abkantprozesse aufweisen.In addition, it has been shown that the steel flat products produced in this way have disadvantages in bending and folding processes due to the pronounced yield point and the resulting uneven flow of the material during deformation.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hochfestes Stahlflachprodukt bereitzustellen, das diese Nachteile behebt. Weitere Aufgabe ist es ein effizientes Verfahren zur Herstellung dieses Stahlflachproduktes bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a high-strength flat steel product that eliminates these disadvantages. A further object is to provide an efficient method for producing this flat steel product.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Warmgewalztes Stahlflachprodukt, das aus einem Stahl mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung besteht (in Gew.-%)

  • C : 0,03-0,3 Gew.-%
  • Mn: 0,4-2,5 Gew.-%
  • Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
und eine Streckgrenze Re von mindestens 680 MPa aufweist. Optional umfasst der Stahl weitere Elemente, die folgenden noch ausführlich erläutert werden. Zudem weist das Stahlflachprodukt keine ausgeprägte Streckgrenze auf, das heißt die Spannungs-Dehnungs-Kurve hat einen stetigen Verlauf.This object is achieved by a hot-rolled flat steel product which consists of a steel with the following composition (in % by weight)
  • C : 0.03-0.3% by weight
  • Mn: 0.4-2.5 wt%
  • remainder iron and unavoidable impurities,
and has a yield strength Re of at least 680 MPa. Optionally, the steel includes other elements, which will be explained in detail below. In addition, the flat steel product does not have a pronounced yield point, i.e. the stress-strain curve is continuous.

Durch die nicht ausgeprägte Streckgrenze wird eine gleichmäßige Verfestigung bei Umformprozessen, wie Biege- und Abkantprozessen, während der anschließenden Weiterverarbeitung gewährleistet, da es nicht zu einem ungleichmäßigen Fließverhalten während der Umformung kommt.Due to the not pronounced yield point, a uniform hardening in forming processes, such as bending and folding processes, is guaranteed during the subsequent further processing, since there is no uneven flow behavior during the forming.

Unter der Streckgrenze Re eines Stahlflachproduktes wird im Sinne dieser Anmeldung die obere Streckgrenze ReH verstanden, wenn das Stahlflachprodukt eine ausgeprägte Streckgrenze aufweist. Andernfalls (das heißt für Stahlflachprodukte ohne eine ausgeprägte Streckgrenze) wird im Sinne dieser Anmeldung unter der Streckgrenze des Stahlflachproduktes die Dehngrenze Rp02 verstanden. Erfindungsgemäße Stahlflachprodukte weisen keine ausgeprägte Streckgrenze auf, so dass für diese unter der Streckgrenze Re die Dehngrenze Rp02 zu verstehen ist.For the purposes of this application, the yield point R e of a flat steel product is understood to mean the upper yield point R eH if the flat steel product has a pronounced yield point. Otherwise (that is, for flat steel products without a pronounced yield point), the yield point of the flat steel product is understood to mean the yield point R p02 within the meaning of this application. Flat steel products according to the invention do not have a pronounced yield point, so that the yield point R e for these is to be understood as the yield point R p02 .

Die Streckgrenze Re ist grundsätzlich parallel zur Walzrichtung zu verstehen.The yield point R e is basically to be understood as parallel to the rolling direction.

Die Streckgrenze des erfindungsgemäßen Stahlflachproduktes, welche nach DIN EN ISO 6892 ermittelt wird, beträgt mindestens 680 MPa, um eine ausreichende Festigkeit für konstruktive und verschleißbeanspruchte Anwendungen sicherzustellen. Um das gewünschte Leichtbaupotenzial zu erzielen, wird das Gefüge des warmgewalzten Stahlflachprodukts bevorzugt so eingestellt, dass seine Streckgrenze Re mindestens 890 MPa, besonders bevorzugt mindestens 960 MPa beträgt.The yield point of the flat steel product according to the invention, which is determined according to DIN EN ISO 6892, is at least 680 MPa in order to ensure sufficient strength for structural and wear-resistant applications. In order to achieve the desired potential for lightweight construction, the microstructure of the hot-rolled flat steel product is preferably adjusted in such a way that its yield point Re is at least 890 MPa, particularly preferably at least 960 MPa.

Als Stahlflachprodukt wird hier ein Bandblech, also ein aus einem Warmband geschnittenes Blech verstanden, dessen Länge und Breite jeweils wesentlich größer sind als seine Dicke. Somit ist, wenn nachfolgend von einem Stahlflachprodukt oder auch von einem "Blechprodukt" die Rede ist, damit ein Walzprodukt in Form eines Bandbleches gemeint, aus dem für die Herstellung von beispielsweise Fahrzeug-, Kran- oder Infrastrukturbauteilen sowie Tragkonstruktionen oder Schilde im Über- oder Untertagebau Zuschnitte oder Platinen abgeteilt werden.A flat steel product is understood here as a strip sheet, ie a sheet cut from a hot strip, the length and width of which are each significantly greater than its thickness. Therefore, when a flat steel product or a "sheet metal product" is mentioned below, this means a rolled product in the form of a sheet metal strip, from which, for example, vehicle, crane or infrastructure components as well as supporting structures or shields can be used in the upper or lower section Underground mining blanks or blanks are divided.

"Blechformteile" oder "Blechbauteile" sind aus einem derartigen Stahlflachprodukt oder Blechprodukt hergestellt, wobei hier die Begriffe "Blechformteil" und "Blechbauteil" synonym verwendet werden. Als Infrastrukturbau wird hierbei die Herstellung von Bauwerken, Brücken, Schiffen und Flugzeugen verstanden. Fahrzeugbau bezieht sich hier insbesondere auf den Bau von Nutzfahrzeugen, Bussen und Anhängern. Kranbau bezieht sich hier insbesondere auf den Bau von Mobilkranen, besonders auf den Bau von Kranauslegern. Auch auf Verschleiß beanspruchte Bauteile, wie z. B. Mulden von Muldenkippern, können aus erfindungsgemäßen Stahlflachprodukten gefertigt werden.“Shaped sheet metal parts” or “sheet metal components” are made from such a flat steel product or sheet metal product, the terms “shaped sheet metal part” and “sheet metal component” being used synonymously here. Infrastructure construction is understood to mean the manufacture of buildings, bridges, ships and aircraft. Vehicle construction here refers in particular to the construction of commercial vehicles, buses and trailers. Crane construction refers here in particular to the construction of mobile cranes, especially to the construction of crane booms. Components subject to wear and tear, such as e.g. B. troughs of dump trucks can be made of flat steel products according to the invention.

Wenn hier Angaben zu Legierungsgehalten gemacht werden, beziehen diese sich auf das Gewicht bzw. die Masse, sofern nichts Anderes ausdrücklich angegeben ist. Wenn Elementgehalte in Formeln angegeben werden, ist hier ebenfalls der entsprechende Legierungsgehalt in Massen-% gemeint. Elementgehalte in Formeln werden durch das Symbol "%" mit dem nachgestellten Elementsymbol gekennzeichnet, d.h. %C bezeichnet den Elementgehalt an Kohlenstoff in Massen-%. Angaben zu Gehalten von Gefügebestandteilen beziehen sich auf die im metallografischen Schliff betrachtete Fläche (Flächen-%, FI.-%), sofern nichts Anderes angegeben ist, mit Ausnahme des röntgenografisch ermittelten Volumenanteils an Restaustenit in Volumen-% (Vol.-%).If information on alloy contents is given here, this refers to the weight or mass, unless otherwise expressly stated. If element contents are given in formulas, this also means the corresponding alloy content in % by mass. Element contents in formulas are indicated by the symbol "%" followed by the element symbol, i.e. %C denotes the element content of carbon in % by mass. Information on the content of microstructure components refers to the surface (area %, FI%) observed in the metallographic section, unless otherwise stated, with the exception of the volume fraction of retained austenite determined by X-ray in % by volume (% by volume).

Insbesondere weist das warmgewalzte Stahlflachprodukt eine Dicke dW von 1,5 mm bis 25 mm, insbesondere bis 20mm auf. Aufgrund des angestrebten Einsatzprofils beträgt die Dicke bevorzugt mindestens 2,0 mm, insbesondere mindestens 3,0 mm, um hinreichend steife Konstruktionen zu ermöglichen. Die maximale Dicke beträgt bevorzugt 15 mm, da auf diese Weise eine Gewichtsreduktion möglich ist.In particular, the hot-rolled flat steel product has a thickness dW of 1.5 mm to 25 mm, in particular up to 20 mm. Because of the intended use profile, the thickness is preferably at least 2.0 mm, in particular at least 3.0 mm, in order to enable sufficiently rigid constructions. The maximum thickness is preferably 15 mm since a weight reduction is possible in this way.

Insbesondere weist das warmgewalzte Stahlflachprodukt eine Zugfestigkeit Rm auf, die größer asl 730 MPa und kleiner als 1700 MPa ist. Die Zugfestigkeit wird ebenfalls im Zugversuch gemäß DIN EN ISO 6892 ermitteltet. Auch die Zugfestigkeit ist grundsätzlich parallel zur Walzrichtung zu verstehen. Zur Erhöhung der Bauteilsicherheit wird bevorzugt eine Zugfestigkeit von mindestens 930 MPa, besonders bevorzugt mindestens 980 MPa eingestellt. Da eine zu hohe Zugfestigkeit mit einer zu geringen Zähigkeit einhergeht, wird die Zugfestigkeit bevorzugt auf maximal 1550 MPa eingeschränkt.In particular, the hot-rolled flat steel product has a tensile strength R m that is greater than 730 MPa and less than 1700 MPa. The tensile strength is also determined in a tensile test according to DIN EN ISO 6892. Tensile strength is also generally understood to be parallel to the rolling direction. To increase component safety, a tensile strength of at least 930 MPa, particularly preferably at least 980 MPa, is preferably set. Since too high a tensile strength is associated with too little toughness, the tensile strength is preferably limited to a maximum of 1550 MPa.

Die später erläuterte Anlassbehandlung des warmgewalzten und direktgehärteten Warmbandes als Coil in der Haubenglühe dient neben der gezielten Einstellung des Streckgrenzen- und des Zugfestigkeitsniveaus auch der Homogenisierung der mechanischen Eigenschaften über Bandlänge, Bandbreite und Banddicke. So wird durch diesen Verfahrensschritt die Streuung der Streckgrenze und der Zugfestigkeit über Bandlänge und Bandbreite eines Bandes auf jeweils maximal 100 MPa reduziert. Im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt schwanken Streckgrenze Re und Zugfestigkeit Rm über Länge und Breite folglich auch um nicht mehr als 100 MPa (Differenz zwischen Maximalwert und Minimalwert).The tempering treatment of the hot-rolled and directly hardened hot strip as a coil in the bell-type annealer, explained later, serves not only to specifically adjust the yield point and tensile strength level, but also to homogenize the mechanical properties across strip length, strip width and strip thickness. This process step reduces the spread of the yield point and the tensile strength over the strip length and strip width to a maximum of 100 MPa each. In the flat steel product according to the invention, the yield strength R e and tensile strength R m over the length and width consequently vary by no more than 100 MPa (difference between the maximum value and the minimum value).

Insbesondere weist das warmgewalzte Stahlflachprodukt ein Verhältnis von Streckgrenze Re zu Zugfestigkeit Re/Rm auf, das mindestens 0,84 und maximal 0,95 beträgt. Dies hat den Vorteil, dass ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt ohne besondere Vorbehandlung zum Biegen und Abkanten eingesetzt werden. Damit lässt sich beispielsweise zur Herstellung hochsteifer Strukturbauteile durch Rollprofilieren verwenden. Zur Vermeidung einer zu starken Verfestigung, die mit hohen Umformkräften einhergeht, werden bevorzugt Streckgrenzenverhältnisse Re/Rm von mindestens 0,88 eingestellt. Um eine verbesserte Fertigungssicherheit und Bauteilsicherheit zu gewährleisten, wird das Streckgrenzenverhältnis Re/Rm bevorzugt auf maximal 0,94 begrenzt.In particular, the hot-rolled flat steel product has a ratio of yield point Re to tensile strength Re / Rm that is at least 0.84 and at most 0.95. This has the advantage that a flat steel product according to the invention can be used for bending and edging without any special pretreatment. This can be used, for example, to produce highly rigid structural components by roll profiling. To avoid excessive hardening, which is associated with high forming forces, yield point ratios R e /R m of at least 0.88 are preferably set. In order to ensure improved production safety and component safety, the yield strength ratio R e /R m is preferably limited to a maximum of 0.94.

Das eingeschränkte Streckgrenzenverhältnis von 0,84 bis 0,94 bietet eine ideale Kombination aus hoher Sicherheit durch ausreichende starke Verfestigung bei Überbelastung und begrenzter Auffederung beim Biegen und Abkanten durch Vermeidung einer zu starken Verfestigung.The restricted yield strength ratio of 0.84 to 0.94 offers an ideal combination of high safety through sufficient strong strain hardening in case of overloading and limited deflection during bending and folding by avoiding over hardening.

Die Bruchdehnung A nach DIN EN ISO 6892, Proportionalprobe, des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts liegt parallel zur Walzrichtung zwischen 5% und 25%. Die Mindestbruchdehnung beträgt bevorzugt 7%, um eine gute Umformbarkeit zu gewährleisten.The elongation at break A according to DIN EN ISO 6892, proportional sample, of the flat steel product according to the invention is between 5% and 25% parallel to the rolling direction. The minimum elongation at break is preferably 7% in order to ensure good formability.

Insbesondere weist das warmgewalzte Stahlflachprodukt eine Härte Brinell (nachfolgend HB) auf, für die gilt: 47 + 0 , 2 R e HB 0 , 4 R e

Figure imgb0001
In particular, the hot-rolled flat steel product has a Brinell hardness (hereafter HB) for which the following applies: 47 + 0 , 2 R e hb 0 , 4 R e
Figure imgb0001

Dabei wird die Härte Brinell (HB) als Härte Brinell HBW 5/750 nach DIN EN ISO 6506-1 1mm unterhalb der Oberfläche als Mittelwert aus mindestens 3 Einzelmessungen des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts ermittelt.The Brinell hardness (HB) is determined as Brinell hardness HBW 5/750 according to DIN EN ISO 6506-1 1 mm below the surface as the mean value from at least 3 individual measurements of the flat steel product according to the invention.

Bei einer bevorzugten Variante gilt die Relation: 47 + 0 , 25 R e HB 0 , 35 R e

Figure imgb0002
In a preferred variant, the relation applies: 47 + 0 , 25 R e hb 0 , 35 R e
Figure imgb0002

Bei einer noch mehr bevorzugten Variante gilt die Relation: 47 + 0 , 287 R e HB 0 , 323 R e

Figure imgb0003
In an even more preferred variant, the relation applies: 47 + 0 , 287 R e hb 0 , 323 R e
Figure imgb0003

Insbesondere weist das warmgewalztes Stahlflachprodukt eine Kerbschlagzähigkeit auf,
die bei einer Prüftemperatur von -60°C mindestens 25J/cm2 beträgt
und/oder
die bei einer Prüftemperatur von -40°C mindestens 35J/cm2 beträgt
und/oder
die bei einer Prüftemperatur von -20°C mindestens 50J/cm2 beträgt.
In particular, the hot-rolled flat steel product has a notched impact strength
which is at least 25J/cm2 at a test temperature of -60°C
and or
which is at least 35J/cm2 at a test temperature of -40°C
and or
which is at least 50J/cm2 at a test temperature of -20°C.

Die genannte Mindestkerbschlagzähigkeit wird als Charpy V-Kerbe nach DIN EN ISO 148-1 parallel zur Walzrichtung ermittelt.The specified minimum notched impact strength is determined as a Charpy V notch according to DIN EN ISO 148-1 parallel to the direction of rolling.

Durch die gute Kerbschlagzähigkeiten insbesondere in der Wärmeeinflusszone von Schweißnähten lassen sich mit erfindungsgemäßen Stahlflachprodukten kostengünstig hochfeste Schweißkonstruktionen und Strukturbauteile herstellen.Due to the good notched impact strengths, especially in the heat-affected zone of weld seams, high-strength welded constructions and structural components can be produced inexpensively with flat steel products according to the invention.

Bei einer bevorzugten Variante des warmgewalzten Stahlflachproduktes ist die Streckgrenze kleiner als 890MPa. Zudem weist der Stahl ein Gefüge auf, das mehr als 50 FI.-% Bainit, Rest Martensit, Ferrit, Perlit und Restaustenit umfasst, wobei insbesondere der Anteil von Ferrit und Perlit maximal 10 FI.-%, bevorzugt maximal 5 FI.-% beträgt, d.h. die Summe der Anteile von Ferrit und Perlit beträgt maximal 10 FI.-%, bevorzugt maximal 5 FI.-%. Zudem beträgt der Anteil an Restaustenit bevorzugt maximal 5 Vol.-%.In a preferred variant of the hot-rolled flat steel product, the yield point is less than 890 MPa. In addition, the steel has a microstructure which comprises more than 50% by area of bainite, the remainder being martensite, ferrite, pearlite and retained austenite, with the proportion of ferrite and pearlite in particular being at most 10% by area, preferably at most 5% by area. is, ie the sum of the proportions of ferrite and pearlite is at most 10% by area, preferably at most 5% by area. In addition, the proportion of retained austenite is preferably at most 5% by volume.

Die angegebenen Gefügebestandteile in dieser Anmeldung sind grundsätzlich bei einem 1/3 der Blechdicke zu verstehen. Im Kernbereich (1/2 Blechdicke) kann es aufgrund von Seigerungen zu abweichenden Gefügebestandteilen kommen, ebenso kann es an der Blechoberfläche (beispielsweise in einem Randbereich von maximal 50µm, insbesondere maximal 40µm) zu Abweichungen aufgrund von Randendkohlung kommen.The structural components specified in this application are basically to be understood as being 1/3 of the sheet thickness. In the core area (1/2 sheet thickness), deviating structural components can occur due to segregation, and it can also occur on the sheet surface (e.g in an edge area of a maximum of 50 µm, in particular a maximum of 40 µm), deviations can occur due to edge decarburization.

Alternativ beträgt die Streckgrenze mindestens 890MPa. Zudem weist der Stahl ein Gefüge auf, das mehr als 50 FI.-% Martensit, Rest Bainit, Ferrit, Perlit und Restaustenit umfasst, wobei insbesondere der Anteil von Ferrit und Perlit maximal 10 FI.-%, bevorzugt maximal 5 FI.-% beträgt, d.h. die Summe der Anteile von Ferrit und Perlit beträgt maximal 10 FI.-%, bevorzugt maximal 5 FI.-%. Zudem beträgt der Anteil an Restaustenit bevorzugt maximal 5 Vol.-%.Alternatively, the yield point is at least 890MPa. In addition, the steel has a structure which comprises more than 50 FI% martensite, the remainder being bainite, ferrite, pearlite and residual austenite, with the proportion of ferrite and pearlite being at most 10 FI%, preferably at most 5 FI%. is, ie the sum of the proportions of ferrite and pearlite is at most 10% by area, preferably at most 5% by area. In addition, the proportion of retained austenite is preferably at most 5% by volume.

In der bevorzugten Ausführung mit einer Streckgrenze ≥ 890 MPa sowie in der besonders bevorzugten Ausführung mir einer Streckgrenze ≥ 960 MPa ist der Martensit feinnadelig ausgebildet mit einer Nadelbreite von maximal 200 nm. Durch die Anlassglühung weist das überwiegend martensitische Gefüge eine Vielzahl fein verteilter Anlasskarbide auf, deren Größe bevorzugt bei maximal 200 nm liegt. Die Dichte XZ der Anlasskarbide beträgt mindestens 1011 m-2, bevorzugt mindestens 1012 m-2. Hierdurch wird eine gute Kerbschlagzähigkeit gewährleistet. Die Dichte der Anlasskarbide beträgt höchstens 1014 m-2, bevorzugt höchstens 1013 m-2, um eine zu starke Entfestigung des Martensits zu vermeiden.In the preferred embodiment with a yield point ≥ 890 MPa and in the particularly preferred embodiment with a yield point ≥ 960 MPa, the martensite has fine needles with a maximum needle width of 200 nm. Due to the tempering, the predominantly martensitic structure has a large number of finely distributed tempered carbides, whose size is preferably at most 200 nm. The density X Z of the tempering carbides is at least 10 11 m -2 , preferably at least 10 12 m -2 . This ensures good notched impact strength. The density of the tempering carbides is at most 10 14 m -2 , preferably at most 10 13 m -2 , in order to avoid excessive softening of the martensite.

Das Stahlflachprodukt weist insbesondere eine Kornstreckung der ehemaligen Austenitkörner in Walzrichtung auf, wobei das Verhältnis Vγ von Austenitkornlänge in Walzrichtung zu Austenitkornhöhe in Blechnormalenrichtung zwischen 1,3 und 5,0 liegt. Dies Austenitkornlänge und die Austenitkornhöhe wird hierzu an den ehemaligen Austenitkörnern mittels EBSD-Untersuchungen ermittelt.The flat steel product has, in particular, grain elongation of the former austenite grains in the rolling direction, with the ratio V γ of austenite grain length in the rolling direction to austenite grain height in the normal direction of the sheet being between 1.3 and 5.0. The austenite grain length and the austenite grain height are determined on the former austenite grains by means of EBSD investigations.

Bei einer bevorzugten Variante beträgt der Mindestabkantradius des Stahlflachproduktes für das Abkanten um 90° das fünffache der Blechdicke dW bei Lage der Biegelinie parallel und senkrecht zur Walzrichtung. Für eine erhöhte Gestaltungsfreiheit beim Abkanten von Bauteilen beträgt der Mindestabkantradius bevorzugt das vierfache der Blechdicke dW, ebenfalls bei Lage der Biegelinie parallel und senkrecht zur Walzrichtung.In a preferred variant, the minimum folding radius of the flat steel product for folding by 90° is five times the sheet thickness d W when the bending line is parallel and perpendicular to the rolling direction. For increased freedom of design when bending components, the minimum bending radius is preferably four times the sheet thickness d W , also when the bending line is parallel and perpendicular to the rolling direction.

Das erfindungsgemäße warmgewalzte Stahlflachprodukt eine gute Anlassbeständigkeit und zeichnet es sich durch eine hohe Kerbschlagzähigkeit in der Wärmeeinflusszone von Schweißnähten aus. Darüber hinaus ist es hervorragend geeignet zum Abkanten und besitzt aufgrund der hohen Oberflächenhärte gute Verschleißeigenschaften.The hot-rolled flat steel product according to the invention has good tempering resistance and is distinguished by high notched impact strength in the heat-affected zone of weld seams. In addition, it is excellently suited for edging and has good wear properties due to the high surface hardness.

Durch die bei einem erfindungsgemäßen warmgewalzten Stahlflachprodukt verwirklichte Kombination von hohen Festigkeiten und hervorragender Umformbarkeit bei gleichzeitig hohen Kerbschlagzähigkeiten ist das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt besonders für den Einsatz in Schweißkonstruktionen für Kranausleger im Teleskopkranbau, im Fahrzeugbau, im Infrastrukturbau und für im Über- oder Untertagebergbau eingesetzte Gerätschaften, wie Tragkonstruktionen von Schilden und desgleichen, geeignet. Auch kann durch den Einsatz von erfindungsgemäßen Stahlflachprodukten beim Bau von Nutzfahrzeugen, wie Sattelaufliegern, auch "Trailer" genannt, für Sattelzüge oder Anhängern für Lastkraftwagen, bei der Fertigung von Fahrwerksteilen und bei der Herstellung von Fahrzeugrädern eine deutliche Gewichtsersparnis erzielt werden. Diese Vorteile lassen sich genauso beim Bau von Schienenfahrzeugen oder im Schiffbau nutzen.The combination of high strength and excellent formability combined with high notched impact strength achieved in a hot-rolled flat steel product according to the invention makes the flat steel product according to the invention particularly suitable for use in welded constructions for crane booms in telescopic crane construction, in vehicle construction, in infrastructure construction and for equipment used in surface or underground mining, such as supporting structures of shields and the like. A significant weight saving can also be achieved through the use of flat steel products according to the invention in the construction of commercial vehicles, such as semi-trailers, also known as “trailers”, for articulated lorries or trailers for trucks, in the manufacture of chassis parts and in the manufacture of vehicle wheels. These advantages can also be used in the construction of rail vehicles or in shipbuilding.

Ein erfindungsgemäßes warmgewalztes Stahlflachprodukt kann zur Weiterverarbeitung im ungebeizten, gebeizten oder gestrahlten Zustand bereitgestellt werden. Zum Schutz vor korrosiven Angriffen kann es mit einer metallischen Schutzschicht belegt sein, wobei sich hierzu besonders die aus dem Stand der Technik bekannten Schutzschichten auf Zink-Basis eignen. Solche Zn-basierten Überzüge lassen sich insbesondere durch elektrolytische Verzinkung in praxisgerechter Weise auf ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt aufbringen.A hot-rolled flat steel product according to the invention can be provided for further processing in the unpickled, pickled or blasted state. To protect against corrosive attacks, it can be coated with a metallic protective layer, with the zinc-based protective layers known from the prior art being particularly suitable for this purpose. Such Zn-based coatings can be applied in a practical manner to a flat steel product according to the invention, in particular by electrolytic galvanizing.

In bevorzugten Varianten umfasst das Stahlflachprodukt eines oder mehrere der folgenden Elemente mit dem nachfolgend angegebenen Gewichtsanteil:

  • Si: 0,05 - 1,5 Gew.-%
  • Al: 0,01 - 0,3 Gew.-%
  • B: 0,0005 - 0,007 Gew.-%
  • Nb: 0,002 - 0,2 Gew.-%
  • Cr: 0,05 - 2,5 Gew.-%
  • Mo: 0,01 - 1,0 Gew.-%
  • Mg: 0,0005 -0,005 Gew.-%
  • H: bis zu 0,001 Gew.-%
  • Ti: 0,002 - 0,2 Gew.-%
  • V: 0,002 - 0,15 Gew.-%
  • Ni: 0,05 - 10 Gew.-%
  • Cu: 0,01- 1,0 Gew.-%
  • Ca: 0,0005 - 0,005 Gew.-%
  • REM: 0,001- 0,05 Gew.-%
  • N: bis zu 0,01 Gew.-%
  • P: 0,003 - 0,08 Gew.-%
  • Sn: bis zu 0,05 Gew.-%
  • As: bis zu 0,05 Gew.-%
  • 0: bis zu 0,03 Gew.-%
  • Co: bis zu 0,2 Gew.-%
  • W: bis zu - 0,2 Gew.-%
  • Be: 0,001 - 0,1 Gew.-%
  • Sb: 0,001- 0,3 Gew.-%
  • S: bis zu 0,01 Gew.-%
  • Pb: bis zu 0,02 Gew.-%
In preferred variants, the flat steel product includes one or more of the following elements with the weight percentage specified below:
  • Si: 0.05 - 1.5 wt%
  • Al: 0.01 - 0.3% by weight
  • B: 0.0005 - 0.007% by weight
  • Nb: 0.002 - 0.2% by weight
  • Cr: 0.05 - 2.5 wt%
  • Mo: 0.01 - 1.0% by weight
  • Mg: 0.0005 -0.005 wt%
  • H: up to 0.001% by weight
  • Ti: 0.002 - 0.2 wt%
  • V: 0.002 - 0.15% by weight
  • Ni: 0.05 - 10% by weight
  • Cu: 0.01-1.0 wt%
  • Ca: 0.0005 - 0.005% by weight
  • REM: 0.001-0.05 wt%
  • N: up to 0.01% by weight
  • P: 0.003 - 0.08% by weight
  • Sn: up to 0.05 wt%
  • As: up to 0.05% by weight
  • 0: up to 0.03% by weight
  • Co: up to 0.2% by weight
  • W: up to - 0.2% by weight
  • Be: 0.001 - 0.1% by weight
  • Sb: 0.001-0.3 wt%
  • S: up to 0.01% by weight
  • Pb: up to 0.02% by weight

Die verschiedenen Bestandteile des Stahls sind im Folgenden ausführlich erläutert, wobei auch jeweils bevorzugte Mindestgehalte und Maximalgehalte für deren Beilegierung angegeben sind.The various components of the steel are explained in detail below, with the respective preferred minimum and maximum contents for their addition being specified.

Kohlenstoff (C) wird primär zur Steigerung der Zugfestigkeit und Dehngrenze zulegiert. Die Wirkung auf diese beiden mechanischen Kenngrößen entfaltet er durch unterschiedliche Mechanismen. Einerseits kann Kohlenstoff bis zu einem gewissen Anteil sowohl im kubisch-raumzentrierten als auch im kubisch-flächenzentrierten Eisengitter interstitiell gelöst vorliegen und auf diesem Wege eine Festigkeitssteigerung hervorrufen. Dieser Mechanismus ist für die hier beanspruchte Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung. Hier besteht die wichtigste Aufgabe des Kohlenstoffs darin, eine martensitische und/oder bainitische Gefügeumwandlung zu ermöglichen, die eine signifikante Festigkeitssteigerung zur Folge hat. Die martensitische Gefügeumwandlung wird durch eine stark unterschiedliche Löslichkeit des Kohlenstoffs im kfz- und krz-Gitter in Verbindung mit einer erhöhten Abkühlrate gewährleistet. Die austenitstabilisierende Wirkung des Kohlenstoffs sorgt dafür, dass die erforderliche Abkühlrate für die Martensitbildung verringert wird. Darüber hinaus bewirkt sie jedoch auch eine Absenkung der Martensitstarttemperatur, sodass für die Martensitbildung geringere Temperaturen eingestellt werden müssen. Um eine definierte Festigkeitssteigerung durch Martensitbildung zu bewirken, ist stets ein Mindestgehalt an Kohlenstoff erforderlich. Daher wird der minimale Kohlenstoffgehalt hier auf 0,03% festgelegt. Um ein sicheres Einhalten der geforderten Mindestwerte für Streckgrenze Re und Zugfestigkeit Rm auch bei unvermeidbaren Schwankungen der Prozessparameter während des Fertigungsprozesses zu gewährleisten, wird der minimale Kohlenstoffgehalt bevorzugt auf 0,04% festgelegt. Um ausreichend hohe Streckgrenzen und Zugfestigkeiten für das gewünschte Leichtbaupotenzial zu erzielen, wird der minimale C-Gehalt besonders bevorzugt auf 0,06% festgelegt. Ein steigender Kohlenstoffgehalt bewirkt einen Anstieg von Festigkeit und Streckgrenze. Ein zu hoher C-Gehalt bewirkt jedoch auch ein sehr hohes Kohlenstoffäquivalent (CEV), da der C-Gehalt den größten Einfluss auf diesen Kennwert hat. Ein Anstieg des CEV wiederum schränkt die Schweißeignung deutlich ein. Aus diesem Grund wird der C-Gehalt auf maximal 0,3% eingeschränkt. Um zu hohe Festigkeiten und damit ein unweigerliches Absenken der Zähigkeit zu vermeiden, wird der C-Gehalt bevorzugt auf maximal 0,25% festgelegt, um gute Zähigkeiten sicher zu gewährleisten wird besonders bevorzugt ein maximaler C-Gehalt von 0,20% eingestellt.Carbon (C) is primarily added to increase tensile strength and yield point. It exerts its effect on these two mechanical parameters through different mechanisms. On the one hand, up to a certain proportion of carbon can be present interstitially in dissolved form both in the body-centered cubic and in the face-centered cubic iron lattice and in this way cause an increase in strength. However, this mechanism is of secondary importance for the invention claimed here. The most important task of the carbon here is to enable a martensitic and/or bainitic structural transformation, which results in a significant increase in strength. The martensitic microstructural transformation is ensured by the greatly differing solubility of the carbon in the fcc and bcc lattice in conjunction with an increased cooling rate. The austenite-stabilizing effect of carbon ensures that the cooling rate required for martensite formation is reduced. In addition, however, it also causes a reduction in the martensite start temperature, so that lower temperatures have to be set for martensite formation. In order to bring about a defined increase in strength through martensite formation, a minimum carbon content is always required. Therefore, the minimum carbon content is set at 0.03% here. For safe compliance To ensure the required minimum values for yield point Re and tensile strength Rm even with unavoidable fluctuations in the process parameters during the manufacturing process, the minimum carbon content is preferably set at 0.04%. In order to achieve sufficiently high yield points and tensile strengths for the desired lightweight design potential, the minimum C content is particularly preferably set at 0.06%. An increasing carbon content causes an increase in strength and yield point. However, too high a C content also causes a very high carbon equivalent (CEV), since the C content has the greatest influence on this characteristic value. An increase in the CEV, in turn, significantly reduces suitability for welding. For this reason, the C content is limited to a maximum of 0.3%. In order to avoid excessive strength and thus an inevitable reduction in toughness, the C content is preferably set at a maximum of 0.25%. In order to ensure good toughness, a maximum C content of 0.20% is particularly preferably set.

Mangan (Mn) erfüllt drei wesentliche Aufgaben. Einerseits bildet Mangan mit Eisen einen Substitutions-Mischkristall, wodurch eine Festigkeitssteigerung hervorgerufen wird. Des Weiteren wirkt Mangan austenitstabilisierend und ermöglicht damit eine martensitische Umwandlung auch bei kleineren Abkühlraten. Darüber hinaus besitzt Mangan eine hohe Affinität zu Schwefel und bindet es zu MnS ab. Auf diesem Wege kann die Bildung versprödender Phasen wie FeS vermieden werden. Um eine Mischkristallverfestigung durch Mangan zu gewährleisten, wird ein Mindestgehalt an Mangan von 0,1% zulegiert. Um darüber hinaus die martensitische Umwandlung zu fördern, wird bevorzugt ein Mangangehalt von mindestens 0,5% eingestellt. Um auch bei relativ niedrigen Abkühlraten die martensitische Umwandlung sicherzustellen, wird besonders bevorzugt ein Mindestgehalt von 0,7% Mangan festgelegt. Andererseits führen hohe Mangangehalte zu einer ungünstigen Martensitstruktur sowie zu zunehmenden Elementseigerung über Materialdicke, was negative Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften haben kann. Um den Anteil von grobem Plattenmartensit gering zu halten, wird der Mangangehalt auf maximal 2,5% beschränkt, um groben Plattenmartensit zu vermeiden, wird der Mangangehalt bevorzugt auf maximal 1,7% begrenzt. Um zusätzlich Seigerungen über Materialdicke zu vermeiden, wird der Mangangehalt besonders bevorzugt auf maximal 1,5% begrenzt.Manganese (Mn) fulfills three essential tasks. On the one hand, manganese forms a substitution mixed crystal with iron, which causes an increase in strength. Furthermore, manganese has an austenite-stabilizing effect and thus enables a martensitic transformation even at lower cooling rates. In addition, manganese has a high affinity for sulfur and binds it to form MnS. In this way, the formation of brittle phases such as FeS can be avoided. In order to ensure solid solution strengthening through manganese, a minimum manganese content of 0.1% is added. Furthermore, in order to promote the martensitic transformation, a manganese content of at least 0.5% is preferably adjusted. In order to ensure martensitic transformation even at relatively low cooling rates, a minimum manganese content of 0.7% is particularly preferred. On the other hand, high manganese contents lead to an unfavorable martensite structure and to increasing element segregation over the thickness of the material, which can have a negative impact on the mechanical properties. In order to keep the proportion of coarse plate martensite low, the manganese content is limited to a maximum of 2.5%, in order to avoid coarse plate martensite, the manganese content is preferably limited to a maximum of 1.7%. In order to additionally avoid segregation over the thickness of the material, the manganese content is particularly preferably limited to a maximum of 1.5%.

C und Mn sind in erfindungsgemäßen Stahlflachprodukten als Pflichtelemente in den voranstehend erläuterten Gehalten stets vorhanden.C and Mn are always present in steel flat products according to the invention as obligatory elements in the contents explained above.

Um die Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts besonders auszuprägen oder seine Verarbeitbarkeit zu optimieren, können dem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt weitere Legierungselemente zugegeben werden, die nachfolgend erläutert werden. Jedoch werden die Eigenschaften erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte auch ohne diese Elemente erzielt, so dass die nachfolgend jeweils als "optional" anwesend angegebenen Legierungselemente im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt auch fehlen können, diese Elemente also auch aus der durch die Erfindung definierten Legierungsvorschrift gestrichen werden können. Zudem können einzelne oder mehrere dieser Elemente als Verunreinigungen in geringeren Gehalten vorliegen als die im Folgenden angegebenen Mindestwerte. In diesem Falle sind sie nicht in der angegebenen Weise wirksam, verschlechtern die angegebenen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Stahlflachproduktes jedoch auch nicht und können daher toleriert werden.In order to particularly develop the properties of a flat steel product according to the invention or to optimize its processability, further alloying elements can be added to the flat steel product according to the invention, which are explained below. However, the properties of flat steel products according to the invention are also achieved without these elements, so that the alloying elements specified below as "optional" present in the flat steel product according to the invention can also be missing, so these elements can also be deleted from the alloy specification defined by the invention. In addition, one or more of these elements may be present as impurities in lower concentrations than the minimum values specified below. In this case, they are not effective in the way indicated, but they do not impair the indicated properties of the flat steel product according to the invention and can therefore be tolerated.

Für die Einstellung der Materialeigenschaften der vorliegenden Erfindung ist das optionale zugeben des Legierungselementes Bor sowie von Mikrolegierungselementen wie Aluminium, Niob, Titan oder Vanadium - entweder einzeln oder in Kombination miteinander - vorteilhaft. Zwar entfalten alle genannten Elemente bereits bei alleinigem Zulegieren eine positive Wirkung auf die Materialeigenschaften, jedoch sind die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Mikro-Legierungselementen hier von übergeordneter Bedeutung. Dies wird im Folgenden genauer erläutert: Bor (B) spielt eine große Rolle bei der Härtbarkeitssteigerung von Stählen. Aus der Walzhitze kommend segregiert es an die Austenitkorngrenzen und unterdrückt dort die Keimbildung von Ferrit. Auf diesem Wege wird die ferritisch-perlitische Umwandlung zu längeren Abkühlzeiten verschoben und es kann eine martensitische Umwandlung bei geringeren Abkühlraten erreicht werden. Für diesen Mechanismus ist es zwingend erforderlich, dass Bor gelöst vorliegt. Um eine Bornitridbildung zu vermeiden, muss der Gehalt an freiem Stickstoff unterhalb 0,0007% eingestellt werden. Ein solch geringer Gehalt kann technisch bedingt nur durch eine Abbindung von Stickstoff in anderen Verbindungen erreicht werden.The optional addition of the alloying element boron and of microalloying elements such as aluminum, niobium, titanium or vanadium—either individually or in combination with one another—is advantageous for adjusting the material properties of the present invention. Although all of the elements mentioned have a positive effect on the material properties when alloyed alone, the interactions between the individual micro-alloying elements are of overriding importance here. This is explained in more detail below: Boron (B) plays a major role in increasing the hardenability of steels. Coming from the rolling heat, it segregates to the austenite grain boundaries and suppresses the nucleation of ferrite there. In this way, the ferritic-pearlitic transformation is shifted to longer cooling times and a martensitic transformation can be achieved at lower cooling rates. For this mechanism it is imperative that boron is present in dissolved form. To avoid boron nitride formation, the free nitrogen content must be controlled below 0.0007%. For technical reasons, such a low content can only be achieved by binding nitrogen in other compounds.

Im Falle einer optionalen Nutzung von Bor zur Verbesserung der Härtbarkeit ist ein Mindestgehalt an B nötig. Daher wird für diesen Fall der Borgehalt auf mindestens 0,0005% festgelegt. Eine sichere Verbesserung der Härtbarkeit durch freies Bor sollte auch bei nicht vollständig abgebundenem Stickstoff gewährleistet sein. Daher wird der Borgehalt bevorzugt auf mindestens 0,0010%, besonders bevorzugt auf mindestens 0,0015% festgelegt. Da die festigkeitssteigernde Wirkung mit steigendem Borgehalt zunächst zunimmt und oberhalb eines Maximums wieder abfällt wird der Borgehalt des erfindungsgemäßen Stahls auf höchstens 0,007% begrenzt. Ab einem bestimmen Bor-Gehalt wird jedoch keine signifikante Verbesserung der Härtbarkeit mehr erreicht, jedoch die Zähigkeit an den Korngrenzen verringert. Daher wird der Borgehalt bevorzugt auf maximal 0,005% festgelegt. Zum Erreichen der optimalen Eigenschaften im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt wird der Borgehalt in einer besonders bevorzugten Variante auf maximal 0,0035% begrenzt.If boron is optionally used to improve hardenability, a minimum B content is required. Therefore, in this case, the boron content is specified to be at least 0.0005%. A reliable improvement in the hardenability through free boron should also be guaranteed if the nitrogen is not completely bound. Therefore, the boron content is preferably set to be at least 0.0010%, more preferably at least 0.0015%. Since the strength-increasing effect initially increases with increasing boron content and falls again above a maximum, the boron content of the steel according to the invention is limited to a maximum of 0.007%. From a determine However, with the boron content, no significant improvement in hardenability is achieved, but toughness at the grain boundaries is reduced. Therefore, the boron content is preferably set to not more than 0.005%. In order to achieve the optimum properties in the flat steel product according to the invention, the boron content is limited to a maximum of 0.0035% in a particularly preferred variant.

Stickstoff (N) bildet mit B, Al und den Mikrolegierungselementen Nb, Ti und V Nitride sowie durch das Vorhandensein von C auch Karbonitride. Im Falle einer optionalen Nutzung von Bor zur Härtbarkeitssteigerung, wie bereits erläutert, ist die Bildung von Bornitriden zu vermeiden. Hierzu sind entsprechende legierungstechnische Maßnahmen zur Stickstoffabbindung, z. B. durch das gezielte Zulegieren der Elemente Al, Ti, Nb und/oder V, einzeln oder in Kombination, zu ergreifen. Unter Berücksichtigung der in der Praxis bei der wirtschaftlichen Stahlerzeugung gegebenen Bedingungen können so Stickstoffgehalte von bis zu 0,01% im Sinne einer unvermeidbaren Verunreinigung hingenommen werden. Um den Einsatz der stickstoffabbindenden Elementen gering zu halten und eine prozesssichere Erzeugung des erfindungsgemäßen Stahlflachproduktes zu gewährleisten, sind bevorzugt N-Gehalte von höchstens 0,008%, besonders bevorzugt höchstens 0,006% einzustellen. Gehalte von weniger als 0,002% sind technisch nur unter größtem Aufwand zu vermeiden, weswegen aus wirtschaftlichen Gründen insbesondere ein Gehalt von mindestens 0,002% toleriert wird.Nitrogen (N) forms nitrides with B, Al and the micro-alloying elements Nb, Ti and V as well as carbonitrides due to the presence of C. If boron is optionally used to increase hardenability, as already explained, the formation of boron nitrides should be avoided. For this purpose, appropriate alloying measures for nitrogen binding, e.g. B. by the targeted alloying of the elements Al, Ti, Nb and / or V, individually or in combination. Taking into account the practical conditions in economic steel production, nitrogen contents of up to 0.01% can be accepted as unavoidable contamination. In order to keep the use of the nitrogen-binding elements low and to ensure process-reliable production of the flat steel product according to the invention, N contents of at most 0.008%, particularly preferably at most 0.006%, are preferably set. Contents of less than 0.002% can technically only be avoided with great effort, which is why a content of at least 0.002% is tolerated for economic reasons.

Aluminium erfüllt bei der Stahlherstellung üblicherweise die Aufgabe der Desoxidation bzw. "Beruhigung" der Stahlschmelze. Dabei wird die hohe Affinität des Aluminiums zu Sauerstoff ausgenutzt. Durch die Abbindung des Sauerstoffs zu Al2O3 wird das Aufsteigen von Sauerstoffblasen ("Kochen" der Schmelze) während der Stahlerzeugung vermieden. Für die Beruhigung von Stahlschmelzen wird im Allgemeinen ein Al-Gehalt von mindestens 0,01% zulegiert. Um über feine und in ausreichender Anzahl vorhandene AlN-Partikel das Austenitkornwachstum zu reduzieren, wird bevorzugt ein Al-Gehalt von mindestens 0,02% zulegiert. Ein übermäßiges Zulegieren von Aluminium führt zur Bildung grober Al2O3-Partikel. Um Probleme beim Vergießen der Stahlschmelze durch ein Zusetzen des Tauchrohres mit Al2O3-Partikeln zu vermeiden wird der Al-Gehalt auf maximal 0,3% begrenzt. Um unerwünschte Ausscheidungen im Material insbesondere in Form von nichtmetallischen oxidischen Einschlüssen im Wesentlichen zu reduzieren und/oder zu vermeiden, welche die Materialeigenschaften negativ beeinflussen können, wird der maximale Al-Gehalt bevorzugt auf 0,2% begrenzt.In steel production, aluminum usually fulfills the task of deoxidizing or "calming down" the molten steel. The high affinity of aluminum for oxygen is used here. By binding the oxygen to form Al 2 O 3 , the rising of oxygen bubbles ("boiling" of the melt) during steel production is avoided. An Al content of at least 0.01% is generally added to cool steel melts. In order to reduce austenite grain growth via fine AlN particles that are present in sufficient numbers, an Al content of at least 0.02% is preferably added. Excessive aluminum alloying leads to the formation of coarse Al 2 O 3 particles. The Al content is limited to a maximum of 0.3% in order to avoid problems when pouring the molten steel due to clogging of the dip tube with Al 2 O 3 particles. In order to essentially reduce and/or avoid undesired precipitations in the material, in particular in the form of non-metallic oxidic inclusions, which can adversely affect the material properties, the maximum Al content is preferably limited to 0.2%.

Als weiteres optionales Legierungselement ist Titan (Ti) zu nennen. Um durch die Bildung feiner TiN-Partikel das Austenitkornwachstum zu hemmen, kann optional ein Titangehalt von mindestens 0,002% zulegiert werden. Um durch feine und in ausreichender Anzahl vorhandene TiN-Partikel das Austenitkornwachstum zu sicher zu vermeiden, wird vorzugsweise ein Ti-Gehalt von mindestens 0,005% zulegiert. Zur Ausnutzung der kornfeinenden Wirkung von Ti während des Warmwalzen wird bevorzugt ein Ti-Gehalt von mindestens 0,008% eingestellt. Da die Bildungstemperatur von Titannitriden deutlich höher als jene von Bornitriden ist, kann zum Zwecke der Stickstoffabbindung im Falle einer Borlegierung bevorzugt ein Titangehalt von mindestens 0,015% eingestellt werden. Um eine Festigkeitssteigerung durch die Bildung von Titankarbonitriden zu nutzen, kann dem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt ein Ti-Gehalt von maximal 0,2% zulegiert werden. Um einen zu starken Zähigkeitsabfall durch die Bildung einer großen Anzahl groben Titannitride bzw. Titankarbonitride zu vermeiden, wird der Titangehalt bevorzugt auf maximal 0,04%, insbesondere auf maximal 0,1%, begrenzt. Um auch die Ausbildung weniger grober Titannitride bzw. Titankarbonitride sicher zu vermeiden, wird der Titangehalt besonders bevorzugt auf maximal 0,025% begrenzt.Another optional alloying element is titanium (Ti). In order to inhibit austenite grain growth through the formation of fine TiN particles, a titanium content of at least 0.002% can optionally be added. A Ti content of at least 0.005% is preferably alloyed in order to reliably avoid austenite grain growth through fine TiN particles that are present in sufficient numbers. To utilize the grain-refining effect of Ti during hot rolling, a Ti content of at least 0.008% is preferably set. Since the formation temperature of titanium nitrides is significantly higher than that of boron nitrides, a titanium content of at least 0.015% can preferably be set in the case of a boron alloy for the purpose of binding nitrogen. In order to utilize an increase in strength through the formation of titanium carbonitrides, a maximum Ti content of 0.2% can be added to the flat steel product according to the invention. In order to avoid an excessive drop in toughness due to the formation of a large number of coarse titanium nitrides or titanium carbonitrides, the titanium content is preferably limited to a maximum of 0.04%, in particular to a maximum of 0.1%. In order to also reliably avoid the formation of less coarse titanium nitrides or titanium carbonitrides, the titanium content is particularly preferably limited to a maximum of 0.025%.

Besonders sicher wird das Austenitkornwachstum gehemmt, wenn der Titangehalt gegenüber Stickstoff unterstöchiometrisch zulegiert ist. Daher wird in einer besonders bevorzugten Variante das Verhältnis %Ti/%N auf maximal 3,42 begrenzt.Austenite grain growth is inhibited particularly reliably if the titanium content is sub-stoichiometrically alloyed with respect to nitrogen. Therefore, in a particularly preferred variant, the ratio %Ti/%N is limited to a maximum of 3.42.

Ein weiteres optionales Legierungselement ist Niob (Nb). Durch die Bildung von Niobkarbiden und -nitriden bzw. -karbonitriden bei relativ hohen Temperaturen wird das Kornwachstum vor, nach und während eines Walzprozesses behindert, was eine Kornfeinung und damit eine Steigerung der Zähigkeit bewirkt. Hierzu ist ein Niobgehalt von mindestens 0,002% erforderlich. Um diesen Effekt sicher zu nutzen, wird dem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt vorzugsweise mindestens 0,005% Nb zulegiert. Um darüber hinaus das Potenzial von Niob zur Ausscheidungsverfestigung effektiv zu nutzen, wird bevorzugt ein Niobgehalt von mindestens 0,010% eingestellt. Sowohl der Kornfeinungseffekt als auch die Ausscheidungsverfestigung nehmen ab einem bestimmten Nb-Gehalt nicht mehr signifikant zu. Im Falle der Ausnutzung der genannten Effekte wird der Niob-Gehalt vorzugsweise auf maximal 0,1% eingeschränkt. Besonders wirksam sind die beschriebenen Effekte bei einem bevorzugten maximalen Niob-Gehalt von 0,05%.
Im Falle einer Borlegierung wird in einer besonders bevorzugten Variante die Abbindung von Stickstoff durch das Zulegieren einer Kombination aus Aluminium (Al) und Niob (Nb), optional in Kombination mit Titan sichergestellt. Die Elemente Al und Nb sind ebenfalls starke Nitrid- und Karbid- bzw. Karbonitridbildner. Bei einer Kombination aus Al und Nb verbleibt zwar ein höherer Gehalt an freiem Stickstoff im Material als bei alleinigem Zulegieren von Titan (Ti), dieser Gehalt ist jedoch ausreichend gering, um eine Bildung von Bornitriden zu vermeiden und damit Bor in Lösung zu halten. Zu diesem Zweck ist ein Niob-Gehalt von mindestens 0,02% erforderlich bei einer gleichzeitigen Zulegierung von mindestens 0,09% Al. Steht nur die Stickstoffabbindung im Fokus, kann der Niobgehalt in dieser besonders bevorzugten Variante auf maximal 0,03%, der Aluminiumgehalt auf maximal 0,15% begrenzt werden.
Another optional alloying element is niobium (Nb). The formation of niobium carbides and nitrides or carbonitrides at relatively high temperatures impedes grain growth before, after and during a rolling process, which results in grain refinement and thus an increase in toughness. A niobium content of at least 0.002% is required for this. In order to use this effect reliably, at least 0.005% Nb is preferably alloyed with the flat steel product according to the invention. In addition, in order to effectively use the precipitation strengthening potential of niobium, it is preferable to set a niobium content of at least 0.010%. Both the grain refinement effect and the precipitation hardening no longer increase significantly above a certain Nb content. If the mentioned effects are utilized, the niobium content is preferably restricted to a maximum of 0.1%. The effects described are particularly effective with a preferred maximum niobium content of 0.05%.
In the case of a boron alloy, in a particularly preferred variant, the binding of nitrogen is ensured by alloying in a combination of aluminum (Al) and niobium (Nb), optionally in combination with titanium. The elements Al and Nb are also strong nitride and carbide or carbonitride formers. A combination of Al and Nb leaves a higher content of free nitrogen in the material than when only titanium (Ti) is alloyed with it, but this content is sufficiently low to avoid the formation of boron nitrides and thus to keep boron in solution. For this purpose, a niobium content of at least 0.02% is required with a simultaneous addition of at least 0.09% Al. If the focus is only on binding nitrogen, the niobium content in this particularly preferred variant can be limited to a maximum of 0.03% and the aluminum content to a maximum of 0.15%.

Chrom (Cr) kann als optionales Legierungselement zur Festigkeitssteigerung und zur Verbesserung der Härtbarkeit in Gehalten von 0,05% bis 2,5% enthalten sein. Um eine effektive Festigkeitssteigerung durch Ausscheidungs- und Mischkristallverfestigung zu erzielen, wird bevorzugt ein Mindestgehalt an Cr von 0,1% eingestellt. Cr unterdrückt weiterhin die Bildung von Ferrit und Perlit während des Abkühlvorganges und ermöglichet somit eine vollständige Martensit- und/oder Bainitbildung auch bei geringeren Abkühlraten. Besonders effektiv ist dieser die Härtbarkeit steigernde Effekt bei Gehalten von mindestens 0,2% Cr. Daher wird im Falle einer optionalen Legierung von Cr besonders bevorzugt ein Gehalt von mindestens 0,2% zulegiert. Um einen negativen Einfluss auf die Schweißeignung zu vermeiden, wird der Cr-Gehalt vorzugsweise auf maximal 1,2% begrenzt. Um einen negativen Einfluss durch die Bildung grober Cr-haltiger Ausscheidungen, insbesondere Karbide, zu verringern, wird der Cr-Gehalt bevorzugt auf maximal 0,8% festgelegt. Zur Vermeidung grober Cr-haltiger Ausscheidung wird der Cr-Gehalt besonders bevorzugt auf maximal 0,5% begrenzt.Chromium (Cr) can be included as an optional alloying element to increase strength and improve hardenability at levels of 0.05% to 2.5%. In order to achieve an effective increase in strength through precipitation and solid solution strengthening, a minimum Cr content of 0.1% is preferably set. Cr also suppresses the formation of ferrite and pearlite during the cooling process, allowing full martensite and/or bainite formation even at slower cooling rates. This hardenability-increasing effect is particularly effective with a Cr content of at least 0.2%. Therefore, in the case of an optional alloying of Cr, a content of at least 0.2% is particularly preferably alloyed. In order to avoid a negative influence on the weldability, the Cr content is preferably limited to a maximum of 1.2%. In order to reduce an adverse influence due to the formation of coarse Cr-containing precipitates, particularly carbides, the Cr content is preferably set to 0.8% or less. To avoid coarse precipitation containing Cr, the Cr content is particularly preferably limited to a maximum of 0.5%.

Als weiteres optionales Legierungselement kann Molybdän (Mo) im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt zur Festigkeitssteigerung und zur Verbesserung der Härtbarkeit in Gehalten von 0,01% bis 1% enthalten sein. Um eine effektive Festigkeitssteigerung durch Ausscheidungs- und Mischkristallverfestigung zu erzielen, wird bevorzugt ein Mindestgehalt an Mo von 0,1% eingestellt. Wie auch Cr unterdrücken Mo effektiv die Bildung von Ferrit und Perlit während des Abkühlvorganges und ermöglicht somit eine vollständige Martensit- und/oder Bainitbildung auch bei geringeren Abkühlraten (Härtbarkeitssteigerung). Besonders effektiv ist dieser die Härtbarkeit steigernde Effekt bei Gehalten von mindestens 0,20% Mo. Daher wird im Falle einer optionalen Legierung von Mo besonders bevorzugt ein Gehalt von mindestens 0,20% zulegiert. Um einen negativen Einfluss auf die Schweißeignung zu vermeiden, wird der Mo-Gehalt bevorzugt auf maximal 0,5%, besonders bevorzugt auf maximal 0,3% begrenzt.As a further optional alloying element, molybdenum (Mo) can be contained in the steel flat product according to the invention in amounts of 0.01% to 1% to increase strength and to improve hardenability. In order to achieve an effective increase in strength through precipitation and solid solution strengthening, a minimum Mo content of 0.1% is preferably set. Like Cr, Mo effectively suppresses the formation of ferrite and pearlite during the cooling process and thus enables complete martensite and/or bainite formation even at lower cooling rates (hardenability increase). This hardenability-increasing effect is particularly effective with Mo contents of at least 0.20%. Therefore, in the case of an optional Mo alloy, a Mo content of at least 0.20% is particularly preferably added. In order to avoid a negative influence on the suitability for welding, the Mo content is preferably limited to a maximum of 0.5%, particularly preferably to a maximum of 0.3%.

Sowohl Cr als auch Mo verringern mit zunehmenden Gehalten die Schweißeignung. Aus diesem Grund beträgt die Summe der Gewichtsanteile von Chrom (Cr) und Molybdän (Mo) maximal 1,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,85 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 0,65 Gew.-%.Both Cr and Mo reduce weldability with increasing levels. For this reason, the sum of the proportions by weight of chromium (Cr) and molybdenum (Mo) is at most 1.2% by weight, preferably at most 0.85% by weight, particularly preferably at most 0.65% by weight.

Ebenfalls jeweils optional können ein Element oder mehrere Elemente aus der Gruppe "Si, Ni, Cu, V, Ca, Mg, REM, Be, Sb" im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt entsprechend den nachfolgend erläuterten Maßgaben vorhanden sein.Also optionally, one element or more elements from the group “Si, Ni, Cu, V, Ca, Mg, REM, Be, Sb” can be present in the steel flat product according to the stipulations explained below.

So kann das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt optional Silizium (Si) in Gehalten von 0,05% bis 1,5% aufweisen. Si bildet mit dem Eisengitter einen Substitutionsmischkristall und bewirkt damit eine signifikante Festigkeitssteigerung. Hierzu wird ein Si-Gehalt von mindestens 0,05% zulegiert. Darüber hinaus unterdrückt Si die Zementitbildung aus dem Austenit, so dass mehr Kohlenstoff im Austenit gelöst bleibt, wodurch wiederum die martensitische Umwandlung gefördert wird. Um diesen Effekt zu nutzen, wird bevorzugt ein Si-Gehalt von mindestens 0,07% eingestellt. Zudem verringert Si das Risiko einer unerwünschten späteren Zementitbildung im Martensit und erhöht dadurch die Beständigkeit gegen eine ungewollte Verringerung der Festigkeit in der wärmebeeinflussten Zone beim Schweißen sowie beim Anlassen. Ist dieser Effekt gewünscht, werden besonders bevorzugt Gehalte von mindestens 0,10% zulegiert. Zur Sicherstellung der Walzbarkeit wird der Si-Gehalt auf maximal 1,5% begrenzt. Hohe Gehalte an Silizium können jedoch zur Bildung von Rotzunder führen. Rotzunder hat eine isolierende Wirkung auf die Materialoberfläche und kann dadurch die Wirkung des zur Abkühlung jeweils aufgebrachten Kühlwassers deutlich verringern. Dies wiederum hat negative Auswirkungen auf die martensitische Umwandlung. Aus diesem Grund ist der Gehalt von Si, soweit überhaupt in wirksamen Gehalten vorhanden, bevorzugt auf höchstens 0,6% beschränkt. Dabei lassen sich negative Auswirkungen der optionalen Anwesenheit von Si dadurch besonders sicher vermeiden, dass der optionale Si-Gehalt des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts besonders bevorzugt auf höchstens 0,35% beschränkt wird.Thus, the flat steel product according to the invention can optionally have silicon (Si) in contents of 0.05% to 1.5%. Si forms a substitution mixed crystal with the iron lattice and thus causes a significant increase in strength. For this purpose, an Si content of at least 0.05% is alloyed. In addition, Si suppresses cementite formation from the austenite, leaving more carbon dissolved in the austenite, which in turn promotes the martensitic transformation. In order to utilize this effect, an Si content of at least 0.07% is preferably set. In addition, Si reduces the risk of undesired subsequent cementite formation in the martensite and thereby increases the resistance to an undesired reduction in strength in the heat-affected zone during welding and tempering. If this effect is desired, contents of at least 0.10% are particularly preferred. To ensure rollability, the Si content is limited to a maximum of 1.5%. However, high levels of silicon can lead to the formation of red scale. Rotzunder has an insulating effect on the surface of the material and can therefore significantly reduce the effect of the cooling water used to cool it down. This in turn has negative effects on the martensitic transformation. For this reason, the content of Si, if present at all in effective amounts, is preferably limited to a maximum of 0.6%. Here, negative effects of the optional presence of Si can be avoided in a particularly reliable manner in that the optional Si content of the flat steel product according to the invention is particularly preferably limited to at most 0.35%.

Bei besonders niedrigen Kühlstopptemperaturen besteht die Gefahr, dass auf dem direktgehärteten Warmband Rückstände von Kühlwasser verbleiben, da die Restwärme nicht für ein vollständiges Abdampfen ausreicht. Diese Kühlwasserrückstände werden beim Aufwickeln des Warmbandes zum Coil zwischen den Windungen eingewickelt und beeinflussen die Oberflächenqualität durch Bildung von porösem Zunder, der bei einer Weiterverarbeitung abplatzen kann, negativ. In Versuchen hat sich gezeigt, dass oben genannte optionale Si-Gehalte diesen Effekt verstärken. Aus diesem Grund wird in einer alternativen bevorzugten Ausführung der Si-Gehalt auf maximal 0,08% begrenzt. In einer alternativen besonders bevorzugten Variante wird der Si-Gehalt zwecks Sicherstellung der Stückverzinkungsfähigkeit nach Klasse 1 auf maximal 0,030% begrenzt.At particularly low cooling stop temperatures, there is a risk that residues of cooling water will remain on the directly hardened hot strip, since the residual heat is not sufficient for complete evaporation. These cooling water residues are wrapped between the windings when the hot strip is wound into a coil and have a negative effect on the surface quality through the formation of porous scale, which can flake off during further processing. Experiments have shown that the optional Si contents mentioned above increase this effect. For this reason, in an alternative preferred embodiment, the Si content is maximized 0.08% limited. In an alternative, particularly preferred variant, the Si content is limited to a maximum of 0.030% in order to ensure batch galvanization according to class 1.

Als weiteres optionales Legierungselement kann Nickel (Ni) im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt in Gehalten von 0,05% bis 10% vorgesehen sein. Um eine Verbesserung der Härtbarkeit durch die Verringerung der kritischen Abkühlrate zu gewährleisten, wird ein Ni-Mindestgehalt von 0,05% erforderlich. Zur Sicherstellung einer Durchhärtung auch bei höheren Blechdicken wird bevorzugt ein Ni-Mindestgehalt von 0,15% zulegiert. Neben einer Steigerung der Härtbarkeit kann Ni auch zur Verbesserung der Zähigkeit zulegiert werden. Ist dies gewünscht, wird besonders bevorzugt ein Ni-Mindestgehalt von 0,3% Ni eingestellt. Eine Zähigkeitssteigernde Wirkung wird effektiv bis zu einem Ni-Gehalt von 10% erzielt. Daher wird der Ni-Gehalt auf maximal 10% begrenzt. Um eine ausreichende Härtbarkeit und Zähigkeit auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sicherzustellen, wird Ni vorzugsweise auf maximal 5% begrenzt. Da durch die Zulegierung von Ni eine Steigerung des Kohlenstoffäquivalents CEV erfolgt und hierdurch die Schweißbarkeit negativ beeinflusst wird, ist der Ni-Gehalt zur Sicherstellung der Schweißeignung bevorzugt auf maximal 1% begrenzt, besonders bevorzugt auf maximal 0,5% begrenzt.As a further optional alloying element, nickel (Ni) can be provided in the flat steel product according to the invention in contents of 0.05% to 10%. In order to ensure an improvement in hardenability by reducing the critical cooling rate, a minimum Ni content of 0.05% is required. To ensure through-hardening even with greater sheet thicknesses, a minimum Ni content of 0.15% is preferably added. In addition to increasing hardenability, Ni can also be alloyed to improve toughness. If this is desired, a minimum Ni content of 0.3% Ni is particularly preferred. A toughness-enhancing effect is effectively achieved up to a Ni content of 10%. Therefore, the Ni content is limited to a maximum of 10%. In order to ensure sufficient hardenability and toughness also from an economical point of view, Ni is preferably limited to a maximum of 5%. Since the addition of Ni results in an increase in the carbon equivalent CEV and as a result weldability is adversely affected, the Ni content is preferably limited to a maximum of 1%, particularly preferably limited to a maximum of 0.5%, to ensure weldability.

Weiterhin kann optional Kupfer (Cu) im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt mit einem Gehalt von 0,01% bis 1% enthalten sein. Soll die härtbarkeitssteigernde Wirkung von Cu ausgenutzt werden, wird ein Cu-Gehalt von mindestens 0,01% zulegiert. Zur Sicherstellung der Durchhärtbarkeit auch bei höheren Blechdicken wird bevorzugt ein Mindestgehalt an Cu von 0,03% eingestellt. Darüber hinaus kann Cu die Witterungsbeständigkeit verbessern. Um diesen Effekt zu nutzen, wird besonders bevorzugt ein Mindestgehalt an Cu von 0,1% vorgesehen. Um einen negativen Einfluss auf die Gießbarkeit der Stahlschmelze zu vermeiden, wird der Cu-Gehalt auf maximal 1% begrenzt. Um einen negativen Einfluss auf die Zähigkeit durch die Bildung grober Cu-Karbide zu verringern, wird der Cu-Gehalt bevorzugt auf maximal 0,5% begrenzt. Zur sicheren Vermeidung grober Cu-Karbide wird der Cu-Gehalt besonders bevorzugt auf maximal 0,3% eingeschränkt.Furthermore, the flat steel product according to the invention can optionally contain copper (Cu) in a content of 0.01% to 1%. If the hardenability-increasing effect of Cu is to be exploited, a Cu content of at least 0.01% is added. A minimum Cu content of 0.03% is preferably set to ensure through-hardenability even with greater sheet thicknesses. In addition, Cu can improve weather resistance. In order to utilize this effect, a minimum Cu content of 0.1% is particularly preferred. In order to avoid a negative influence on the castability of the steel melt, the Cu content is limited to a maximum of 1%. In order to reduce a negative impact on toughness due to the formation of coarse Cu carbides, the Cu content is preferably limited to a maximum of 0.5%. In order to reliably avoid coarse Cu carbides, the Cu content is particularly preferably restricted to a maximum of 0.3%.

Als weiteres optionales Legierungselement kann Vanadium (V) in Gehalten von 0,002% bis 0,2% zulegiert werden. Zur Steigerung von Streckgrenze und Zugfestigkeit durch Ausscheidungshärtung infolge der Bildung von Vadiumkarbiden und Vanadiumkarbonitriden ist ein Mindestgehalt von 0,002% V zuzugeben. Soll gleichzeitig eine Kornfeinung erzielt werden, wird bevorzugt ein Mindestgehalt von 0,005% V eingestellt. Um einem Streckgrenzen- und Zugfestigkeitsabfall beim Schweißen in der Wärmeeinflusszone durch Auflösung und Wiederausscheidung von Vadiumcarbonitriden entgegenzuwirken, wird besonders bevorzugt ein Mindestgehalt von 0,01% V zulegiert. Um die oben beschriebenen Effekte auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sicherzustellen, wird der V-Gehalt auf maximal 0,15% begrenzt. Da zu hohe V-Gehalte die Zähigkeit mindern können, wird der V-Gehalt vorzugsweise auf maximal 0,07% beschränkt. Um eine zu starke Anhebung des Kohlenstoffäquivalent CEV durch Vanadium und eine dadurch verringerte Schweißeignung zu vermeiden, wird der bevorzugte V-Gehalt auf maximal 0,05%, besonders bevorzugt auf maximal 0,03% festgelegt.As a further optional alloying element, vanadium (V) can be added in contents of 0.002% to 0.2%. A minimum of 0.002% V must be added to increase yield and tensile strength through precipitation hardening due to the formation of vadium carbides and vanadium carbonitrides. If grain refinement is to be achieved at the same time, a minimum V content of 0.005% is preferably set. A drop in yield point and tensile strength during welding in the heat-affected zone due to the dissolution and re-precipitation of vadium carbonitrides to counteract this, a minimum content of 0.01% V is particularly preferably added. In order to ensure the effects described above from an economic point of view as well, the V content is limited to a maximum of 0.15%. Since too high a V content may lower toughness, the V content is preferably limited to a maximum of 0.07%. In order to avoid an excessive increase in the carbon equivalent CEV by vanadium and a reduced suitability for welding as a result, the preferred V content is set at a maximum of 0.05%, particularly preferably at a maximum of 0.03%.

Bei der optionalen Zulegierung von Vanadium in vorab beschriebenen Gehalten bilden sich infolge einer Anlassglühung bei Temperaturen oberhalb 180°C Vanadiumkarbide. Der in Vanadiumkarbiden abgebundene Kohlenstoff steht nicht mehr für die ausreichende Verfestigung des Martensits zur Verfügung. Aus diesem Grund wird in einer alternativen gegenüber vorab genannten V-Gehalten besonders bevorzugten Ausführung der V-Gehalt auf maximal 0,008% begrenzt.With the optional addition of vanadium in the amounts described above, vanadium carbides are formed as a result of tempering at temperatures above 180°C. The carbon bound in vanadium carbides is no longer available for sufficient strengthening of the martensite. For this reason, in an alternative embodiment, the V content is limited to a maximum of 0.008%, which is particularly preferred compared to the V contents mentioned above.

Calcium (Ca) dient in Stählen der Desoxidation und zur Einformung von nichtmetallischen Einschlüssen, insbesondere von Mangansulfiden. Durch die rundliche Einformung wird die negative Wirkung der Einschlüsse auf die Warmumformbarkeit, Dauerfestigkeit und Zähigkeit deutlich reduziert. Um diese Effekte auch bei einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt zu nutzen, kann ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt optional 0,0005% bis 0,005% Ca enthalten. Um eine besonders sichere Wirkung zu garantieren, werden bevorzugt Gehalte von mindestens 0,001% zugegeben, aus Gründen der Ressourceneffizienz wird der Ca-Gehalt bevorzugt auf maximal 0,004% beschränkt.Calcium (Ca) is used in steel for deoxidation and for forming non-metallic inclusions, especially manganese sulfides. The rounded indentation significantly reduces the negative effect of the inclusions on hot workability, fatigue strength and toughness. In order to also utilize these effects in a flat steel product according to the invention, a flat steel product according to the invention can optionally contain 0.0005% to 0.005% Ca. In order to guarantee a particularly reliable effect, contents of at least 0.001% are preferably added; for reasons of resource efficiency, the Ca content is preferably limited to a maximum of 0.004%.

Sofern Ca als optionales Legierungselement eingesetzt wird, ist in einer bevorzugten Ausführung ein Verhältnis Calcium zu Schwefel (Ca/S, Anteile jeweils in Gewichtsprozent) von 0,5 - 2,5 einzustellen. In einer besonders bevorzugten Ausführung soll das Verhältnis Ca/S maximal 2,0 betragen.If Ca is used as an optional alloying element, a calcium to sulfur ratio (Ca/S, proportions in weight percent) of 0.5-2.5 should be set in a preferred embodiment. In a particularly preferred embodiment, the Ca/S ratio should be at most 2.0.

Magnesium (Mg) kann in Stählen analog Calcium zur Desoxidation und Entschwefelung verwendet werden. Hierzu kann ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt optional 0,0005% bis 0,005% Mg enthalten.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts ist optional die Zugabe von Metallen aus der Gruppe der Seltene Erden (REM - rare-earth metal), wie z.B. Cer, Lanthan und Neodym, möglich. Zur Steigerung der Festigkeit und Nutzung der kornfeinenden Wirkung wird ein Gehalt von mindestens 0,001% eingestellt. Darüber hinaus kann durch die Abbindende Wirkung der Seltenen Erden auf Schwefel, Phosphor und Sauerstoff die Segregation dieser Elemente an Korngrenzen reduziert werden, wodurch eine Erhöhung der Zähigkeit ermöglicht wird. Bei Gehalten oberhalb 0,05% besteht die Gefahr der Bildung zähigkeitsmindernder Ausscheidungen. Daher wird der Gehalt der Seltenen Erden auf maximal 0,05% begrenzt.
Like calcium, magnesium (Mg) can be used in steel for deoxidation and desulfurization. For this purpose, a flat steel product according to the invention can optionally contain 0.0005% to 0.005% Mg.
In the production of the flat steel product according to the invention, the addition of metals from the group of rare earths (REM—rare-earth metal), such as cerium, lanthanum and neodymium, is optionally possible. To increase the strength and use the grain-refining effect, a content of at least 0.001%. In addition, the binding effect of the rare earths on sulfur, phosphorus and oxygen can reduce the segregation of these elements at grain boundaries, which makes it possible to increase toughness. At levels above 0.05% there is a risk of the formation of toughness-reducing precipitates. Therefore, the rare earth content is limited to a maximum of 0.05%.

Beryllium (Be) kann als optionales Legierungselement in Gehalten von 0,001% bis zu 0,1% eingesetzt werden, um durch die Bildung von hochfesten Carbiden und/oder Oxiden die Verschleißbeständigkeit zu erhöhen. Zur sicheren Einstellung der Wirksamkeit wird bevorzugt ein Be-Gehalt von mindestens 0,002% eingestellt. Da bei zu hohen Gehalten die Zähigkeit stark herabsetzt wird, was im vorliegenden Falle unerwünscht ist, ist der Gehalt bevorzugt auf maximal 0,05% begrenzt. Aufgrund seiner Toxizität wird besonders bevorzugt auf den Einsatz von Be als optionales Legierungselement verzichtet.Beryllium (Be) can be used as an optional alloying element in levels from 0.001% up to 0.1% to increase wear resistance through the formation of high strength carbides and/or oxides. To reliably set the effectiveness, a Be content of at least 0.002% is preferably set. Since the toughness is greatly reduced if the content is too high, which is undesirable in the present case, the content is preferably limited to a maximum of 0.05%. Due to its toxicity, it is particularly preferred not to use Be as an optional alloying element.

Antimon (Sb) kann als optionales Legierungselement in Gehalten von 0,001 bis 0,3% zulegiert werden, um die Anfälligkeit für Korngrenzenoxidation zu verringern und bei Einsatz höherer Gehalte zudem die Korrosionsbeständigkeit in sauren Medien zu erhöhen, indem es an Korngrenzen seigert und dort die Neigung zur Wasserstoffgenerierung und damit zur wasserstoffinduzierten Rissbildung verringert oder ganz unterbindet. Um eine sichere Wirkung des Zulegierens zu erreichen, wird bevorzugt ein Sb-Gehalt von mindestens 0,002%, besonders bevorzugt von mindestens 0,005% zulegiert. Aus Kostengründen wird der Maximalgehalt bevorzugt auf 0,1% beschränkt. Zur Vermeidung von Versprödung insbesondere an Korngrenzen wird der Gehalt besonders bevorzugt auf maximal 0,05% festgelegt.Antimony (Sb) can be added as an optional alloying element in contents of 0.001 to 0.3% in order to reduce the susceptibility to grain boundary oxidation and, when using higher contents, also to increase the corrosion resistance in acidic media by segregating at grain boundaries and there the tendency for hydrogen generation and thus for hydrogen-induced cracking is reduced or completely prevented. In order to achieve a reliable alloying effect, an Sb content of at least 0.002%, particularly preferably at least 0.005%, is alloyed. For reasons of cost, the maximum content is preferably limited to 0.1%. In order to avoid embrittlement, in particular at grain boundaries, the content is particularly preferably set at a maximum of 0.05%.

Phosphor (P) kann als optionales Legierungselement zur Festigkeitssteigerung in Gehalten von 0,003% bis 0,08% zulegiert werden. Um die Schweißbarkeit des erfindungsgemäßen Stahlflachproduktes nicht negativ zu beeinflussen, wird der maximale P-Gehalt bevorzugt auf 0,05% festgelegt. Um einen negativen Einfluss auf die Zähigkeit zu vermeiden, wird der P-Gehalt im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt bevorzugt auf höchstens 0,02% begrenzt.
Kobalt (Co) hat einen negativen Einfluss auf die Einhärtbarkeit und die Zähigkeit. Technisch bedingt verbleiben jedoch in der Regel stets Spuren von Kobalt in Stählen. Da die negativen Einflüsse des Kobalts im Allgemeinen erst oberhalb von 0,2% auftreten, wird sein Gehalt auf höchstens 0,2% beschränkt.
Phosphorus (P) can be added as an optional alloying element to increase strength in amounts of 0.003% to 0.08%. In order not to adversely affect the weldability of the flat steel product according to the invention, the maximum P content is preferably set at 0.05%. In order to avoid a negative influence on the toughness, the P content in the flat steel product according to the invention is preferably limited to at most 0.02%.
Cobalt (Co) has a negative impact on hardenability and toughness. For technical reasons, however, traces of cobalt usually always remain in steel. Since the negative effects of cobalt generally only occur above 0.2%, its content is limited to a maximum of 0.2%.

Wolfram (W) bildet mit Molybdän ab bestimmten Gehalten eine Laves-Phase. Diese kann sich negativ auf die Kerbschlagbiegezähigkeit auswirken. Technisch bedingt ist der Wolframgehalt jedoch üblicherweise nicht beliebig weit reduzierbar, darf jedoch zur Vermeidung negativer Einflüsse nach Maßgabe der Erfindung höchstens 0,2% betragen.
Arsen (As) und Zinn (Sn) können sich bei Temperaturen um 500 °C an Korngrenzen anlagern und dadurch eine Versprödung hervorrufen. Um diese negativen Auswirkungen zu verhindern, ist der Gehalt an As und Sn im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt in üblicher Weise auf höchstens 0,05%, bevorzugt auf höchstens 0,03% zu begrenzen.
Tungsten (W) forms a Laves phase with molybdenum above certain levels. This can have a negative effect on the notched impact strength. For technical reasons, however, the tungsten content cannot usually be reduced to any desired extent, but in order to avoid negative influences it may not exceed 0.2% in accordance with the invention.
Arsenic (As) and tin (Sn) can accumulate at grain boundaries at temperatures around 500 °C, causing embrittlement. In order to prevent these negative effects, the content of As and Sn in the steel flat product according to the invention should be limited to a maximum of 0.05%, preferably a maximum of 0.03%, in the usual way.

Schwefel (S) bildet bei ausreichender Konzentration Sulfide mit Eisen oder Mangan (FeS bzw. MnS). Diese haben einen negativen Einfluss auf die Verformbarkeit und Zähigkeit. Deshalb ist der Schwefelgehalt auf höchstens 0,01%, bevorzugt auf höchstens 0,008% und besonders bevorzugt auf höchstens 0,006% beschränkt.If the concentration is sufficient, sulfur (S) forms sulfides with iron or manganese (FeS or MnS). These have a negative impact on deformability and toughness. Therefore, the sulfur content is limited to at most 0.01%, preferably at most 0.008%, and more preferably at most 0.006%.

Wasserstoff (H) kann bei zu hohen Gehalten zur Ausbildung von Rissen im Material führen. Um dies zu vermeiden, ist sein Gehalt im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt auf maxinmal 0,001%, bevorzugt auf maximal 0,0005%, besonders bevorzugt auf maximal 0,0003% begrenzt. Sauerstoff (O) verbindet sich insbesondere mit Aluminium zu Oxiden (Al2O3). Diese verringern sowohl die Zähigkeit als auch die Dauerfestigkeit. Daher wird der Sauerstoffgehalt auf maximal 0,03%, bevorzugt maximal 0,02%, besonders bevorzugt maximal 0,01% begrenzt.If the content is too high, hydrogen (H) can lead to the formation of cracks in the material. In order to avoid this, its content in the flat steel product according to the invention is limited to a maximum of 0.001%, preferably to a maximum of 0.0005%, particularly preferably to a maximum of 0.0003%. Oxygen (O) combines in particular with aluminum to form oxides (Al 2 O 3 ). These reduce both toughness and fatigue strength. Therefore, the oxygen content is limited to a maximum of 0.03%, preferably a maximum of 0.02%, particularly preferably a maximum of 0.01%.

Blei (Pb) ist ein unerwünschtes Begleitelement, daher wird sein Gehalt auf maximal 0,02% eingeschränkt.Lead (Pb) is an unwanted by-element, so its content is limited to a maximum of 0.02%.

Alle oben genannten optionalen Legierungselemente können in geringen Gehalten als prozessbedingt unvermeidbare Verunreinigungen vorliegen, sind dann jedoch nicht wirksam im Sinne der vorliegenden Erfindung.All of the above-mentioned optional alloying elements can be present in small amounts as process-related unavoidable impurities, but are then not effective for the purposes of the present invention.

Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Stahlflachproduktes beträgt das Kohlenstoffäquivalent CEV maximal 0,7, insbesondere maximal 0,6. Das Kohlenstoffäquivalent CEV berechnet sich nach der Formel: CEV = % C + % Mn 6 + % Cu + % Ni 15 + % Cr + % Mo + % V 5

Figure imgb0004
In a preferred variant of the flat steel product according to the invention, the carbon equivalent CEV is at most 0.7, in particular at most 0.6. The carbon equivalent CEV is calculated using the formula: CEV = % C + % Mn 6 + % Cu + % no 15 + % Cr + % Mon + % V 5
Figure imgb0004

Durch die angegebenen Maximalwerte für das Kohlenstoffäquivalent CEV ergibt sich eine bessere Schweißeignung. Hierbei wird durch %C, %Mn, %Cu, %Ni, %Cr, %Mo und %V der jeweilige Gehalt dieses Legierungselementes in Gewichtsprozent bezeichnet.
Um eine zu starke Aufhärtung in der Wärmeeinflusszone zu vermeiden und die Kaltrissempfindlichkeit weiter zu reduzieren, wird das Kohlenstoffäquivalent CEV in einer bevorzugten Variante auf maximal 0,5 begrenzt.
The specified maximum values for the carbon equivalent CEV result in better weldability. Here, %C, %Mn, %Cu, %Ni, %Cr, %Mo and %V designate the respective content of this alloying element in percent by weight.
In order to avoid excessive hardening in the heat-affected zone and to further reduce the sensitivity to cold cracking, the carbon equivalent CEV is limited to a maximum of 0.5 in a preferred variant.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt das Kohlenstoffäquivalent CET maximal 0,7, insbesondere maximal 0,5, bevorzugt maximal 0,35. Das Kohlenstoffäquivalent CET berechnet sich nach der Formel: CET = % C + % Mn + % Mo 10 + % Cr + % Cu 20 + % Ni 40

Figure imgb0005
In a further preferred embodiment, the carbon equivalent CET is at most 0.7, in particular at most 0.5, preferably at most 0.35. The carbon equivalent CET is calculated using the formula: CET = % C + % Mn + % Mon 10 + % Cr + % Cu 20 + % no 40
Figure imgb0005

Hierbei wird durch %C, %Mn, %Mo, %Cr, %Cu und %Ni der jeweilige Gehalt dieses Legierungselementes in Gewichtsprozent bezeichnet. Durch die angegebenen Maximalwerte für das Kohlenstoffäquivalent CET ergibt sich eine bessere Schweißeignung.Here, %C, %Mn, %Mo, %Cr, %Cu and %Ni indicate the respective content of this alloying element in percent by weight. The specified maximum values for the carbon equivalent CET result in better weldability.

Bei einer bevorzugten Variante des Stahlflachproduktes weist das Stahlflachprodukt Zementitpartikel auf, wobei der Anteil der Zementitpartikel mit einem Durchmesser von 20 nm bis 250 nm größer ist als 98%. Dabei liegt der Mittelwert des Durchmessers der Zementitpartikel insbesondere zwischen 50 nm und 150 nm. Die Ausprägung der Zementitpartikel wird hierbei an einem für den Werkstoff charakteristischen Gefügebereich auf ca. 1/3 Blechdicke bestimmt.In a preferred variant of the flat steel product, the flat steel product has cementite particles, the proportion of cementite particles with a diameter of 20 nm to 250 nm being greater than 98%. The mean value of the diameter of the cementite particles is in particular between 50 nm and 150 nm. The expression of the cementite particles is determined in a microstructure area characteristic of the material at approximately 1/3 of the sheet metal thickness.

Beim optionalen Legieren der Elemente Cr oder Mo, einzeln oder in Kombination, ist der überwiegende Anteil (d.h. mehr als 50%) an Cr und Mo in den Zementiten eingebaut und liegt nicht gelöst in der Matrix vor.With the optional alloying of the elements Cr or Mo, individually or in combination, the majority (i.e. more than 50%) of Cr and Mo is built into the cementites and is not dissolved in the matrix.

In der entsprechenden bevorzugten Variante steht somit ein warmgewalztes Stahlflachprodukt zur Verfügung, das eine hohe Streckgrenze Re ohne Unstetigkeit im Spannungs-Dehnungs-Diagramm, eine hohe Zugfestigkeit Rm und eine hohe Bruchdehnung A in Kombination mit einer guten Abkantfähigkeit aufweist. Darüber hinaus zeichnet sich dieses bevorzugte warmgewalzte Stahlflachprodukt durch ein niedriges, für eine weitere Verarbeitung vorteilhaftes Streckgrenzenverhältnis Re/Rm aus.In the corresponding preferred variant, a hot-rolled flat steel product is thus available which has a high yield point R e without discontinuity in the stress-strain diagram, a high tensile strength R m and a high elongation at break A in combination with good bending ability. In addition, this preferred hot-rolled steel flat product excels characterized by a low yield strength ratio R e /R m which is advantageous for further processing.

Aufgrund seiner durch den Fertigungsprozess gewährleisteten geringen Kantenrissneigung durch ein überwiegend aus Martensit bzw. Bainit bestehenden Gefüges ist ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt hervorragend zum Stanzen und mechanischen Schneiden geeignet.Due to its low tendency to edge cracking, which is guaranteed by the production process and a structure consisting predominantly of martensite or bainite, a flat steel product according to the invention is outstandingly suitable for stamping and mechanical cutting.

Auch thermische Trennverfahren wie Laser- oder Plasmaschneiden können bei der Verarbeitung erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte problemlos eingesetzt werden.Thermal cutting processes such as laser or plasma cutting can also be used without any problems when processing flat steel products according to the invention.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Stahlflachproduktes gelöst. Dabei umfasst das Verfahren die folgenden Arbeitsschritte:

  • Erzeugen einer Stahlschmelze mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung (in Gew.-%):
    • C : 0,03-0,3 Gew.-%
    • Mn: 0,4-2,5 Gew.-%
    • Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,
  • Vergießen der Stahlschmelze zu einem Vorprodukt in Form eines Blocks, einer Bramme, einer Dünnbramme oder eines gegossenen Bandes
  • Durcherwärmen des Vorproduktes auf eine Austenitisierungstemperatur TWE zwischen 1100°C und 1350°C
  • Warmwalzen des Vorproduktes zu dem warmgewalzten Stahlflachprodukt bei einer Warmwalzendtemperatur TE von mindestens 770 °C, insbesondere mindestens Ar3+20K
  • Erstes Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachproduktes mit einer 20 - 400 °C/s betragenden Abkühlrate auf eine Kühlstopptemperatur
  • Haspeln des auf die Kühlstopptemperatur abgekühlten, warmgewalzten Stahlflachproduktes zu einem Coil
  • Optionales zweites Abkühlen des erhaltenen Coils auf Raumtemperatur
  • Anlassen des zu dem Coil aufgehaspelten Stahlflachproduktes bei einer Glühtemperatur TG, wobei die Aufheizrate auf die Glühtemperatur maximal 500 K/h beträgt, und wobei eine Haltezeit tG des Coils auf der Glühtemperatur TG größer oder gleich einer Mindesthaltezeit tG,min ist, für die gilt: t G , min = 150 B C D C 2 d C 2 T G 2 3
    Figure imgb0006
    mit
    BC
    Breite des zum Coil aufgehaspelten Stahlflachproduktes in Metern
    DC
    Außendurchmesser des Coils in Metern
    dC
    Innendurchmesser des Coils in Metern
    TG
    Glühtemperatur in °C
    tG,min
    Mindesthaltezeit in Stunden
  • Abhaspeln und Richten des Stahlflachproduktes
The object according to the invention is also achieved by a method for producing a flat steel product as described above. The procedure includes the following work steps:
  • Production of a steel melt with the following composition (in % by weight):
    • C : 0.03-0.3% by weight
    • Mn: 0.4-2.5 wt%
    • remainder iron and unavoidable impurities,
  • Casting of the molten steel into a preliminary product in the form of an ingot, a slab, a thin slab or a cast strip
  • Thorough heating of the preliminary product to an austenitization temperature T WE between 1100°C and 1350°C
  • Hot rolling of the preliminary product to form the hot-rolled flat steel product at a final hot-rolling temperature T E of at least 770° C., in particular at least Ar3+20K
  • First cooling of the obtained hot-rolled flat steel product at a cooling rate of 20 - 400 °C/s to a cooling stop temperature
  • Coiling the hot-rolled flat steel product, which has been cooled to the cooling stop temperature, into a coil
  • Optional second cooling of the coil obtained to room temperature
  • Tempering the steel flat product coiled into the coil at an annealing temperature T G , the heating rate to the annealing temperature being a maximum of 500 K/h, and a holding time t G of the coil at the annealing temperature T G being greater than or equal to a minimum holding time t G,min , for which applies: t G , at least = 150 B C D C 2 i.e C 2 T G 2 3
    Figure imgb0006
    with
    B.C
    Width of the steel flat product coiled in meters
    DC
    Outside diameter of the coil in meters
    DC
    Inner diameter of the coil in meters
    TG
    Annealing temperature in °C
    tG, min
    Minimum holding time in hours
  • Uncoiling and straightening the steel flat product

Die genannte Stahlschmelze kann bevorzugt auch eines oder mehrere optionale Elemente enthalten, die mit Bezug zum Stahlflachprodukt ausführlich erläutert wurden. Ebenso kann der Gehalt an C und Mn innerhalb der erläuterten bevorzugten Bereiche liegen.Said molten steel can preferably also contain one or more optional elements which have been explained in detail in relation to the flat steel product. Likewise, the content of C and Mn can be within the preferred ranges discussed.

Die prozesstechnische Erzeugung des erfindungsgemäßen Flachstahlproduktes erfolgt über Warmwalzen mit Direkthärten in der Kühlstrecke der Warmbandstraße und anschließendem Anlassen des Warmbandes als Coil in einer Haubenglühe, wahlweise unter H2- oder N2- Schutzatmosphäre oder einer Schutzatmosphäre aus einem Gemisch von H2 und N2. Zunächst wird eine Stahlschmelze mit voranstehender Analyse erzeugt, um bestimmte Eigenschaften des erfindungsgemäß zu erzeugenden warmgewalzten Stahlflachprodukts einzustellen oder auszuprägen.The process engineering production of the flat steel product according to the invention takes place via hot rolling with direct hardening in the cooling section of the hot strip mill and subsequent tempering of the hot strip as a coil in a bell annealer, optionally under H2 or N2 protective atmosphere or a protective atmosphere consisting of a mixture of H2 and N2. First, a molten steel is produced with the above analysis, in order to set or shape specific properties of the hot-rolled flat steel product to be produced according to the invention.

Anschließend wird diese Schmelze in konventioneller Weise zu einem Vorprodukt mit einer Dicke dV vergossen. Bei diesem Vorprodukt handelt es sich typischerweise um eine Bramme. Jedoch ist auch ein Vergießen zu Dünnbrammen, gegossenen Bändern oder Blöcken möglich. Das so erzeugte Vorprodukt hat eine Dicke dV zwischen 2,5 mm und 350 mm.This melt is then cast in a conventional manner to form a preliminary product with a thickness dV . This preliminary product is typically a slab. Casting into thin slabs, cast strips or blocks is also possible. The pre-product produced in this way has a thickness d V between 2.5 mm and 350 mm.

Zum Warmwalzen wird das Vorprodukt mit erfindungsgemäßer Analyse auf Austenitisierungstemperatur TWE, auch als Wiedererwärmungstemperatur bezeichnet, erwärmt. Die Wiedererwärmungstemperatur der erfindungsgemäßen Stähle sollte zwischen 1100°C und 1350°C betragen. Die Wiedererwärmungstemperatur beträgt jedoch bevorzugt mindestens 1220°C, um Verfestigungen im folgenden Walzprozess aufgrund zu niedriger Wiedererwärmungstemperatur zu verringern und bevorzugt maximal 1320°C um ein Aufschmelzen der Brammenoberfläche und eine zu starke Austenitvergröberung zu vermeiden und eine wirtschaftliche Fertigung zu ermöglichen. In diesem Temperaturbereich wird zudem ein homogenes Ausgangsgefüge eingestellt. Darüber hinaus werden Ausscheidungen der gezielt legierten Mikrolegierungselemente sicher aufgelöst.For hot rolling, the preliminary product is heated to the austenitization temperature T WE , also referred to as the reheating temperature, with the analysis according to the invention. The reheating temperature of the steels of the present invention should be between 1100°C and 1350°C. However, the reheating temperature is preferably at least 1220° C. in order to reduce hardening in the subsequent rolling process due to the reheating temperature being too low and preferably at most 1320° C. in order to avoid melting of the slab surface and excessive austenite coarsening and to enable economical production. A homogeneous initial structure is also established in this temperature range. In addition, precipitates from the specifically alloyed micro-alloying elements are reliably dissolved.

Während des Herstellungsverfahrens wird das Vorprodukt warmgewalzt zu dem warmgewalzten Stahlflachprodukt bei einer Warmwalzendtemperatur TE von mindestens 770 °C, insbesondere mindestens Ar3+20K. Während dieses Warmwalzschrittes sinkt die Temperatur des gewalzten Stahlflachprodukts mit jedem Walzstich kontinuierlich bis hin zur Walzendtemperatur TE, mit der das warmgewalzte Stahlflachprodukt den letzten Walzstich verlässt. Um eine Ferritbildung während des Warmwalzens zu verhindern, muss die Walzendtemperatur mindestens 770 °C betragen. Liegt die Walzendtemperatur TE mindestens 20 °C über der Ar3-Temperatur des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts, so wird die Ferritbildung besonders sicher vermieden. Die Ar3-Temperatur lässt sich nach " Mathematical Model for Predictions of Austenite and Ferrite Microstructures in Hot Rolling Processes", IRSID Report, St. Germain-en-Laye, 1985, S. 7 über die Gleichung Ar 3 °C = 902 527 % C 62 % Mn + 60 % Si

Figure imgb0007
abschätzen.During the manufacturing process, the preliminary product is hot-rolled to form the hot-rolled flat steel product at a final hot-rolling temperature T E of at least 770° C., in particular at least Ar3+20K. During this hot rolling step, the temperature of the rolled flat steel product decreases continuously with each pass down to the final rolling temperature T E , at which the hot-rolled flat steel product leaves the last pass. To prevent ferrite formation during hot rolling, the final rolling temperature must be at least 770 °C. If the final rolling temperature T E is at least 20° C. above the Ar3 temperature of the flat steel product according to the invention, the formation of ferrite is avoided in a particularly reliable manner. The Ar3 temperature can be calculated according to " Mathematical Model for Predictions of Austenite and Ferrite Microstructures in Hot Rolling Processes", IRSID Report, St. Germain-en-Laye, 1985, p. 7 about the equation are 3 °C = 902 527 % C 62 % Mn + 60 % si
Figure imgb0007
estimate.

Bei einer bevorzugten Variante umfasst das Warmwalzen des Vorproduktes mindestens zwei Warmwalzstiche, die bei einer Temperatur oberhalb einer Rekristallisierungstemperatur TNR durchgeführt werden, wobei für die Rekristallisierungstemperatur TNR gilt: T NR °C = 887 + 464 C + 6445 Nb 644 Nb + 732 V 230 V + 890 Ti + 363 Al 357 Si

Figure imgb0008
In a preferred variant, the hot rolling of the preliminary product comprises at least two hot rolling passes, which are carried out at a temperature above a recrystallization temperature T NR , where the following applies to the recrystallization temperature T NR : T NO °C = 887 + 464 C + 6445 Nb 644 Nb + 732 V 230 V + 890 Ti + 363 Al 357 si
Figure imgb0008

Die mindestens zwei Warmwalzstiche oberhalb der Rekristallisierungstemperatur haben den Vorteil, dass sich ein feines, mehrfach rekristallisiertes Austenitgefüge ergibt, da es oberhalb dieser Temperatur zur vollständigen Rekristallisation des Austenits im Gefüge des Stahlflachprodukts kommt. Die näherungsweise Berechnung der Rekristallisierungstemperatur erfolgt dabei gemäß der in " Effect of Chemical Compostion on Critical Temperatures of Microalloyed Steels", Boratto et al., THERMEC '88, Proceedings, Iron and Steel Institute of Japan, Tokyo, 1988, S. 383-390 angegebenen Methode.The at least two hot rolling passes above the recrystallization temperature have the advantage that a fine, multiple recrystallized austenite structure results, since above this temperature the austenite recrystallizes completely in the structure of the steel flat product. The approximate calculation of the recrystallization temperature is carried out according to the Effect of Chemical Compostion on Critical Temperatures of Microalloyed Steels", Boratto et al., THERMEC '88, Proceedings, Iron and Steel Institute of Japan, Tokyo, 1988, pp. 383-390 specified method.

Bevorzugt ist dabei darauf zu achten, dass die Stichabnahme oberhalb TNR in den einzelnen Stichen jeweils mindestens 6% beträgt um eine ausreichende Verformung einzubringen, damit eine Kornfeinung durch Rekristallisation erzielt wird. Damit eine ausreichende Verformungsenergie über den gesamten Querschnitt, insbesondere auch im Kernbereich bei dickeren Vorprodukten, sichergestellt ist, soll in einer weiter bevorzugten Ausführungsvariante die Stichabnahme oberhalb TNR in den einzelnen Stichen jeweils mindestens 8% betragen. Hierdurch lässt sich eine ausreichende Kerbschlagzähigkeit im erfindungsgemäßen Flachstahlprodukt auch bei niedrigen Anlasstemperaturen und bei geringen Legierungsgehalten an Cr, Mo und Ni und damit geringen CEV und CET gegenüber klassischen Analysen zum Wasservergüten sicherstellen. Beim Warmwalzen oberhalb dieser Temperatur TNR kommt es zur vollständigen Rekristallisation des Austenits im Gefüge des Stahlflachprodukts.It should preferably be ensured that the pass reduction above T NR in the individual passes is at least 6% in each case in order to introduce sufficient deformation so that grain refinement is achieved by recrystallization. In order to ensure sufficient deformation energy over the entire cross section, especially in the core area with thicker pre-products, in a further preferred embodiment the pass reduction above T NR in the individual passes should be at least 8%. This ensures sufficient notched impact strength in the flat steel product according to the invention even at low tempering temperatures and with low alloy contents of Cr, Mo and Ni and thus low CEV and CET compared to classic analyzes for water tempering. During hot rolling above this temperature T NR , the austenite in the structure of the steel flat product recrystallizes completely.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Warmwalzen des Vorproduktes eine Mindestanzahl nW von Warmwalzstichen, die bei einer Temperatur oberhalb der Rekristallisierungstemperatur TNR durchgeführt werden, wobei die Mindestanzahl nW dem auf eine ganze Zahl gerundetem Ergebnis nW' entspricht, mit n = 2 d V 6 d W

Figure imgb0009
wobei dV die Dicke des Vorproduktes und dW die Dicke des warmgewalzten Stahlflachproduktes ist. Diese Mindestanzahl nW an Walzstichen oberhalb TNR hat den Vorteil, dass sich durch Rekristallisation ein optimal feinkörniges Gefüge ergibt.In a preferred development, the hot rolling of the preliminary product includes a minimum number n W of hot rolling passes, which are carried out at a temperature above the recrystallization temperature T NR , the minimum number n W corresponding to the result n W' rounded to a whole number n W' = 2 i.e V 6 i.e W
Figure imgb0009
where d V is the thickness of the pre-product and d W is the thickness of the hot-rolled flat steel product. This minimum number n W of rolling passes above T NR has the advantage that recrystallization results in an optimally fine-grained structure.

In einer speziellen Weiterbildung umfasst das Warmwalzen des Vorproduktes mindestens einen Warmwalzstich, der bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisierungstemperatur TNR durchgeführt wird. Die Warmwalzendtemperatur TE ist also kleiner als die Rekristallisierungstemperatur TNR. Da die Temperatur während der Walzstiche sukzessive sinkt, bedeutet das, dass der letzte oder die letzten Walzstiche bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisierungstemperatur durchgeführt wird bzw. werden. Hierdurch wird die Rekristallisation des Austenit während des letzten Walzstiches (bzw. der letzten Walzstiche im Falle von mehreren Walzstichen unterhalb der Rekristallisationstemperatur) unterdrückt.In a special development, the hot rolling of the preliminary product includes at least one hot rolling pass, which is carried out at a temperature below the recrystallization temperature T NR . The final hot rolling temperature T E is therefore lower than the recrystallization temperature T NR . As the temperature decreases successively during the rolling passes, this means that the last rolling pass or passes will be performed at a temperature below the recrystallization temperature. This suppresses the recrystallization of the austenite during the last rolling pass (or the last rolling passes in the case of several rolling passes below the recrystallization temperature).

Bevorzugt beträgt der Umformgrad ϕ über alle Warmwalzstiche, die bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisierungstemperatur TNR durchgeführt werden, mindestens 0,25. Der Umformgrad ist dabei wie folgt definiert: φ = ln d W d ENR

Figure imgb0010
wobei dW die Dicke des warmgewalzten Stahlflachproduktes bezeichnet und dENR die Dicke bezeichnet, die das Stahlflachprodukt nach dem letzten bei einer Temperatur oberhalb der Temperatur TNR durchgeführten Walzstiche erreicht hat. Der Umformgrad ist als Absolutbetrag des natürlichen Logarithmus vom Verhältnis dieser beiden Dicken definiert.The degree of deformation φ is preferably at least 0.25 over all hot rolling passes that are carried out at a temperature below the recrystallization temperature T NR . The degree of deformation is defined as follows: φ = ln i.e W i.e ENR
Figure imgb0010
where d W denotes the thickness of the hot-rolled flat steel product and d ENR denotes the thickness which the flat steel product has reached after the last rolling pass carried out at a temperature above the temperature T NR . The degree of deformation is defined as the absolute value of the natural logarithm of the ratio of these two thicknesses.

Durch die beschriebene Wahl der Warmwalzendtemperatur TE und des Umformgrads ϕ im voranstehend erläuterten Rahmen lässt sich sicherstellen, dass es bei der nach dem Warmwalzen erfolgenden Abkühlung zur Umwandlung des nicht rekristallisierten Austenits in ein feines Gefüge kommt, wodurch eine gute Umformbarkeit des Gefüges bei gleichzeitig hoher Festigkeit sichergestellt wird.The described selection of the final hot-rolling temperature T E and the degree of deformation ϕ in the framework explained above ensures that the cooling that takes place after hot-rolling transforms the non-recrystallized austenite into a fine structure, resulting in good formability of the structure and at the same time high strength is ensured.

Das Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukts erfolgt unmittelbar nach dem Warmwalzen. Aufgrund der aus dem Stand der Technik bekannten Bauform von Warmwalzwerken und der zugehörigen Abkühleinrichtungen ergibt sich, dass der Begriff "unmittelbar" eine Kühlung beschreibt, die maximal 8 s nach Austritt des Stahlflachprodukts aus dem letzten Walzstich beginnt. Die Abkühlrate bei diesem ersten Abkühlen auf eine Kühlstopptemperaturbeträgt beträgt 20 - 400 °C/s, bevorzugt mindestens 40°C/s, besonders bevorzugt mindestens 60 °C/s. Als Kühlmittel eignet sich hierbei insbesondere Wasser, welches in einer konventionellen Kühlstrecke in konventioneller Weise auf das Stahlflachprodukt aufgebracht wird.The obtained hot-rolled flat steel product is cooled immediately after the hot-rolling. Due to the design of hot rolling mills known from the prior art and the associated cooling devices, the term "immediately" describes cooling that begins a maximum of 8 s after the flat steel product emerges from the last rolling pass. The cooling rate for this first cooling to a cooling stop temperature is 20-400°C/s, preferably at least 40°C/s, particularly preferably at least 60°C/s. Water, which is applied to the flat steel product in a conventional manner in a conventional cooling section, is particularly suitable as a coolant.

Die Kühlstopptemperatur TKS ist bevorzugt um mindestens 250°C niedriger als die Warmwalzendtemperatur TE, wobei Kühlstopptemperaturen TKS von höchstens 550 °C, insbesondere 500 °C praxisgerecht sind, sofern sie nicht über TE - 250 °C liegen.The cooling stop temperature T KS is preferably at least 250° C. lower than the hot rolling end temperature T E , with cooling stop temperatures T KS of at most 550° C., in particular 500° C., being practical, provided they are not above T E −250° C.

Dabei werden über die Wahl der Kühlstopptemperatur TKS die Gefügeanteile des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts und damit einhergehend seine Streckgrenze Re sowie seine weiteren oben erläuterten mechanisch-technologischen Eigenschaften eingestellt.The microstructure of the flat steel product according to the invention and, associated therewith, its yield point R e and its other mechanical-technological properties explained above are adjusted via the selection of the cooling stop temperature T KS .

Bei einer ersten bevorzugten Variante weist das warmgewalzten Stahlflachprodukt eine Streckgrenze Re kleiner als 890MPa auf. In diesem Fall erfolgt das erste Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukts auf eine Kühlstopptemperatur von TKS, wobei für die Kühlstopptemperatur TKS gilt: M S 30 °C T KS < B S

Figure imgb0011
mit

BS
Bainit-Starttemperatur in °C
MS
Martensit-Starttemperatur in °C
In a first preferred variant, the hot-rolled flat steel product has a yield strength Re less than 890 MPa. In this case, the hot-rolled steel flat product obtained is first cooled to a cooling stop temperature of T KS , where the following applies to the cooling stop temperature T KS : M S 30 °C T KS < B S
Figure imgb0011
with
B.S
Bainite start temperature in °C
MS
Martensite start temperature in °C

Bei dieser Variante stellt sich im Stahlflachprodukt ein Gefüge ein, das mehr als 50 FI.-% Bainit, Rest Martensit, Ferrit und Restaustenit umfasst. Der Anteil an Bainit im Gefüge lässt sich dabei durch Einstellung einer Kühlstopptemperatur TKS bestimmen. So ist beispielsweise bei einer Kühlstopptemperatur TKS von etwa 50°C unterhalb Bainit-Starttemperatur BS (TKS ≈ BS - 50°C) mit einem Gefügeanteil von 50 Flächen-% Bainit zu rechnen. Ein Bainitanteil von 100 Flächen-%, d.h. ein vollständig bainitisches Gefüge, kann dagegen beispielsweise erreicht werden, indem eine um etwa 120 °C unterhalb der Bainit-Starttemperatur BS liegende Kühlstopptemperatur TKS gewählt wird (TKS ≈ BS - 120 °C). Neben Bainit sind die übrigen Gefügebestandteile Martensit, bis zu 10 Flächen-% Ferrit, bevorzugt bis zu 5 Flächen-% Ferrit und bis zu 5 Volumen-% Restaustenit, wobei die Anteile von Ferrit, Martensit und Restaustenit bei entsprechend hohen Anteilen an dem jeweils anderen Gefügebestandteil jeweils auch "0" sein können. Bei relativ hohen Kühlstopptemperaturen TKS kann ein Teil des Martensits nach dem Abkühlen auch in angelassener Form vorliegen.In this variant, the flat steel product has a microstructure that comprises more than 50% by area of bainite, the remainder being martensite, ferrite and retained austenite. The proportion of bainite in the structure can be determined by setting a cooling stop temperature T KS . For example, at a cooling stop temperature T KS of about 50°C below the bainite start temperature BS (T KS ≈ B S - 50°C) with a microstructure of 50% by area bainite. A bainite proportion of 100% by area, ie a completely bainitic structure, can be achieved, for example, by choosing a cooling stop temperature T KS that is about 120 °C below the bainite start temperature BS (T KS ≈ B S - 120 °C). . In addition to bainite, the other microstructure components are martensite, up to 10% by area ferrite, preferably up to 5% by area ferrite and up to 5% by volume residual austenite, with the proportions of ferrite, martensite and residual austenite at correspondingly high proportions of the other Structural component can also be "0". At relatively high cooling stop temperatures T KS , part of the martensite can also be present in a tempered form after cooling.

Bei einer zweiten bevorzugten Variante weist das Stahlflachprodukte eine Streckgrenze von mindestens 890MPa auf. In diesem Fall erfolgt das erste Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukts auf eine Kühlstopptemperatur von TKS, wobei für die Kühlstopptemperatur TKS gilt: T KS < M S 100 °C

Figure imgb0012
mit

MS
Martensit-Starttemperatur in °C
In a second preferred variant, the flat steel product has a yield strength of at least 890 MPa. In this case, the hot-rolled steel flat product obtained is first cooled to a cooling stop temperature of T KS , where the following applies to the cooling stop temperature T KS : T KS < M S 100 °C
Figure imgb0012
with
MS
Martensite start temperature in °C

Bei dieser Variante stellt sich im Stahlflachprodukt ein Gefüge ein, das mehr als 50 FI.-% Martensit, Rest Bainit, Ferrit und Restaustenit umfasst. Der Anteil von Martensit lässt sich durch die Wahl der Kühlstopptemperatur TKS einstellen. Um ein beispielsweise vollständig martensitisches Gefüge zu erzeugen, ist eine Kühlstopptemperatur TKS erforderlich, die etwa 380 °C unterhalb der Martensit-Starttemperatur MS liegt (TKS ≈ MS - 380 °C).In this variant, the flat steel product has a microstructure that comprises more than 50 FI% martensite, the remainder being bainite, ferrite and retained austenite. The proportion of martensite can be adjusted by selecting the cooling stop temperature T KS . In order to produce a completely martensitic structure, for example, a cooling stop temperature T KS is required which is about 380 °C below the martensite start temperature MS ( T KS ≈MS - 380 °C).

Neben Martensit sind die übrigen Gefügebestandteile Bainit, bis zu 10 Flächen-% Ferrit, bevorzugt bis zu 5 Flächen-% Ferrit und bis zu 5 Flächen-% Restaustenit, wobei die Anteile von Ferrit, Bainit und Restaustenit bei entsprechend hohen Anteilen an dem jeweils anderen Gefügebestandteil jeweils auch "0" sein können.In addition to martensite, the other microstructure components are bainite, up to 10% by area ferrite, preferably up to 5% by area ferrite and up to 5% by area retained austenite, with the proportions of ferrite, bainite and retained austenite at correspondingly high proportions of the other Structural component can also be "0".

Die Bainit-Starttemperatur BS lässt sich gemäß der von Kirkaldy in J.S. Kirkaldy et al.: "Prediction of Microstructure and Hardenability in Low Alloy Steels", Phase Transformations in Ferrous Alloys, AIME, Philadelphia, 1983, 125-148 [4] veröffentlichten Formel: B S °C = 656 57 , 7 % C 35 % Mn 75 % Si 15 , 3 % Ni 34 % Cr 41 , 2 % Mo

Figure imgb0013
abschätzen.The bainite start temperature B S can be calculated according to Kirkaldy in JS Kirkaldy et al.: "Prediction of Microstructure and Hardenability in Low Alloy Steels", Phase Transformations in Ferrous Alloys, AIME, Philadelphia, 1983, 125-148 [4] published formula: B S °C = 656 57 , 7 % C 35 % Mn 75 % si 15 , 3 % no 34 % Cr 41 , 2 % Mon
Figure imgb0013
estimate.

Die Martensit-Starttemperatur MS lässt sich gemäß der von Andrews in K.W. ANDREWS: "Empirical Formulae for the Calculation of Some Transformation, Temperatures". Journal of the Iron and Steel Institute, 203, Part 7, July 1965, 721-727 , [5] veröffentlichten Formel: M S °C = 539 423 % C 30 , 4 % Mn 17 , 7 % Ni 12 , 1 % Cr 11 % Si 7 , 5 % Mo

Figure imgb0014
abschätzen.The martensite start temperature M S can be calculated according to Andrews in KW ANDREWS: "Empirical Formulae for the Calculation of Some Transformations, Temperatures". Journal of the Iron and Steel Institute, 203, Part 7, July 1965, 721-727 , [5] published formula: M S °C = 539 423 % C 30 , 4 % Mn 17 , 7 % no 12 , 1 % Cr 11 % si 7 , 5 % Mon
Figure imgb0014
estimate.

In einem nächsten wird das auf die Kühlstopptemperatur abgekühlte, warmgewalzten Stahlflachproduktes zu einem Coil gehaspelt.In a next step, the hot-rolled flat steel product, which has been cooled to the cooling stop temperature, is coiled into a coil.

Optional erfolgt ein zweites Abkühlen des erhaltenen Coils auf Raumtemperatur. Unter Raumtemperatur ist dabei eine Temperatur im Bereich 20°C - 50°C zu verstehen. Die zweite Abkühlung erfolgt langsam mit einer Abkühlrate, die maximal 0,1 K/s, bevorzugt maximal 0,05 K/s beträgt. Hierdurch werden starke Eigenspannungen nach dem Abkühlen im Coil vermieden.Optionally, the coil obtained is cooled a second time to room temperature. Room temperature is understood to mean a temperature in the range of 20°C - 50°C. The second cooling takes place slowly with a cooling rate which is at most 0.1 K/s, preferably at most 0.05 K/s. This avoids strong internal stresses after cooling in the coil.

Das erhaltene Coil wird zur Einstellung der mechanisch-technologischen Eigenschaften als Coil angelassen. Dieser Anlassprozess erfolgt bevorzugt in einer Haubenglühe. Als Schutzgas wird bevorzugt reiner Wasserstoff eingesetzt, aufgrund der hervorragenden Wärmeübertragung und einer dadurch verbesserten Temperaturregelung während des Anlassglühens. Alternativ kann jedoch auch Stickstoff oder eine Mischung aus Wasserstoff und Stickstoff als Schutzgas eingesetzt werden.The coil obtained is tempered as a coil to set the mechanical-technological properties. This tempering process preferably takes place in a hood annealer. Pure hydrogen is preferably used as the protective gas because of the excellent heat transfer and the resulting improved temperature control during the tempering process. Alternatively, however, nitrogen or a mixture of hydrogen and nitrogen can also be used as protective gas.

Die Aufheizrate auf die Glühtemperatur TG soll hierbei 500 K/h nicht überschreiten. Um örtliche Überhitzungen des Coils zu vermeiden, soll die Aufheizrate bevorzugt maximal 300 K/h betragen. Um eine gleichmäßige Durchwärmung und damit ein homogenes Gefüge und homogene mechanische und technologische Eigenschaften über Bandlänge und Bandbreite zu gewährleisten, sollte die Haltezeit tG größer oder gleich einer Mindesthaltezeit tG,min sein, für die gilt: t G , min = 150 B C D C 2 d C 2 T G 2 3

Figure imgb0015
mit

BC
Breite des zum Coil aufgehaspelten Stahlflachproduktes in Metern
DC
Außendurchmesser des Coils in Metern
dC
Innendurchmesser des Coils in Metern
TG
Glühtemperatur in °C
tG,min
Mindesthaltezeit in Stunden
The heating rate to the annealing temperature T G should not exceed 500 K/h. In order to avoid local overheating of the coil, the heating rate should preferably be a maximum of 300 K/h. To ensure uniform heating and thus a homogeneous structure and homogeneous mechanical and technological properties over the length and bandwidth of the tape, the holding time t G should be greater than or equal to a minimum holding time t G,min , for which the following applies: t G , at least = 150 B C D C 2 i.e C 2 T G 2 3
Figure imgb0015
with
B.C
Width of the steel flat product coiled in meters
DC
Outside diameter of the coil in meters
DC
Inner diameter of the coil in meters
TG
Annealing temperature in °C
tG, min
Minimum holding time in hours

Die Glühtemperatur TG beim Anlassen ist in Abhängigkeit der eingesetzten Analyse und der einzustellenden mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit der Haltezeit zu wählen. Insbesondere beträgt die Glühtemperatur TG mindestens 170°C, bevorzugt mindestens 200°C und maximal 600°C, bevorzugt maximal 450°C.The annealing temperature T G during tempering must be selected depending on the analysis used and the mechanical properties to be set depending on the holding time. In particular, the annealing temperature T G is at least 170°C, preferably at least 200°C and at most 600°C, preferably at most 450°C.

Zur Einstellung der besonderen Gefügeausprägung mit einer Vielzahl feinster Zementitausscheidungen darf das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt nicht zu stark angelassen sein. Der Anlasszustand lässt sich sehr gut über den Hollomon-Jaffe-Parameter (HP), der sich gemäß folgender Formel berechnet, steuern: H P = T G ʹ 1000 17 , 7 5 , 8 % C + log t G

Figure imgb0016
mit
tG   Haltezeit in Stunden
C  Kohlenstoffgehalt in Gew.-%
T G ʹ
Figure imgb0017
  Glühtemperatur in KThe steel flat product according to the invention must not be over-tempered in order to set the special microstructure with a large number of extremely fine cementite precipitations. The tempering state can be controlled very well using the Hollomon-Jaffe parameter (H P ), which is calculated using the following formula: H P = T G ʹ 1000 17 , 7 5 , 8th % C + log t G
Figure imgb0016
with
t G holding time in hours
C Carbon content in % by weight
T G ʹ
Figure imgb0017
annealing temperature in K

Bevorzugt beträgt der der Hollomon-Jaffe-Parameter maximal 20, insbesondere maximal 15, bevorzugt maximal 13,3, besonders bevorzugt maximal 12,1 begrenzt.The Hollomon-Jaffe parameter is preferably limited to a maximum of 20, in particular a maximum of 15, preferably a maximum of 13.3, particularly preferably a maximum of 12.1.

Bevorzugt schließt sich an das Anlassen des zu dem Coil aufgehaspelten Stahlflachproduktes ein drittes Abkühlen auf Raumtemperatur an, wobei die Abkühlrate mindestens 10 K/h, bevorzugt mindestens 20 K/h beträgt. Bei Verwendung einer Abkühlhaube kann die Abkühlrate bis zu 500 K/h betragen.Tempering of the flat steel product coiled into the coil is preferably followed by a third cooling to room temperature, the cooling rate being at least 10 K/h, preferably at least 20 K/h. When using a cooling hood, the cooling rate can be up to 500 K/h.

Ein auf diese Weise gefertigtes Coils wird anschließend typischerweise auf einer Querteilanlage zu ebenen Bandblechen verarbeitet.A coil manufactured in this way is then typically processed on a cut-to-length line to form flat strips.

Die Besonderheit dieser Erfindung liegt im beschriebenen Verfahren mit einer Anlassglühung des Coils vor einer weiteren Verarbeitung zu Bandblechen auf einer Querteilanlage. Durch eine Anlassglühung lässt sich das Streckgrenzen- und Zugfestigkeitsniveau einstellen und die Streuung der mechanischen Eigenschaften über Bandlänge reduzieren. Normalerweise bildet sich durch den Anlassschritt eine ausgeprägte Streckgrenze ReH anstelle der im nicht angelassenen Zustand vorliegenden Dehngrenze Rp0,2 aus. Diese ausgeprägte Streckgrenze ist für Biege- und Abkantprozesse unvorteilhaft, wie bereits erläutert. Darüber hinaus steigt das Streckgrenzenverhältnis Re/Rm durch das Anlassen auf Werte > 0,95 und liegt damit auf einem für die Verarbeitung beim Endkunden und die notwendige Fertigungssicherheit und Bauteilsicherheit ungünstig hohem Niveau.The special feature of this invention lies in the method described with tempering of the coil before further processing into strip sheets on a cut-to-length line. The yield point and tensile strength level can be adjusted and the scattering of the mechanical properties over the length of the strip can be reduced by tempering. Normally, the tempering step results in a pronounced yield point R eH instead of the yield point R p0.2 in the non-tempered state. This pronounced yield point is disadvantageous for bending and edging processes, as already explained. In addition, the yield point ratio R e /R m increases to values > 0.95 as a result of tempering and is therefore at an unfavorably high level for processing by the end customer and for the necessary production reliability and component safety.

Beim in vorliegender Erfindung beschriebenen Verfahren erfolgt das Verarbeiten des Coils zu Bandblechen erst nach der Anlassglühung. Hierzu wird das Coil abgehaspelt und gerichtet und anschließend zu Blechen geteilt. Beim Richtprozess erfolgt eine plastische Verformung, wodurch die ausgeprägte Streckgrenze ReH, die sich durch den Anlassprozess ausgebildet hat, wieder beseitigt wird. Darüber hinaus wird das Streckgrenzenverhältnis Re/Rm auf < 0,95 abgesenkt, wodurch eine unproblematische Verarbeitung beim Endkunden gewährleistet wird.In the method described in the present invention, the processing of the coil into sheet metal takes place only after tempering. To do this, the coil is unwound and straightened and then divided into sheets. During the straightening process, a plastic deformation takes place, whereby the pronounced yield point R eH , which was formed during the tempering process, is eliminated again. In addition, the yield strength ratio R e /R m is reduced to < 0.95, which ensures problem-free processing by the end customer.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand der folgenden Ausführungsbeispiele.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments.

Zum Nachweis der Wirkung der Erfindung sind erfindungsgemäße Stahlschmelzen A - H, sowie zum Vergleich, nicht erfindungsgemäße Schmelzen I und J mit den in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen erschmolzen und zu Brammen, Dünnbrammen oder Bändern mit einer Dicke dV von 2,5 mm bis 260 mm vergossen worden.To demonstrate the effect of the invention, steel melts A - H according to the invention and, for comparison, melts I and J not according to the invention with the compositions given in Table 1 were melted and formed into slabs, thin slabs or strips with a thickness d V of 2.5 mm to 260 mm been shed.

Zu den Stahlschmelzen A - J sind in der oben erläuterten Art und Weise die Temperatur TNR, die Ar3-Temperatur, die Bainitstarttemperatur BS und die Martensitstarttemperatur MS berechnet worden. Das Ergebnis dieser Berechnungen ist in Tabelle 2 aufgelistet.The temperature T NR , the A r3 temperature, the bainite start temperature B S and the martensite start temperature M S have been calculated for the steel melts A - J in the manner explained above. The result of these calculations is listed in Table 2.

Die aus den Schmelzen A - D und F - J gegossenen Brammen bzw. Blöcke sind jeweils auf eine Austenitisierungstemperatur TWE wiedererwärmt worden, mit der sie in ein konventionelles Reversiergerüst und anschließend in eine konventionelle Walzstaffel eingelaufen sind, um mit einer Warmwalzendtemperatur TET zu einem Stahlband mit einer Dicke dW zwischen 4 und 8 mm warmgewalzt zu werden. Aus Schmelze E wurde ein Band mit einer Dicke von 3 mm gegossen, um anschließend auf eine Dicke von 1,5 mm warmgewalzt zu werden. Versuche mit abweichenden Dicken dV (und dW) ergaben ähnliche Eigenschaften und sind daher hier nicht im Detail dargestellt.The slabs or blocks cast from melts A - D and F - J have each been reheated to an austenitizing temperature T WE , with which they entered a conventional reversing stand and then a conventional rolling mill to form a hot-rolling final temperature T ET to a To be hot-rolled steel strip with a thickness d W between 4 and 8 mm. A strip having a thickness of 3 mm was cast from melt E, in order to then be hot-rolled to a thickness of 1.5 mm. Tests with different thicknesses d V (and d W ) resulted in similar properties and are therefore not shown in detail here.

Im Zuge des Warmwalzens sind die Stahlflachprodukte zunächst über eine Mindestanzahl nW von Walzstichen bei einer Temperatur gewalzt worden, die oberhalb der Temperatur TNR lag. Die Anzahl nW ist dabei in der voranstehend erläuterten Weise aus der Dicke dV der Brammen und der Enddicke dW des bei den Versuchen jeweils warmgewalzten Stahlflachprodukts ermittelt worden. Nach dem Durchlauf der bei Temperaturen oberhalb der Temperatur TNR absolvierten Walzstiche, ist das jeweilige Stahlflachprodukt, mit Ausnahme von Beispiel 10, in mindestens einem weiteren Walzstich bei einer unterhalb der Temperatur TNR liegenden Temperatur warmgewalzt worden. Unmittelbar im Anschluss an den letzten Warmwalzstich sind die durch das Warmwalzen erhaltenen warmgewalzten Stahlbänder mit einer Abkühlrate Θ Q beschleunigt auf eine Kühlstopptemperatur TKS abgekühlt worden. Nach Erreichen der jeweiligen Kühlstopptemperatur TKS erfolgte mit einer Abkühlrate Θ Q ' eine langsame Abkühlung der Stahlbänder auf Raumtemperatur.In the course of hot rolling, the flat steel products were first rolled over a minimum number n W of rolling passes at a temperature that was above the temperature T NR . The number n W was determined in the manner explained above from the thickness d V of the slabs and the final thickness d W of the respective hot-rolled flat steel product in the tests. After passing through the rolling passes completed at temperatures above the temperature T NR , the respective steel flat product, with the exception of example 10, was hot-rolled in at least one further rolling pass at a temperature below the temperature T NR . Immediately after the last hot-rolling pass, the hot-rolled steel strips obtained by hot-rolling were accelerated at a cooling rate Θ Q to a cooling stop temperature T KS . After reaching the respective cooling stop temperature T KS , the steel strips were slowly cooled to room temperature at a cooling rate Θ Q '.

In Tabelle 3 sind für jeden der Versuche 1 - 16 der Stahl (A - J), aus dem das beim jeweiligen Versuch verarbeitete Stahlflachprodukt bestand, die Dicke des Vorproduktes dV, die Enddicke des erzeugten Warmbandes dW, die Anzahl nW von Walzstichen, die das jeweilige Stahlflachprodukt bei Temperaturen oberhalb der Temperatur TNR durchlaufen hat, der Umformgrad ϕ NR, der beim Warmwalzen bei Temperaturen unterhalb der Temperatur TNR erzielt worden ist, die Austenitisierungstemperatur TWE, die Warmwalzendtemperatur TET, die Kühlstopptemperatur TKS, die erste Abkühlrate Θ Q und die zweite Abkühlrate Θ Q ' angegeben.In Table 3, for each of the tests 1 - 16, the steel (A - J) from which the steel flat product processed in the respective test consisted, the thickness of the preliminary product d V , the final thickness of the hot strip produced d W , the number n W of rolling passes , which has passed through the respective steel flat product at temperatures above the temperature T NR , the degree of deformation φ NR , the at hot rolling has been achieved at temperatures below the temperature T NR , the austenitizing temperature T WE , the hot rolling end temperature T ET , the cooling stop temperature T KS , the first cooling rate Θ Q and the second cooling rate Θ Q ' are indicated.

In Tabelle 4 sind für jeden der Versuche 1 - 16 der Stahl (A - J), aus dem das beim jeweiligen Versuch verarbeitete Stahlflachprodukt bestand, die Breite BC sowie Außendurchmesser DC und Innendurchmesser dC des erzeugten Coils, die gewählte Glühtemperatur TG in °C, die erforderliche Mindestglühzeit tG,min und die tatsächliche Glühzeit tG, die Glühtemperatur TG' in K, die dritte Abkühlrate Θ QHG nach dem Glühen in der Haubenglühe und der Hollomon-Jaffe-Parameter HP aufgeführt.For each of the tests 1 - 16, Table 4 shows the steel (A - J) from which the steel flat product processed in the respective test was made, the width B C and the outer diameter D C and inner diameter d C of the coil produced, the selected annealing temperature T G in °C, the required minimum annealing time t G,min and the actual annealing time t G , the annealing temperature T G ' in K, the third cooling rate Θ QHG after annealing in the hood annealer and the Hollomon-Jaffe parameter H P .

Ebenso sind die Gefüge der bei den Versuchen erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukte untersucht worden. Das Ergebnis dieser Untersuchung ist in Tabelle 5 aufgelistet. Hierbei sind mit M der Gefügeanteil an angelassenem Martensit, mit B der Gefügeanteil an Bainit, mit F + P der Gefügeanteil von Ferrit und Perlit, mit RA der Gefügeanteil von Restaustenit und mit DZ der Mittelwert des Durchmessers der einzelnen Zementitpartikel sowie der Anteil AZ in Flächen-% an Zementitpartikel mit einem Durchmesser zwischen 20 nm und 250 nm bezogen auf den Gesamtanteil der Zementitpartikel.The structures of the hot-rolled flat steel products obtained in the tests were also examined. The result of this investigation is listed in Table 5. Here, M is the structural proportion of tempered martensite, B is the structural proportion of bainite, F + P is the structural proportion of ferrite and pearlite, RA is the structural proportion of retained austenite and D Z the mean value of the diameter of the individual cementite particles and the proportion A Z in area % of cementite particles with a diameter between 20 nm and 250 nm based on the total proportion of cementite particles.

An den erhaltenen Stahlflachprodukten sind gemäß DIN EN ISO 6892 die Streckgrenze Re, die Zugfestigkeit Rm, die Dehnung A5, gemäß DIN EN ISO 148-1 die Kerbschlagzähigkeit AV-20°C bei einer Prüftemperatur von -20 °C, AV-40°C bei einer Prüftemperatur von -40 °C und AV-40°C bei einer Prüftemperatur von -60 °C ermittelt worden. Zudem wurden gemäß DIN EN ISO 6506-1 die Härte Brinell HBW 5/750 ermittelt. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in Tabelle 6 zusammengefasst. Bei allen erfindungsgemäßen Beispielen ergab sich keine ausgeprägte Streckgrenze, so dass für Re die Dehngrenze Rp02 in Tabelle 6 angegeben ist. Zudem zeigt sich, dass die aus den nicht erfindungsgemäß zusammengesetzten Stahlanalysen (Analysen I und J) bestehenden sowie den mit nicht erfindungsgemäßen Fertigungsparametern (Versuche 3 und 7) hergestellten warmgewalzten Stahlflachprodukten deutlich abweichende mechanisch-technologische Eigenschaften gegenüber den erfindungsgemäßen Stahlflachprodukten aufweisen. Ursache hierfür sind ungünstige Analysezusammensetzungen bzw. Gefügeausprägungen, weshalb entweder die geforderten Festigkeitskennwerte oder die erforderlichen Mindestkerbschlagzähigkeiten nicht erreicht werden. Tabelle 1: Gehalte der erforderlichen Legierungselemente dieser Erfindung und erprobte Analysen. Gegenbeispiele sind mit (*) gekennzeichnet. Nicht aufgeführte Elemente sind nur als unvermeidbare Verunreinigungen enthalten. Analyse C Mn Al Si Nb Ti V Cr Mo Ni Cu B Ca A 0,091 1,42 0,092 0,201 0,025 0,007 0,337 0,198 0,0019 0,0014 B 0,087 0,89 0,087 0,023 0,011 0,223 0,0020 0,0017 C 0,133 1,43 0,088 0,177 0,024 0,529 0,205 0,0020 D 0,148 1,13 0,109 0,331 0,014 0,012 0,276 0,0023 0,0015 E 0,175 1,04 0,089 0,334 0,023 0,013 0,221 0,451 1,039 0,0015 F 0,182 0,86 0,034 0,003 0,016 0,026 0,440 0,352 0,256 G 0,210 1,02 H 0,096 0,84 0,131 0,230 0,029 0,013 0,016 0,215 0,243 0,147 0,146 0,0029 0,0039 I* 0,026* 1,36 0,041 0,190 0,023 0,325 0,212 0,0013 J* 0,094 2,93* 0,051 0,228 0,025 0,243 0,165 Analyse Mg Sb Be REM P S N Cr+Mo Ca/S Ti/N CEV CET A 0,010 0,002 0,0037 0,535 0,93 1,89 0,43 0,27 B 0,009 0,003 0,0041 0,223 0,57 2,68 0,28 0,20 C 0,0082 0,009 0,005 0,0042 0,734 0,52 0,32 D 0,010 0,002 0,0044 0,276 0,79 3,18 0,39 0,27 E 0,011 0,002 0,0056 0,672 0,83 2,32 0,55 0,36 F 0,013 0,003 0,0061 0,440 2,62 0,46 0,31 G 0,38 0,31 H 0,0011 0,0072 0,0035 0,071 0,009 0,0070 0,458 0,44 1,86 0,35 0,23 I* 0,011 0,002 0,0039 0,537 0,65 0,36 0,20 J* 0,009 0,003 0,0054 0,408 4,63 0,66 0,41 Tabelle 2: Berechnete charakteristische Temperaturen auf Basis der Legierungsgehalte der untersuchten Analysen. Gegenbeispiele sind mit (*) gekennzeichnet. Analyse TNR Ar3 BS MS A 956 778 566 450 B 1019 801 611 473 C 972 754 559 429 D 873 774 574 435 E 943 765 542 405 F 964 753 595 424 G 984 728 608 419 H 968 813 584 463 I* 897 815 573 479 J* 890 686 517 404 Tabelle 3: Prozessparameter Warmbandstraße. Gegenbeispiele sind mit (*) gekennzeichnet. Versuch Analyse dV dW nW ϕ TWE TET TKS Θ Q Θ Q ' [mm] [mm] [1] [1] [°C] [°C] [°C] [°C/s] [°C/s] 1 A 260 5 12 0,35 1298 873 76 60 0,003 2 A 260 6 10 0,29 1284 881 122 65 0,003 3* A 260 6 10 0,36 1256 758* 87 55 0,003 4 B 215 8 8 0,37 1249 854 265 60 0,002 5 B 215 4 8 0,43 1275 883 86 55 0,002 6 C 250 6 10 0,26 1297 865 126 55 0,002 7* C 250 6 11 0,28 1278 869 132 20* 0,003 8 D 260 8 10 0,31 1302 838 106 60 0,001 9 D 260 5,5 10 0,29 1281 861 93 60 0,001 10 E 3 1,5 1 0 1297 1136 78 44 0,003 11 F 215 5 10 0,26 1287 794 118 50 0,003 12 F 215 5 10 0,29 1276 874 81 55 0,002 13 G 180 4 8 0,33 1297 878 97 60 0,003 14 H 180 4 10 0,30 1283 865 86 55 0,001 15 I* 260 6 12 0,35 1297 867 103 60 0,003 16 J* 260 6 10 0,34 1297 878 73 60 0,003 Tabelle 4: Prozessparameter Haubenglühe. Gegenbeispiele sind mit (*) gekennzeichnet. Versuch Analyse BC DC dC TG tG,min tG TG' Θ QHG HP [m] [m] [m] [°C] [h] [h] [K] [°C/s] 1 A 1,531 1,462 0,76 350 5,78 8,2 623 35 11,27 2 A 1,527 1,468 0,76 325 6,09 8,2 598 30 10,82 3* A 1,536 1,466 0,76 350 5,82 8,2 623 40 11,27 4 B 1,262 1,475 0,76 350 4,82 7,6 623 35 11,26 5 B 1,267 1,439 0,76 365 4,55 7,6 638 35 11,53 6 C 1,334 1,824 0,76 320 7,09 9,5 593 25 10,62 7* C 1,329 1,813 0,76 345 6,67 9,8 618 25 11,07 8 D 1,326 1,451 0,76 290 5,61 9,5 563 40 10,03 9 D 1,329 1,517 0,76 410 4,74 7,6 683 45 12,10 10 E 1,025 1,213 0,61 360 3,19 4,1 633 35 10,95 11 F 1,536 1,487 0,76 320 6,29 8,9 593 15 10,43 12 F 1,533 1,512 0,76 320 6,42 8,9 593 30 10,43 13 G 0,803 1,216 0,61 330 2,65 4,1 603 15 10,31 14 H 0,808 1,194 0,61 335 2,58 4,1 608 35 10,80 15 I* 1,326 1,513 0,76 350 5,24 6,8 623 30 11,45 16 J* 1,325 1,536 0,76 370 5,15 8,9 643 35 11,64 Tabelle 5: Gefügezusammensetzung. Gegenbeispiele sind mit (*) gekennzeichnet. Versuch Analyse M B F + P RA DZ ** AZ** XZ ** [Flächen-%] [Volumen-%] nm [Flächen-%] Anzahl/m2 1 A 100 < 1 < 1 < 1 103 98,7 6,2 • 1012 2 A 100 < 1 < 1 < 1 83 99,3 8,1 • 1012 3* A 65 < 1 35 < 1 4 B 80 20 < 1 < 1 84 98,4 1,7 • 1012 5 B 100 < 1 < 1 < 1 88 99,2 1,3 • 1013 6 C 95 5 < 1 < 1 72 99,6 6,5 • 1012 7* C < 1 5 95 < 1 8 D 95 5 < 1 < 1 77 99,6 7,6 • 1012 9 D 95 5 < 1 < 1 108 98,2 4,4 • 1012 10 E 98 < 1 < 1 < 2 65 98,8 7,3 • 1012 11 F 95 5 < 1 < 1 69 99,7 8,2 • 1012 12 F 100 < 1 < 1 < 1 68 99,8 8,5 • 1012 13 G 90 8 < 1 < 2 72 99,8 8,1 • 1013 14 H 100 < 1 < 1 < 1 94 99,7 7,4 • 1012 15 I* 5 70 25 < 1 16 J* 95 < 1 < 1 5 98 98,4 6,3 • 1012 **DZ , AZ und XZ wurden nur für Ausführungsbeispiele mit Mindestanteil Martensit + Bainit von 90% ermittelt Tabelle 6: Mechanisch-technologische Eigenschaften. Gegenbeispiele sind mit (*) gekennzeichnet. Versuch Analyse Rp0,2 Rm Rp0,2/Rm A5 AV - 20°C AV - 40°C AV - 60°C HBW [MPa] [MPa] [1] [%] [J/cm2] [J/cm2] [J/cm2] [1] 1 A 1013 1095 0,93 9,2 105 81 63 345 2 A 1037 1124 0,92 10,3 97 68 59 368 3* A 659 713 0,92 12,7 45 30 18 232 4 B 1026 1137 0,90 10,1 112 86 71 357 5 B 1043 1132 0,92 10,8 104 83 69 362 6 C 1146 1286 0,89 8,3 98 76 58 406 7* C 562 765 0,73 12,2 130 113 86 231 8 D 1202 1319 0,91 7,4 85 59 47 412 9 D 1178 1257 0,94 8,4 79 63 46 409 10 E 1206 1305 0,92 9,0 56 48 43 398 11 F 1186 1321 0,90 8,9 118 93 76 426 12 F 1225 1345 0,91 8,7 98 81 77 432 13 G 1298 1451 0,89 7,5 56 47 42 447 14 H 1018 1116 0,91 11,3 126 107 76 353 15 I* 614 698 0,88 13,4 78 66 52 219 16 J* 1023 1156 0,88 6,2 39 28 18 363 According to DIN EN ISO 6892, the yield strength R e , the tensile strength R m , the elongation A 5 , according to DIN EN ISO 148-1 the notched impact strength AV -20°C at a test temperature of -20 °C, A V -40°C at a test temperature of -40 °C and A V -40°C at a test temperature of -60 °C. In addition, the hardness Brinell HBW 5/750 was determined according to DIN EN ISO 6506-1. The results of these tests are summarized in Table 6. No pronounced yield point was found in any of the examples according to the invention, so that the yield point R p02 for Re is given in Table 6. It is also evident that the hot-rolled flat steel products produced from the steel analyzes (analyses I and J) not composed according to the invention and those produced with production parameters not according to the invention (experiments 3 and 7) have significantly different mechanical-technological properties compared to the flat steel products according to the invention. The reason for this are unfavorable analysis compositions or structural characteristics, which is why either the required strength values or the required minimum notched impact strengths are not achieved. <b>Table 1: Contents of the required alloying elements of this invention and proven analyses. Counterexamples are marked with (*). Elements not listed are included only as unavoidable impurities.</b> analysis C Mn Al si Nb Ti V Cr Mon no Cu B Approx A 0.091 1.42 0.092 0.201 0.025 0.007 0.337 0.198 0.0019 0.0014 B 0.087 0.89 0.087 0.023 0.011 0.223 0.0020 0.0017 C 0.133 1.43 0.088 0.177 0.024 0.529 0.205 0.0020 D 0.148 1:13 0.109 0.331 0.014 0.012 0.276 0.0023 0.0015 E 0.175 1.04 0.089 0.334 0.023 0.013 0.221 0.451 1,039 0.0015 f 0.182 0.86 0.034 0.003 0.016 0.026 0.440 0.352 0.256 G 0.210 1.02 H 0.096 0.84 0.131 0.230 0.029 0.013 0.016 0.215 0.243 0.147 0.146 0.0029 0.0039 I* 0.026* 1.36 0.041 0.190 0.023 0.325 0.212 0.0013 Y* 0.094 2.93* 0.051 0.228 0.025 0.243 0.165 analysis mg Sb Be SEM P S N Cr+Mo ca/s Ti/N CEV CET A 0.010 0.002 0.0037 0.535 0.93 1.89 0.43 0.27 B 0.009 0.003 0.0041 0.223 0.57 2.68 0.28 0.20 C 0.0082 0.009 0.005 0.0042 0.734 0.52 0.32 D 0.010 0.002 0.0044 0.276 0.79 3:18 0.39 0.27 E 0.011 0.002 0.0056 0.672 0.83 2.32 0.55 0.36 f 0.013 0.003 0.0061 0.440 2.62 0.46 0.31 G 0.38 0.31 H 0.0011 0.0072 0.0035 0.071 0.009 0.0070 0.458 0.44 1.86 0.35 0.23 I* 0.011 0.002 0.0039 0.537 0.65 0.36 0.20 Y* 0.009 0.003 0.0054 0.408 4.63 0.66 0.41 analysis T NO A r3 B S M S A 956 778 566 450 B 1019 801 611 473 C 972 754 559 429 D 873 774 574 435 E 943 765 542 405 f 964 753 595 424 G 984 728 608 419 H 968 813 584 463 I* 897 815 573 479 Y* 890 686 517 404 attempt analysis d v d w n w ϕ T WE T ET TKS Θ Q ΘQ ' [mm] [mm] [1] [1] [°C] [°C] [°C] [°C/s] [°C/s] 1 A 260 5 12 0.35 1298 873 76 60 0.003 2 A 260 6 10 0.29 1284 881 122 65 0.003 3* A 260 6 10 0.36 1256 758* 87 55 0.003 4 B 215 8th 8th 0.37 1249 854 265 60 0.002 5 B 215 4 8th 0.43 1275 883 86 55 0.002 6 C 250 6 10 0.26 1297 865 126 55 0.002 7* C 250 6 11 0.28 1278 869 132 20* 0.003 8th D 260 8th 10 0.31 1302 838 106 60 0.001 9 D 260 5.5 10 0.29 1281 861 93 60 0.001 10 E 3 1.5 1 0 1297 1136 78 44 0.003 11 f 215 5 10 0.26 1287 794 118 50 0.003 12 f 215 5 10 0.29 1276 874 81 55 0.002 13 G 180 4 8th 0.33 1297 878 97 60 0.003 14 H 180 4 10 0.30 1283 865 86 55 0.001 15 I* 260 6 12 0.35 1297 867 103 60 0.003 16 Y* 260 6 10 0.34 1297 878 73 60 0.003 attempt analysis B C DC dc T G t G, min t G tg ' Θ QHG HP [m] [m] [m] [°C] [H] [H] [K] [°C/s] 1 A 1,531 1,462 0.76 350 5.78 8.2 623 35 11:27 2 A 1,527 1,468 0.76 325 6.09 8.2 598 30 10.82 3* A 1,536 1,466 0.76 350 5.82 8.2 623 40 11:27 4 B 1,262 1,475 0.76 350 4.82 7.6 623 35 11:26 5 B 1,267 1,439 0.76 365 4.55 7.6 638 35 11.53 6 C 1,334 1,824 0.76 320 7.09 9.5 593 25 10.62 7* C 1,329 1,813 0.76 345 6.67 9.8 618 25 11.07 8th D 1,326 1,451 0.76 290 5.61 9.5 563 40 10.03 9 D 1,329 1,517 0.76 410 4.74 7.6 683 45 12:10 10 E 1,025 1.213 0.61 360 3:19 4.1 633 35 10.95 11 f 1,536 1,487 0.76 320 6.29 8.9 593 15 10:43 12 f 1,533 1,512 0.76 320 6.42 8.9 593 30 10:43 13 G 0.803 1.216 0.61 330 2.65 4.1 603 15 10:31 14 H 0.808 1.194 0.61 335 2.58 4.1 608 35 10.80 15 I* 1,326 1,513 0.76 350 5.24 6.8 623 30 11.45 16 Y* 1,325 1,536 0.76 370 5:15 8.9 643 35 11.64 attempt analysis M B F+P RA D Z ** AZ ** X Z ** [area %] [Volume-%] nm [area %] number/m 2 1 A 100 < 1 < 1 < 1 103 98.7 6.2 • 10 12 2 A 100 < 1 < 1 < 1 83 99.3 8.1 • 10 12 3* A 65 < 1 35 < 1 4 B 80 20 < 1 < 1 84 98.4 1.7 • 10 12 5 B 100 < 1 < 1 < 1 88 99.2 1.3 • 10 13 6 C 95 5 < 1 < 1 72 99.6 6.5 • 10 12 7* C < 1 5 95 < 1 8th D 95 5 < 1 < 1 77 99.6 7.6 • 10 12 9 D 95 5 < 1 < 1 108 98.2 4.4 • 10 12 10 E 98 < 1 < 1 < 2 65 98.8 7.3 • 10 12 11 f 95 5 < 1 < 1 69 99.7 8.2 • 10 12 12 f 100 < 1 < 1 < 1 68 99.8 8.5 • 10 12 13 G 90 8th < 1 < 2 72 99.8 8.1 • 10 13 14 H 100 < 1 < 1 < 1 94 99.7 7.4 • 10 12 15 I* 5 70 25 < 1 16 Y* 95 < 1 < 1 5 98 98.4 6.3 • 10 12 ** D Z , A Z and X Z were only determined for exemplary embodiments with a minimum proportion of martensite + bainite of 90% attempt analysis Rp0.2 R m Rp0.2 / Rm A 5 AV - 20°C AV - 40°C AV - 60°C HBW [MPa] [MPa] [1] [%] [J/cm 2 ] [J/cm 2 ] [J/cm 2 ] [1] 1 A 10 13 1095 0.93 9.2 105 81 63 345 2 A 1037 1124 0.92 10.3 97 68 59 368 3* A 659 713 0.92 12.7 45 30 18 232 4 B 1026 1137 0.90 10.1 112 86 71 357 5 B 1043 1132 0.92 10.8 104 83 69 362 6 C 1146 1286 0.89 8.3 98 76 58 406 7* C 562 765 0.73 12.2 130 113 86 231 8th D 1202 1319 0.91 7.4 85 59 47 412 9 D 1178 1257 0.94 8.4 79 63 46 409 10 E 1206 1305 0.92 9.0 56 48 43 398 11 f 1186 1321 0.90 8.9 118 93 76 426 12 f 1225 1345 0.91 8.7 98 81 77 432 13 G 1298 1451 0.89 7.5 56 47 42 447 14 H 1018 1116 0.91 11.3 126 107 76 353 15 I* 614 698 0.88 13.4 78 66 52 219 16 Y* 1023 1156 0.88 6.2 39 28 18 363

Claims (14)

Warmgewalztes Stahlflachprodukt, das - aus einem Stahl mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung besteht (in Gew.-%) - C : 0,03-0,3 Gew.-% - Mn: 0,4-2,5 Gew.-% - Optional eines oder mehrere der folgenden Elemente mit dem nachfolgend angegebenen Gewichtsanteil: - Si: 0,05-1,5 Gew.-% - Al: 0,01 - 0,3 Gew.-% - B: 0,0005 - 0,007 Gew.-% - Nb: 0,002 - 0,2 Gew.-% - Cr: 0,05 - 2,5 Gew.-% - Mo: 0,01 - 1,0 Gew.-% - Mg: 0,0005 -0,005 Gew.-% - H: bis zu 0,001 Gew.-% - Ti: 0,002 - 0,2 Gew.-% - V: 0,002 - 0,15 Gew.-% - Ni: 0,05 - 10 Gew.-% - Cu: 0,01- 1,0 Gew.-% - Ca: 0,0005 - 0,005 Gew.-% - REM: 0,001- 0,05 Gew.-% - N: bis zu 0,01 Gew.-% - P: 0,003 - 0,08 Gew.-% - Sn: bis zu 0,05 Gew.-% - As: bis zu 0,05 Gew.-% - O: bis zu 0,03 Gew.-% - Co: bis zu 0,2 Gew.-% - W: bis zu - 0,2 Gew.-% - Be: 0,001 - 0,1 Gew.-% - Sb: 0,001- 0,3 Gew.-% - S: bis zu 0,01 Gew.-% - Pb: bis zu 0,02 Gew.-% - Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, und eine Streckgrenze Re von mindestens 680 MPa aufweist,
und das Stahlflachprodukt keine ausgeprägte Streckgrenze aufweist.
Hot-rolled flat steel product - consists of a steel with the following composition (in % by weight) - C : 0.03-0.3% by weight - Mn: 0.4-2.5% by weight - Optionally, one or more of the following elements in the proportion by weight indicated below: - Si: 0.05-1.5% by weight - Al: 0.01 - 0.3% by weight - B: 0.0005 - 0.007% by weight - Nb: 0.002 - 0.2% by weight - Cr: 0.05 - 2.5% by weight - Mo: 0.01 - 1.0% by weight - Mg: 0.0005 -0.005% by weight - H: up to 0.001% by weight - Ti: 0.002 - 0.2% by weight - V: 0.002 - 0.15% by weight - Ni: 0.05 - 10% by weight - Cu: 0.01-1.0% by weight - Ca: 0.0005 - 0.005% by weight - REM: 0.001-0.05 wt% - N: up to 0.01% by weight - P: 0.003 - 0.08% by weight - Sn: up to 0.05% by weight - As: up to 0.05% by weight - O: up to 0.03% by weight - Co: up to 0.2% by weight - W: up to - 0.2% by weight - Be: 0.001 - 0.1% by weight - Sb: 0.001-0.3 wt% - S: up to 0.01% by weight - Pb: up to 0.02% by weight - remainder iron and unavoidable impurities, and has a yield strength R e of at least 680 MPa,
and the steel flat product does not have a pronounced yield point.
Warmgewalztes Stahlflachprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit Re/Rm mindestens 0,84 und maximal 0,95 beträgt.Hot-rolled flat steel product according to Claim 1, characterized in that the ratio of yield point to tensile strength R e /R m is at least 0.84 and at most 0.95. Warmgewalztes Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Gewichtsanteile von Chrom (Cr) und Molybdän (Mo) maximal 1,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,85 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 0,65 Gew.-% beträgt.Hot-rolled flat steel product according to one of Claims 1 to 2, characterized in that the sum of the proportions by weight of chromium (Cr) and molybdenum (Mo) is at most 1.2% by weight, preferably at most 0.85% by weight, particularly preferably at most is 0.65% by weight. Warmgewalztes Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoffäquivalent CEV maximal 0,7, insbesondere maximal 0,6, bevorzugt maximal 0,5 beträgt.Hot-rolled flat steel product according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the carbon equivalent C EV is at most 0.7, in particular at most 0.6, preferably at most 0.5. Warmgewalztes Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoffäquivalent CET maximal 0,7, insbesondere maximal 0,5, bevorzugt maximal 0,35 beträgt.Hot-rolled flat steel product according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the carbon equivalent C ET is at most 0.7, in particular at most 0.5, preferably at most 0.35. Warmgewalztes Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlflachprodukt eine Kerbschlagzähigkeit aufweist, die bei einer Prüftemperatur von -60°C mindestens 25J/cm2 beträgt und/oder die bei einer Prüftemperatur von -40°C mindestens 35J/cm2 beträgt und/oder die bei einer Prüftemperatur von -20°C mindestens 50J/cm2 beträgt.Hot-rolled flat steel product according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the flat steel product has a notched impact strength which is at least 25J/cm 2 at a test temperature of -60°C and/or which at a test temperature of -40°C is at least 35J/cm 2 and/or which is at least 50J/cm 2 at a test temperature of -20°C. Warmgewalztes Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass - die Streckgrenze kleiner ist als 890MPa und der Stahl ein Gefüge aufweist, das mehr als 50 FI.-% Bainit, Rest Martensit, Ferrit, Perlit und Restaustenit umfasst, wobei insbesondere der Anteil von Ferrit und Perlit maximal 10 FI.-%, bevorzugt maximal 5 FI.-% beträgt und wobei der Anteil an Restaustenit bevorzugt maximal 5 Vol.-% beträgt
oder
- die Streckgrenze mindestens 890MPa beträgt und der Stahl ein Gefüge aufweist, das mehr als 50 FI.-% Martensit, Rest Bainit, Ferrit, Perlit und Restaustenit umfasst, wobei insbesondere der Anteil von Ferrit und Perlit maximal 10 FI.-%, bevorzugt maximal 5 FI.-% beträgt und wobei der Anteil an Restaustenit bevorzugt maximal 5 Vol.-% beträgt.
Hot-rolled flat steel product according to one of claims 1 to 6, characterized in that - the yield point is less than 890 MPa and the steel has a microstructure which comprises more than 50% by area of bainite, the remainder being martensite, ferrite, pearlite and retained austenite, with the maximum proportion of ferrite and pearlite being preferably 10% by area is at most 5 FI% and the proportion of retained austenite is preferably at most 5% by volume
or
- the yield point is at least 890 MPa and the steel has a microstructure that comprises more than 50 FI% martensite, the remainder bainite, ferrite, pearlite and retained austenite, with the proportion of ferrite and pearlite being at most 10 FI%, preferably at most 5 FI% and the proportion of retained austenite is preferably at most 5% by volume.
Warmgewalztes Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlflachprodukt Anlasskarbide aufweist, deren Dichte mindestens 1011 m-2, bevorzugt mindestens 1012 m-2 und höchstens 1014 m-2, bevorzugt höchstens 1013 m-2 beträgt.Hot-rolled flat steel product according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the flat steel product has tempering carbides whose density is at least 10 11 m -2 , preferably at least 10 12 m -2 and at most 10 14 m -2 , preferably at most 10 13 m -2 amounts to. Warmgewalztes Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlflachprodukt Zementitpartikel aufweist, wobei der Anteil der Zementitpartikel mit einem Durchmesser von 20 nm bis 250 nm größer ist als 98% und wobei insbesondere der Mittelwert des Durchmessers der Zementitpartikel zwischen 50 nm und 150 nm liegt.Hot-rolled flat steel product according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the flat steel product has cementite particles, the proportion of cementite particles with a diameter of 20 nm to 250 nm being greater than 98% and in particular the mean value of the diameter of the cementite particles being between 50 nm and 150 nm. Verfahren zur Herstellung eines gemäß einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildeten, warmgewalzten Stahlflachproduktes umfassend folgende Arbeitsschritte - Erzeugen einer Stahlschmelze mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung (in Gew.-%): - C : 0,03-0,3 Gew.-% - Mn: 0,4-2,5 Gew.-% - Optional eines oder mehrere der folgenden Elemente mit dem nachfolgend angegebenen Gewichtsanteil: - Si: 0,05 - 1,5 Gew.-% - Al: 0,01 - 0,3 Gew.-% - B: 0,0005 - 0,007 Gew.-% - Nb: 0,002 - 0,2 Gew.-% - Cr: 0,05 - 2,5 Gew.-% - Mo: 0,01 - 1,0 Gew.-% - Mg: 0,0005 -0,005 Gew.-% - H: bis zu 0,001 Gew.-% - Ti: 0,002 - 0,2 Gew.-% - V: 0,002 - 0,15 Gew.-% - Ni: 0,05 - 10 Gew.-% - Cu: 0,01- 1,0 Gew.-% - Ca: 0,0005 - 0,005 Gew.-% - REM: 0,001- 0,05 Gew.-% - N: bis zu 0,01 Gew.-% - P: 0,003 - 0,08 Gew.-% - Sn: bis zu 0,05 Gew.-% - As: bis zu 0,05 Gew.-% - O: bis zu 0,03 Gew.-% - Co: bis zu 0,2 Gew.-% - W: bis zu - 0,2 Gew.-% - Be: 0,001 - 0,1 Gew.-% - Sb: 0,001- 0,3 Gew.-% - S: bis zu 0,01 Gew.-% - Pb: bis zu 0,02 Gew.-% - Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, - Vergießen der Stahlschmelze zu einem Vorprodukt in Form eines Blocks, einer Bramme, einer Dünnbramme oder eines gegossenen Bandes - Durcherwärmen des Vorproduktes auf eine Austenitisierungstemperatur TWE zwischen 1100°C und 1350°C - Warmwalzen des Vorproduktes zu dem warmgewalzten Stahlflachprodukt bei einer Warmwalzendtemperatur TE von mindestens 770 °C, insbesondere mindestens Ar3+20K - Erstes Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukts mit einer 20 - 400 °C/s betragenden Abkühlrate auf eine Kühlstopptemperatur - Haspeln des auf die Kühlstopptemperatur abgekühlten, warmgewalzten Stahlflachproduktes zu einem Coil - Optionales zweites Abkühlen des erhaltenen Coils auf Raumtemperatur - Anlassen des zu dem Coil aufgehaspelten Stahlflachproduktes bei einer Glühtemperatur TG,, wobei die Aufheizrate auf die Glühtemperatur maximal 500 K/h beträgt, und wobei eine Haltezeit tG des Coils auf der Glühtemperatur TG größer oder gleich einer Mindesthaltezeit tG,min ist, für die gilt: t G , min = 150 B C D C 2 d C 2 T G 2 3
Figure imgb0018
mit BC Breite des zum Coil aufgehaspelten Stahlflachproduktes in Metern DC Außendurchmesser des Coils in Metern dC Innendurchmesser des Coils in Metern TG Glühtemperatur in °C tG,min Mindesthaltezeit in Stunden
- Abhaspeln und Richten des Stahlflachproduktes
Method for producing a hot-rolled flat steel product designed according to one of the preceding claims, comprising the following work steps - Production of a steel melt with the following composition (in % by weight): - C : 0.03-0.3% by weight - Mn: 0.4-2.5% by weight - Optionally, one or more of the following elements in the proportion by weight indicated below: - Si: 0.05 - 1.5% by weight - Al: 0.01 - 0.3% by weight - B: 0.0005 - 0.007% by weight - Nb: 0.002 - 0.2% by weight - Cr: 0.05 - 2.5% by weight - Mo: 0.01 - 1.0% by weight - Mg: 0.0005 -0.005% by weight - H: up to 0.001% by weight - Ti: 0.002 - 0.2% by weight - V: 0.002 - 0.15% by weight - Ni: 0.05 - 10% by weight - Cu: 0.01-1.0% by weight - Ca: 0.0005 - 0.005% by weight - REM: 0.001-0.05 wt% - N: up to 0.01% by weight - P: 0.003 - 0.08% by weight - Sn: up to 0.05% by weight - As: up to 0.05% by weight - O: up to 0.03% by weight - Co: up to 0.2% by weight - W: up to - 0.2% by weight - Be: 0.001 - 0.1% by weight - Sb: 0.001-0.3 wt% - S: up to 0.01% by weight - Pb: up to 0.02% by weight - remainder iron and unavoidable impurities, - Casting of the molten steel into a preliminary product in the form of an ingot, a slab, a thin slab or a cast strip - Thorough heating of the preliminary product to an austenitization temperature T WE between 1100°C and 1350°C - Hot rolling of the preliminary product to form the hot-rolled flat steel product at a final hot-rolling temperature T E of at least 770 °C, in particular at least A r3 +20K - First cooling of the obtained hot-rolled steel flat product with a cooling rate of 20 - 400 °C/s to a cooling stop temperature - Coiling the hot-rolled flat steel product, which has been cooled to the cooling stop temperature, into a coil - Optional second cooling of the coil obtained to room temperature - Tempering of the steel flat product coiled into the coil at an annealing temperature T G , with the heating rate to the annealing temperature being a maximum of 500 K/h, and with a holding time t G of the coil at the annealing temperature T G greater than or equal to a minimum holding time t G,min is, for which applies: t G , at least = 150 B C D C 2 i.e C 2 T G 2 3
Figure imgb0018
with B C Width of the steel flat product coiled in meters D C outside diameter of the coil in meters d C inner diameter of the coil in meters T G annealing temperature in °C t G,min minimum holding time in hours
- Uncoiling and straightening of the steel flat product
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühtemperatur TG mindestens 170°C, bevorzugt mindestens 200°C und maximal 600°C, bevorzugt maximal 450°C beträgt.Process according to Claim 10, characterized in that the annealing temperature T G is at least 170°C, preferably at least 200°C and at most 600°C, preferably at most 450°C. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hollomon-Jaffe-Parameter HP beim Anlassen maximal 20, insbesondere maximal 15, bevorzugt maximal 13,3, besonders bevorzugt maximal 12,1 beträgt, wobei der Hollomon-Jaffee-Parameter HP definiert ist als: H P = T G ʹ 1000 17 , 7 5 , 8 % C + log t G
Figure imgb0019
mit tG Haltezeit in Stunden C Kohlenstoffgehalt in Gew.-% T G ʹ
Figure imgb0020
Glühtemperatur in K
The method according to claim one of claims 10 to 11, characterized in that the Hollomon-Jaffe parameter H P during starting is a maximum of 20, in particular a maximum of 15, preferably a maximum of 13.3, particularly preferably a maximum of 12.1, the Hollomon-Jaffee -Parameter H P is defined as: H P = T G ʹ 1000 17 , 7 5 , 8th % C + log t G
Figure imgb0019
with t G holding time in hours C Carbon content in % by weight T G ʹ
Figure imgb0020
annealing temperature in K
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das Anlassen des zu dem Coil aufgehaspelten Stahlflachproduktes ein drittes Abkühlen auf Raumtemperatur anschließt, wobei die Abkühlrate mindestens 10 K/h, bevorzugt mindestens 20 K/h beträgt.Method according to one of Claims 10 to 12, characterized in that the tempering of the flat steel product coiled into the coil is followed by a third cooling to room temperature, the cooling rate being at least 10 K/h, preferably at least 20 K/h. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das warmgewalzte Stahlflachprodukt eine Streckgrenze aufweist und wobei - die Streckgrenze kleiner ist als 890MPa und das erste Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukts eine Kühlstopptemperatur von TKS erfolgt, wobei für die Kühlstopptemperatur TKS gilt: M S 30 °C T KS < B S
Figure imgb0021
mit BS Bainit-Starttemperatur in °C MS Martensit-Starttemperatur in °C oder
- die Streckgrenze mindestens 890MPa beträgt und das erste Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukts eine Kühlstopptemperatur von TKS erfolgt, wobei für die Kühlstopptemperatur TKS gilt: T KS < M S 100 °C
Figure imgb0022
mit MS Martensit-Starttemperatur in °C
A method according to any one of claims 10 to 13, wherein the hot rolled steel flat product has a yield point and wherein - the yield point is less than 890MPa and the first cooling of the hot-rolled flat steel product obtained takes place at a cooling stop temperature of T KS , where the following applies to the cooling stop temperature T KS : M S 30 °C T KS < B S
Figure imgb0021
with B S Bainite start temperature in °C M S Martensite start temperature in °C or
- the yield strength is at least 890MPa and the first cooling of the hot-rolled flat steel product obtained takes place at a cooling stop temperature of T KS , where the following applies to the cooling stop temperature T KS : T KS < M S 100 °C
Figure imgb0022
with M S Martensite start temperature in °C
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