NL1003762C2 - Staalsoort, staalband en werkwijze ter vervaardiging daarvan. - Google Patents

Description

STAALSOORT, STAALBAND EN WERKWIJZE TER VERVAARDIGING DAARVAN

De uitvinding heeft betrekking op een staalsoort met uitstekende dieptrekeigenschappen, in het bijzonder een verpakkingsstaal, alsmede een staalband, een werkwijze ter vervaardiging daarvan alsook een gebruik van een dergelijke staalsoort of staalband. Onder 5 staalsoort wordt in het kader van deze aanvrage verstaan een koudge-walst, gegloeid en in het algemeen nagewalst staal in plaat- of al of niet opgerolde handvorm die door een aantal vervormingsbewerkin-gen tot een (half)product wordt gemaakt bijvoorbeeld een drankenbus of ander voorwerp waarbij ten behoeve van de bestemde vorm, aan het 10 vlakke uitgangsmateriaal ingrijpende materiaalvervormingen moeten worden opgelegd. Voor vervaardiging van een drankenbus wordt bijvoorbeeld uit een schijf van verpakkingsstaal door dieptrekken in één of meer stappen een beker gevormd waarvan de wanden worden gestrekt om de aldus te vormen bus een grotere hoogte/irihoud te 15 geven. Met name het in één stap dieptrekken en het wands trekken vraagt om een goed vervormbaar materiaal dat idealiter volledig isotroop is.

In verband hiermede en ook in het bredere kader van het aanhoudende streven genoemde staalsoorten te verbeteren werd met name 20 gezocht naar een combinatie van de volgende eigenschappen: hoge of zeer hoge R-waarde; kleinere verschillen in mechanische eigenschappen over met name de bandbreedte maar ook over de bandlengte, in vaktermen een geringe spreiding van de eigenschappen "rand/midden" respectie-25 velijk "over de rol".

Het blijkt nu uit proefnemingen dat een spectaculair betere mechanische eigenschappen vertonende staalsoort - in continugegloeide en eventueel nagewalste toestand - wordt gevonden indien deze van staal van de volgende staalsamenstelling wordt vervaardigd: 30 1003762.

- 2 -

Element Min* Max* C 10 40

Mn 140 200 P 20 5 S 10

Si 30 N ppm 25

Al zo 15 35 B zo ppm 8 25 10 Cu 40

Sn 10

Cr 40

Ni 40

Mo 10 15 * in 0,001 gew.X tenzij anders vermeld "zo" is zuur oplosbaar voorts in hoofdzaak Fe en voor het overige restelementen, waarbij 0,4 £ B /Ns 1,2. Met deze samenstelling is het mogelijk tot een 20 staalsoort te komen met een verbeterd dieptrekeigenschappenniveau en met een sterk verminderde spreiding van de mechanische eigenschappen.

Het blijkt dat voor het behalen van optimale resultaten volgens de uitvinding binnen boven aangeduide grenzen de volgende richtwaar-25 den kunnen worden gegeven: element richt* C 20

Mn 160 30 N ppm 20

Al zo 25

B zo ppm 0,8.N

* in 0,001 gew.X tenzij anders vermeld 35 "zo" is zuur oplosbaar

Doordat volgens de uitvinding betere mechanische eigenschappen kunnen worden verkregen komt voor een bepaalde toepassing dunner materiaal van dunner dan 0,20 mm, bij voorkeur dunner dan 0,18 mm, 40 in aanmerking, hetgeen uitstekend past in het streven naar toepassing van een lichter gewicht bijvoorbeeld van een stalen drankenbus of een automotive onderdeel.

De uitvinding is voorts tevens belichaamd in een werkwijze voor het vervaardigen van een continugegloeide staalband met uitstekende 45 dieptrekeigenschappen waarbij het staal een samenstelling heeft: 1003762.

- 3 -

Element Min* Max* C 10 40 IMn 140 200 P 20 S 10

Si 30 N ppm 25 A1 zo 15 35 B zo ppm 8 25 10 Cu 40

Sn 10

Cr 40

Ni 40

Mo 10 15 * in 0,001 gew.X tenzij anders vermeld "zo" is zuur oplosbaar voorts in hoofdzaak Fe en voor het overige restelementen, waarbij 0,4 sB / Ns 1,2, welk staal achtereenvolgens ondervindt de ver-20 vaardigingsstappen: • warmwalsen omvattende afwalsen bij een afwalstemperatuur en oprollen bij een oproltemperatuur; beitsen; koudwalsen; 25 - continugloeien;

en eventueel nawalsen en alsdan bij voorkeur met een nawals -reductie > 0,6 X

erdoor gekenmerkt dat de afwalstemperatuur boven 825 °C en de oproltemperatuur onder 690 eC wordt gekozen.

30 Hiermede wordt een staalband verkregen met zeer goede vervor- mingseigenschappen. Bij het eventuele nawalsen wordt bij voorkeur in ieder geval een nawalsreductie van meer dan 0,6 X gegeven. Bij voorkeur wordt voor de afwalstemperatuur gekozen voor een richtwaar-de van 900 °C en voor de oproltemperatuur een richtwaarde van 35 670 °C. Hiermede wordt de basis gelegd voor een zeer goed verwerk bare sterke staalplaat. Het heeft de voorkeur dat indien nagewalst wordt, dit volgens de uitvinding met een nawalsreductie van 10 -20 X geschiedt. Door een dergelijke hoge vervormingsgraad wordt een staalsoort verkregen met uitstekende mechanische eigenschappen.

40 De staalsoort volgens de uitvinding blijkt bij uitstek geschikt te zijn voor toepassing als verpakkingsstaal in DWI-toepassingen (DWI - drawn wall-ironed (Eng.) - diepgetrokken-wandgestrekt), bijvoorbeeld toepassingen waarbij het verpakkingsstaal wordt bekleed met een Sn-omvattende deklaag en naderhand onderworpen aan 1003764.

- 4 - achtereenvolgens dieptrekken en wandstrekken zoals bij vervaardiging van het busdeel van een tweedelige bus.

Door de goede mechanische eigenschappen van de staalsoort kan een dergelijke bus weer lichter worden uitgevoerd, waarmee weer 5 verder wordt beantwoord aan de vraag naar steeds minder materiaal-verbruik en gewicht voor verpakkingen en andere producten.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de resultaten van enkele proefnemingen. In onderstaande tabellen 1, 2 en 3 zijn de mechanische eigenschappen, chemische analyse en micro-10 structuur gegeven van koudbandplaat (Eng.: black plate) en warm-bandplaat volgens de uitvinding, waarbij de beproefde plaatdelen werden uitgenomen aan het gedeelte van de plaat dat in het warmwals-proces de kop vormde.

Tabel 1 Mechanische eigenschappen (koudbandplaat) ^B&sa^sassa=ss&s^sBss=sa=sssaBasBSsssBBSSBSssBaasssBssss^BBas^=s 15 Midden Rand

Langs Schuin Dwars Langs R-waarde Meting 1 1,57 1,68 1,83 1,49

Richting 2 1,58 1,68 1,8 1,49 20 3 1,58 1,8 1,82 1,42

Geraid. 1,58 1.72 1,82 1,47

RehCRpl Meting 1 237 234 236 247 2 238 235 235 247 3 238 235 235 247 25 Gemid. 238 235 235 247

Rm Meting 1 360 354 359 358 2 362 354 356 358 3 362 356 358 357

Gemid. 362 355 357 358 30 R30T Meting 1 55,9 55,5 2 56,6 55,3 3 _56,6 55,7

Gemid. 57 56 35 In de bovenstaande tabel betekent R-waarde de Lankford coëfficiënt, Reh(Rp) de vloeigrens in N/mm2, Rm de treksterkte in N/mm2, R30T de hardheid volgens Rockwell 30T.

Uit het geringe verschil tussen de omkaderde waarden in één rij blijkt dat de mechanische eigenschappen over de breedte van de plaat 1003762.

- 5 - weinig variëren.

Tabel 2 Chemische analyse (warmbandplaat (wbp) en staallading) [gew. X en gew. ppm] 5 Warmband C Mn Al zo1 P S Nh2 Ntotaai Btotaai B zo1 wbp rand ~0,016 0,173 0,028 0,0110,0051 17 8 1 wbp midden 0,016 0,171 0,028 0,011 0,005 1_20_8_1_

Staallading 0,016 0,171 0,023 0,011 0,004 n.v.3 16 9 n.v.3

SBS^BSSSaBSBBBSS^B^SSSBSBBBaBSaaSSSBSSaSSSSSSaB^BaS

10 1 zo - zuur oplosbaar 2 Nh - vrije stikstof 3 n.v. — niet vastgesteld

Tabel 3 Microstructuur van warmbandplaat (wbp) 15 en koudbandplaat (kbp)

8SSaSS=SSSSBSSSBB=SBSSS=SSKSSSSSa^BBBSS

wbp ASTM Cementiet B kbp ASTM Cementiet B

Rand 9 2-2-0 Rand 11,5 2-0-0

Midden 9 2-2-0 Midden 11,5 2-0-0 20

Opvallend is de verrassend hoge R-waarde alsmede het geringe verschil in eigenschappen per aangegeven richting, waarbij langs betekent in de walsrichting, schuin onder 45° daarmee en dwars 25 loodrecht daar op.

1003762.

Claims (9)

1. Staalsoort met uitstekende dieptrekeigenschappen, in het bijzonder een verpakkingsstaal vervaardigd van staal van de 5 volgende staalsamenstelling: BSSBSBSSBBBSSBSBSSBBBS^^B=SS:SSSSS^ Element Min* Max* C 10 40 Mn 140 200 P 20 S 10 Si 30 N ppm 25 Al zo 15 35 B zo ppm 8 25 Cu 40 Sn 10 Cr 40 Ni 40 Mo 10 * in 0,001 gew.X tenzij anders vermeld "zo" is zuur oplosbaar 10 11=============^====================^ voorts in hoofdzaak Fe en restelementen, waarbij 0,4 s B / N < 1,2.

2. Staalsoort volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voor de 15 volgende elementen de volgende richtwaarden worden aangehouden: element richt* C 20 Mn 160 N ppm 20 Al zo 25 B zo ppm 0,8.N * in 0,001 gew.X tenzij anders vermeld "zo" is zuur oplosbaar 20 ''

3. Staalsoort volgens een der voorgaande conclusies met in nagewalste toestand een R-waarde hoger dan 1,5.

4. Staalband van een staalsoort volgens één der voorgaande conclu- 25 sies, met het kenmerk, dat deze dunner is dan 0,20 mm, bij voorkeur dunner is dan 0,18 mm. 1003762. - 7 -

5 Element Mln* Max* C 10 40 Mn 140 200 P 20 S 10 Si 30 N ppm 25 Al zo 15 35 B zo ppm 8 25 Cu 40 Sn 10 Cr 40 Ni 40 Mo 10 * in 0,001 gew.X tenzij anders vermeld "zo" is zuur oplosbaar voorts in hoofdzaak Fe en voor het overige restelementen 10 waarbij 0,4 s B / N s 1,2, welk staal achtereenvolgens ondervindt de vervaardigingsstappen: warmwalsen omvattende afwalsen bij een afwalstemperatuur en oprollen bij een oproltemperatuur; beitsen; 15. koudwalsen; continugloeien; en eventueel nawalsen en alsdan bij voorkeur met een nawalsreductie > 0,6 X erdoor gekenmerkt dat de afwalstemperatuur boven 825 eC en de 20 oproltemperatuur onder 690 °C wordt gekozen.

5. Werkwijze voor het vervaardigen van een continugegloeide staalband met uitstekende dieptrekeigenschappen waarbij het staal een samenstelling heeft:

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat indien wordt nagewalst dit met een nawalsreductie van 10 - 20 % geschiedt. 25

7. Gebruik van een staalsoort of staalband volgens één der conclusies 1 - 5, of een staalband verkregen volgens conclusie 5 of 6, voor dieptrek- en/of wandstrektoepassingen.

8. Staalband volgens conclusie 4, of van een staalsoort volgens een der conclusies 1 - 3, of verkregen volgens conclusie 5 of 1003762. - 8 - 6, als uitgangsmateriaal voor DWI-verwerking.

9. Staalband volgens conclusie 4, of van een staalsoort volgens een der conclusies 1 - 3, of verkregen volgens conclusie 5 of 5 6, voorzien van een Sn-omvattende deklaag. 1003762.