WO2005040442A1 - Two-side enamelable hot-rolled band or sheet metal made of steel, more particularly if steel - Google Patents

Two-side enamelable hot-rolled band or sheet metal made of steel, more particularly if steel Download PDF

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WO2005040442A1
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hot
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max
enamelled
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PCT/DE2004/002256
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Joachim SCHÖTTLER
Volker Flaxa
Klaus Freier
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Salzgitter Flachstahl Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a hot-rolled strip or sheet of steel that can be enamelled on both sides, in particular IF steel (Interstitial Free).
  • a high fish scale resistance of the enamelled strip or sheet is of particular importance.
  • Fish scales mean flaws in the enamel, which means that continuous protection of the steel substrate is no longer guaranteed.
  • the reaction of the water with the steel surface forms atomic hydrogen, which diffuses into the steel during the baking process.
  • these steels are largely designed as IF steels and are based on alloy concepts in which the fish scale resistance is caused by cementite precipitates (hydrogen traps) smashed during cold rolling at the grain boundaries to which the atomic hydrogen attaches and thus becomes harmless with regard to fish scale formation ,
  • Hot-rolled sheets enamelled on both sides are particularly susceptible to formation of fish scales, since both sheet sides are sealed after the enamel has solidified, thus preventing the free hydrogen diffusion from the steel.
  • good fish scale resistance is combined with the low hydrogen solubility in ⁇ -iron, the hydrogen diffusion and the enamel adhesion.
  • the fish scale risk is reduced if the capacity for hydrogen absorption in the steel substrate can be increased during the enamel penetration. This is the case when there is a sufficient number of hydrogen traps in the steel.
  • this steel grade was combined with a rolling technology, which is characterized by heating the slab to 1100 - 1300 ° C and a final roll temperature of 900 ° O.
  • the object of the invention is to provide a hot-rolled strip or sheet of steel, in particular IF steel, which can be enamelled on both sides and is resistant to fish scales, and a method for its production, with which the fish scale resistance can also be ensured when hot-rolling in the ferrite area.
  • Ti, Nb and B are added in such an amount that, in addition to S and N, C is also completely hardened and a free residual content of Ti or Nb remains, which gives the steel an IF character.
  • the free residual content of Ti or Nb of the steel with an IF character is at least 0.02%.
  • the hot strip is pickled before enamelling.
  • the pickling removal on the steel surface is dependent u. a. the Cu / P ratio of the steel to be pickled.
  • N AI B Ti Nb 0 1 0.0020 0.30 0.007 0.003 0.011 0.0025 0.039 0.0002 0.047 0.002 - 2 0.0019 0.37 0.008 0.002 0.011 0.0020 0.034 ⁇ 0 .0001 0.035 0.029 - 3 0.0021 0.24 0.008 0.027 0.010 0.0008 0.019 ⁇ 0.0001 0.077 0.026 - 4 0.0062 0.25 0.014 0.001 0.012 0.0057 0.048 0.0065 ⁇ 0.001 0.033 - 5 0, 0041 0.26 0.009 0.040 0.011 0.0074 0.040 0.0081 0.049 0.032 6 0.0045 0.27 0.007 0.004 0.011 0.0063 0.002 0.0117 ⁇ 0.001 0.029 0.0153 7 0.0036 0.32 0.009 0.017 0.012 0 , 0018 0.065 ⁇ 0.0001 0.076 0.001 - * addition
  • the steels were first rolled austenitically with a rolling start temperature of 1200 ° C, a final rolling temperature of 910 ° C and a coiling temperature of 720 ° C and then pickled.
  • the fish scale resistance was determined on standard samples measuring 100 mm x 100 mm using the test email Ferro 2290, the test panels being enamelled on both sides. In these investigations, only the steel 5 showed no fish scales even after a long aging period of more than one year.
  • the same steel 5 was then ferritically rolled with a rolling start temperature of 1050 ° C. or 1150 ° C., a final rolling temperature of 780 ° C. and a coiling temperature of 720 ° C. and then pickled.
  • the fish scale resistance of the steel according to the invention thus results from the combination of the heterogeneous precipitates of nitrides, carbonitrides, carbosulfides, etc. produced in the structure, these precipitates on the one hand being sufficient in terms of arrangement and form to ensure fish scale resistance, but on the other hand are not essential Deterioration of the forming properties.
  • the combined addition of S and N according to the invention and the microalloying elements Ti, Nb and B means that the fish scale resistance can not only be used for IF steels.
  • a further advantage over the known hot-rolled steel is that it eliminates the need for additional cold rolling of the hot-rolled strip, which has the disadvantages mentioned.
  • the steel In the case of final rolling in the austenite area, the steel is first cast into slabs in continuous casting and then split up into individual sections and after heating Temperatures> 1200 ° C hot-rolled into strips or sheets. At final rolling temperatures above the A 3 conversion temperature, it has proven advantageous for the formation of further heterogeneous precipitates of Nb carbide to maintain a reel temperature above 630 ° C. with subsequent cooling in air.
  • the steel is first cast into slabs in continuous casting and, after being divided into individual sections and after being heated to temperatures> 1050 ° C, hot-rolled into strips or sheets.
  • a reel temperature above 630 ° C. is also maintained to form Nb carbide, followed by cooling in air.

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Abstract

The invention relates to a two-side enamelable hot-rolled band or sheet metal made of steel, more particularly IF steel, having a thickness of up to 10 mm and consisting of a steel alloy comprising the following composition (in percent by mass): C: max. 0.010 %; Si: max. 0.030 %; Mn: max. 0.80 %; P: max. 0.020 %; S: min. 0.030 %; Al: 0.020 - 0.060 %; Nb: (0.6 - 1.0) x (93/12) x [C]; B: (0.5 - 1.5) x (11/14) x [N]; Ti: - min: 48/14 x ([N] - 14/18 x [B] + 48/32 x [S] + 48/12 x ([C] - 12/93 x [Nb] - max: 0.15 % remaining of iron with impurities dependent on melting.

Description

Beidseitig emaillierbares warmgewalztes Band oder Blech aus Stahl, insbesondere IF-StahlHot-rolled steel strip or sheet metal, especially IF steel, that can be enamelled on both sides
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf ein beidseitig emaillierbares warmgewalztes Band oder Blech aus Stahl, insbesondere IF-Stahl (Interstitial Free).The invention relates to a hot-rolled strip or sheet of steel that can be enamelled on both sides, in particular IF steel (Interstitial Free).
Für das Emaillieren von z. B. Silos oder Großbehältern kommen aufgrund der geforderten Druckfestigkeiten warmgewalzte Stahlbleche bis zu einer Wanddicke von bis zu 10 mm zum Einsatz. Dabei werden neben einer guten Emaillierfähigkeit hohe Anforderungen an die Umformbarkeit, die Schweißbarkeit und die Festigkeit vor bzw. nach dem Emaillieren gestellt.For the enamelling of e.g. B. silos or large containers are used due to the required compressive strength hot-rolled steel sheets up to a wall thickness of up to 10 mm. In addition to good enameability, high demands are made on formability, weldability and strength before and after enamelling.
Von großer Bedeutung ist insbesondere eine hohe Fischschuppenbeständigkeit des emaillierten Bandes oder Bleches. Fischschuppen bedeuten Fehlstellen im Email, wodurch ein durchgängiger Schutz des Stahlsubstrates nicht mehr gewährleistet ist.A high fish scale resistance of the enamelled strip or sheet is of particular importance. Fish scales mean flaws in the enamel, which means that continuous protection of the steel substrate is no longer guaranteed.
Als Ursache für das Auftreten von Fischschuppen wird angesehen, dass während des Emaillierprozesses die Stahloberfläche mit Feuchtigkeit aus der Ofenatmosphäre und aus dem Emailschlicker in Berührung kommt.The reason for the appearance of fish scales is that during the enamelling process the steel surface comes into contact with moisture from the furnace atmosphere and from the enamel slip.
Durch die Reaktion des Wassers mit der Stahloberfläche bildet sich atomarer Wasserstoff, der während des Einbrennprozesses in den Stahl eindiffundiert.The reaction of the water with the steel surface forms atomic hydrogen, which diffuses into the steel during the baking process.
Nach dem Einbrand des Emails und dem anschließenden Abkühlen nimmt die Wasser- stofflöslichkeit im Stahl ab, und der Wasserstoff drängt aus dem Stahl und rekombiniert an der Werkstoffgrenze Stahl/Email zu molekularem Wasserstoff. Diese Reaktion ist mit einer Volumenzunahme verbunden, wobei sich lokal ein so hoher Druck aufbauen kann, der schließlich so groß wird, dass die Haftfestigkeit des Verbundes Email/Stahl überschritten wird und halbmondförmige Emailabplatzungen (Fischschuppen) am inzwischen erstarrten Email entstehen. Für kaltgewalzte Bleche sind nach dem Stand der Technik eine Reihe Stähle bekannt, die Fischschuppenbeständigkeit aufweisen. Wegen der oftmals geforderten besonderen Tiefzieheigenschaften sind diese Stähle größtenteils als IF- Stähle konzipiert und basieren auf Legierungskonzepten bei denen die Fischschuppenbeständigkeit durch beim Kaltwalzen zertrümmerte Zementitausscheidungen (Wasserstofffallen) an den Korngrenzen hervorgerufen werden, an die sich der atomare Wasserstoff anlagert und damit unschädlich bezüglich Fischschuppenbildung wird.After the enamel has been burned in and then cooled, the hydrogen solubility in the steel decreases, and the hydrogen expels from the steel and recombines to form molecular hydrogen at the steel / enamel material boundary. This reaction is associated with an increase in volume, whereby locally such a high pressure can build up that eventually becomes so great that the bond strength of the enamel / steel bond is exceeded and crescent-shaped enamel flaking (fish scales) occurs on the now solidified enamel. For cold-rolled sheets, a number of steels are known from the prior art which have fish scale resistance. Because of the often required special deep-drawing properties, these steels are largely designed as IF steels and are based on alloy concepts in which the fish scale resistance is caused by cementite precipitates (hydrogen traps) smashed during cold rolling at the grain boundaries to which the atomic hydrogen attaches and thus becomes harmless with regard to fish scale formation ,
Beidseitig emaillierte warmgewalzte Bleche sind besonders anfällig gegen Fischschuppenbildung, da beide Blechseiten nach dem Erstarren des Emails versiegelt sind und damit die freie Wasserstoffdiffusion aus dem Stahl unterbunden wird.Hot-rolled sheets enamelled on both sides are particularly susceptible to formation of fish scales, since both sheet sides are sealed after the enamel has solidified, thus preventing the free hydrogen diffusion from the steel.
Das Problem der mangelhaften Fischschuppenbeständigkeit beidseitig emaillierter warmgewalzter Bleche ist allgemein bekannt (s. a. Εinfluss der MikroStruktur auf die Wasserstoffdif- fusion in warmgewalzten Low-Carbon-Stählen für die Emaillierung", Vortrag auf der Emailtechnischen Tagung des Deutschen Emailverbandes 19. - 21. Mai 2003 in Münster).The problem of inadequate resistance to fish scales on both sides of hot-rolled enamelled sheets is generally known (the influence of the microstructure on the hydrogen diffusion in hot-rolled low-carbon steels for enamelling ", lecture at the enamel technology conference of the German Enamel Association May 19-21, 2003 in Muenster).
Danach ist eine gute Fischschuppenbeständigkeit verbunden mit der niedrigen Wasserstoff- löslichkeit im α-Eisen, der Wasserstoffdiffusion und der Emailhaftung. Das Fischschuppenrisiko wird vermindert, wenn die Kapazität für eine Wasserstoffaufnahme im Stahlsubstrat während des Emaileinbrandes erhöht werden kann. Dies ist der Fall, wenn eine ausreichende Anzahl von Wasserstofffallen im Stahl vorhanden ist.According to this, good fish scale resistance is combined with the low hydrogen solubility in α-iron, the hydrogen diffusion and the enamel adhesion. The fish scale risk is reduced if the capacity for hydrogen absorption in the steel substrate can be increased during the enamel penetration. This is the case when there is a sufficient number of hydrogen traps in the steel.
Zur Verbesserung der Emaillierfähigkeit bzw. Fischschuppenbeständigkeit von Warmband aus kohlenstoffarmen (IF-) Stählen, die im kaltgewalzten Zustand emaillierfähig sind, wird ein zusätzliches Kaltnachwalzen mit Umformgraden bis 10% vorgeschlagen, um die Bildung von Wasserstofffallen zu initiieren.In order to improve the enameability or fish scale resistance of hot strip made from low-carbon (IF) steels that can be enamelled in the cold-rolled state, additional cold re-rolling with degrees of deformation of up to 10% is proposed in order to initiate the formation of hydrogen traps.
Nach einer solchen Nachbehandlung wurde eine deutliche Verbesserung der Fischschuppenbeständigkeit beim Emaillieren des warmgewalzten Stahls festgestellt, allerdings zu Lasten einer deutlichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften.After such an aftertreatment, a significant improvement in fish scale resistance when enamelling the hot-rolled steel was found, albeit at the expense of a significant deterioration in the mechanical properties.
Bei anderen bekannten Verfahren soll die Fischschuppenbeständigkeit beidseitig zu emaillierender warmgewalzter Bleche im Vergleich zu kaltgewalzten durch gezielte Bildung von heterogenen Ausscheidungen im Stahl erreicht werden. Vorgeschlagen werden zu diesem Zweck heterogene Ausscheidungen von Nitriden, Carbonitriden, Carbiden, etc., bzw. oxidischer Einschlüsse im Stahlgefüge (s. a. Merkblatt 414 "Emaillieren von Stahlblech", 1. Auflage 1999, Stahl-Informationszentrum Düsseldorf).In other known processes, the resistance to fish scales on both sides of hot-rolled sheets to be enamelled compared to cold-rolled sheets is to be achieved by the targeted formation of heterogeneous precipitates in the steel. Be proposed to this Purpose of heterogeneous precipitation of nitrides, carbonitrides, carbides, etc., or oxidic inclusions in the steel structure (see leaflet 414 "Enamelling steel sheet", 1st edition 1999, Steel Information Center Düsseldorf).
Zur Verbesserung der Fischschuppenbeständigkeit werden in einer anderen Untersuchung Zugaben von Titan und Schwefel zur Bildung von Ausscheidungen vom Typ TiC, TiS oder Ti4C2S2 vorgeschlagen (Abeloos, C. et al.; "New Developments of Hot-Rolled Products for Double-Face Vitreous Enameling"; 41 st Mechanical Working and Steel Processing Conf. Proα, Iran & Steel Soc, Vol. XXXVII, Baltimore,MD, Oct. 24-27, 1999, P.891-903).In order to improve the fish scale resistance, additions of titanium and sulfur are proposed in another study to form precipitates of the type TiC, TiS or Ti 4 C 2 S 2 (Abeloos, C. et al .; "New Developments of Hot-Rolled Products for Double -Face Vitreous Enameling "; 41 st Mechanical Working and Steel Processing Conf. Proα, Iran & Steel Soc, Vol. XXXVII, Baltimore, MD, Oct. 24-27, 1999, P.891-903).
Im Patent US 4,348,229 wird eine Legierungszusammensetzung für ein beidseitig email lierbares Warmband und Kaltband vorgeschlagen, welche bei einem C- Gehalt von 0,003 - 0,010 % einen B- Gehalt von < 0,025 % und einen N- Gehalt von 0,002 bis 0,025 % zur Bildung derartiger Ausscheidungen aufweist, um die Fischschuppenbeständigkeit zu verbessern.In the US Pat. No. 4,348,229, an alloy composition for a hot and cold strip which can be enamelled on both sides is proposed, which has a B content of <0.025% and an N content of 0.002 to 0.025% with a C content of 0.003-0.010% to form such precipitates to improve fish scale resistance.
Beim Warmband wurde diese Stahlgüte mit einer Walztechnologie kombiniert, die sich durch ein Aufheizen der Bramme auf 1100 - 1300°C und einer Walzendtemperatur von 900°O auszeichnet.In the case of hot strip, this steel grade was combined with a rolling technology, which is characterized by heating the slab to 1100 - 1300 ° C and a final roll temperature of 900 ° O.
Das Problem der mangelhaften Fischschuppenbeständigkeit von warmgewalzten Stählen bei beidseitiger Emaillierung konnte jedoch bislang mit den bekannten Legierungskonzepten und Walztechnologien nicht oder nur unbefriedigend gelöst werden. Aus diesem Grund werden warmgewalzte Stähle bislang im Regelfall nur einseitig emailliert.However, the problem of the poor fish scale resistance of hot-rolled steels with enamelling on both sides has so far not been solved or only unsatisfactorily with the known alloy concepts and rolling technologies. For this reason, hot-rolled steels have so far generally only been enamelled on one side.
Darüber hinaus kann in der Betriebspraxis beim Warmwalzen von dünnen Warmbändern aus den bekannten IF-Stählen nicht ausgeschlossen werden, dass die Walztemperatur unter die Temperatur der Austenit/Ferrit-Umwandlung (A3-Temperatur) absinkt.In addition, it cannot be ruled out in operational practice when hot-rolling thin hot strips from the known IF steels that the rolling temperature drops below the temperature of the austenite / ferrite conversion (A 3 temperature).
Bei diesen nach dem Stand der Technik bekannten Stählen, ist die Emaillierfähigkeit (und damit die Fischschuppenbeständigkeit) empfindlich gegenüber einer Absenkung der Wa lztemperatur in den Ferritbereich, was sich in einer schlechten Reproduzierbarkeit der Fischschuppenbeständigkeit der Stähle äußert. Aufgabe der Erfindung ist es, ein beidseitig emaillierbares, gegen Fischschuppen beständiges, warmgewalztes Band oder Blech aus Stahl, insbesondere IF-Stahl, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, mit dem die Fischschuppenbeständigkeit auch beim Warmwalzen im Ferritbereich gewährleistet werden kann.In the case of these steels known from the prior art, the enameling ability (and thus the fish scale resistance) is sensitive to a reduction in the rolling temperature in the ferrite range, which manifests itself in poor reproducibility of the fish scale resistance of the steels. The object of the invention is to provide a hot-rolled strip or sheet of steel, in particular IF steel, which can be enamelled on both sides and is resistant to fish scales, and a method for its production, with which the fish scale resistance can also be ensured when hot-rolling in the ferrite area.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved on the basis of the preamble in conjunction with the characterizing features of claim 1. Advantageous further developments are the subject of dependent claims.
Nach der Lehre der Erfindung wird ein beidseitig emaillierbares, warmgewalztes Band oder Blech aus einer Stahllegierung mit folgender Zusammensetzung vorgeschlagen:According to the teaching of the invention, a hot-rolled strip or sheet made of a steel alloy with the following composition, which can be enamelled on both sides, is proposed:
C: max. 0,010%C: max. 0.010%
Si: max. 0,030 %Si: max. 0.030%
Mn: max. 0,80 %Mn: max. 0.80%
P: max. 0,020 %P: max. 0.020%
S: min. 0,030 %S: min. 0.030%
AI: 0,020 - 0,060 %AI: 0.020 - 0.060%
Nb: (0,6 - 1 ,0) x (93/12) x [C]Nb: (0.6 - 1.0) x (93/12) x [C]
B: (0,5 - 1 ,5) x (11/14) x [N]B: (0.5 - 1, 5) x (11/14) x [N]
Ti: - min: 48/14 x ([N] - 14/18 x [B] + 48/32 x [S] + 48/12 x ([C] - 12/93 x [Nb] - max: 0,15 % Rest Eisen mit erschmelzungsbedingten Verunreinigungen.Ti: - min: 48/14 x ([N] - 14/18 x [B] + 48/32 x [S] + 48/12 x ([C] - 12/93 x [Nb] - max: 0 , 15% remainder iron with impurities due to melting.
Erfindungswesentlich bei dieser Stahllegierung ist, dass durch kombinierte Zugaben von S und N und der die heterogenen Ausscheidungen bildenden Mikrolegierungselemente Ti, Nb und B, durch die Bildung einer entsprechend großen Anzahl an Wasserstofffallen eine sehr deutliche Verbesserung der Fischschuppenbeständigkeit von beidseitig zu emaillierendem Warmband auch beim Warmwalzen im Ferritbereich erreicht werden kann.It is essential to the invention for this steel alloy that by combined additions of S and N and the microalloying elements Ti, Nb and B forming the heterogeneous precipitations, the formation of a correspondingly large number of hydrogen traps improves the fish scale resistance of hot strip to be enamelled on both sides, even during hot rolling can be achieved in the ferrite range.
Mit der vorgeschlagenen Stahlzusammensetzung wird vorteilhaft sowohl beim austeniti- schen Walzen, wie auch beim unbeabsichtigten oder beabsichtigten Walzen im Ferritbereich eine hohe und reproduzierbar gute Fischschuppenbeständigkeit bei beidseitiger Emaillierung erreicht.With the proposed steel composition, a high and reproducibly good fish scale resistance with enamelling on both sides is advantageously achieved both in the case of austenitic rolling and in the case of unintentional or intended rolling in the ferrite area.
Erfindungsgemäß werden zur Herstellung eines Stahls mit IF-Charakter, dem Stahl Ti, Nb und B in einer solchen Menge zugesetzt, dass neben S und N auch C vollständig abgebun- den wird und darüber hinaus ein freier Restgehalt von Ti bzw. Nb verbleibt, was dem Stahl einen IF-Charakter verleiht.According to the invention, for producing a steel with an IF character, Ti, Nb and B are added in such an amount that, in addition to S and N, C is also completely hardened and a free residual content of Ti or Nb remains, which gives the steel an IF character.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal beträgt der freie Restgehalt von Ti bzw. Nb des Stahls mit IF-Charakter mindestens 0,02 %.According to a further advantageous feature, the free residual content of Ti or Nb of the steel with an IF character is at least 0.02%.
Zur Sicherstellung einer ausreichenden Haftung des Emails auf der Stahloberfläche wird das Warmband vor der Emaillierung gebeizt. Der Beizabtrag an der Stahloberfläche ist abhängig u. a. vom Cu/P- Verhältnis des zu beizenden Stahls.To ensure that the enamel adheres sufficiently to the steel surface, the hot strip is pickled before enamelling. The pickling removal on the steel surface is dependent u. a. the Cu / P ratio of the steel to be pickled.
In Untersuchungen hat sich gezeigt, dass ein Cu/P- Verhältnis von < 3 zu einem ausreichenden Beizabtrag und damit zu einer guten Haftung des Emails an der Stahloberfläche führt.Studies have shown that a Cu / P ratio of <3 leads to sufficient pickling removal and therefore good adhesion of the enamel to the steel surface.
Beispiele für untersuchte IF-Stahllegierungen im Hinblick auf eine Verbesserung der Fischschuppenbeständigkeit bei beidseitiger Emaillierung zeigt die nachfolgende Tabelle:The following table shows examples of tested IF steel alloys with a view to improving fish scale resistance with enamelling on both sides:
Stahl C Mn Si s P*) N AI B Ti Nb 0 1 0,0020 0,30 0,007 0,003 0,011 0,0025 0,039 0,0002 0,047 0,002 - 2 0,0019 0,37 0,008 0,002 0,011 0,0020 0,034 < 0,0001 0,035 0,029 - 3 0,0021 0,24 0,008 0,027 0,010 0,0008 0,019 < 0,0001 0,077 0,026 - 4 0,0062 0,25 0,014 0,001 0,012 0,0057 0,048 0,0065 < 0,001 0,033 - 5 0,0041 0,26 0,009 0,040 0,011 0,0074 0,040 0,0081 0,049 0,032 6 0,0045 0,27 0,007 0,004 0,011 0,0063 0,002 0,0117 < 0,001 0,029 0,0153 7 0,0036 0,32 0,009 0,017 0,012 0,0018 0,065 < 0,0001 0,076 0,001 - * Zugabe von [Cu] < 3 x [P]Steel C Mn Si s P *) N AI B Ti Nb 0 1 0.0020 0.30 0.007 0.003 0.011 0.0025 0.039 0.0002 0.047 0.002 - 2 0.0019 0.37 0.008 0.002 0.011 0.0020 0.034 <0 .0001 0.035 0.029 - 3 0.0021 0.24 0.008 0.027 0.010 0.0008 0.019 <0.0001 0.077 0.026 - 4 0.0062 0.25 0.014 0.001 0.012 0.0057 0.048 0.0065 <0.001 0.033 - 5 0, 0041 0.26 0.009 0.040 0.011 0.0074 0.040 0.0081 0.049 0.032 6 0.0045 0.27 0.007 0.004 0.011 0.0063 0.002 0.0117 <0.001 0.029 0.0153 7 0.0036 0.32 0.009 0.017 0.012 0 , 0018 0.065 <0.0001 0.076 0.001 - * addition of [Cu] <3 x [P]
Zunächst wurden die Stähle austenitisch mit einer Walzstarttemperatur von 1200°C, einer Endwalztemperatur von 910°C und einer Haspeltemperatur von 720°C gewalzt und anschließend gebeizt.The steels were first rolled austenitically with a rolling start temperature of 1200 ° C, a final rolling temperature of 910 ° C and a coiling temperature of 720 ° C and then pickled.
Die Fischschuppenbeständigkeit wurde an Standardproben der Abmessung 100 mm x 100 mm unter Einsatz des Testemails Ferro 2290 ermittelt, wobei die Probetafeln beidseitig emailliert wurden. Bei diesen Untersuchungen zeigte nur der Stahl 5 auch nach einer längeren Auslagerungszeit von über einem Jahr keinerlei Fischschuppen.The fish scale resistance was determined on standard samples measuring 100 mm x 100 mm using the test email Ferro 2290, the test panels being enamelled on both sides. In these investigations, only the steel 5 showed no fish scales even after a long aging period of more than one year.
Danach wurde der gleiche Stahl 5 mit einer Walzstarttemperatur 1050°C bzw. 1 150°C, einer Endwalztemperatur von 780°C und einer Haspeltemperatur von 720°C ferritisch gewalzt und anschließend gebeizt.The same steel 5 was then ferritically rolled with a rolling start temperature of 1050 ° C. or 1150 ° C., a final rolling temperature of 780 ° C. and a coiling temperature of 720 ° C. and then pickled.
Bei der beidseitigen Emaillierung und der anschließenden Auslagerung zeigten sich auch bei ferritisch gewalztem Stahl nach einer Auslagerungszeit von einem %-Jahr keine Fischschuppen.In the case of enamelling on both sides and subsequent aging, no fish scales were found even after ferritic rolled steel after an aging period of one% year.
Die Fischschuppenbeständigkeit des erfindungsgemäßen Stahls ergibt sich also aus der Kombination der im Gefüge erzeugten heterogenen Ausscheidungen von Nitriden, Carboni- triden, Carbosulfiden, etc., wobei diese Ausscheidungen einerseits in Anordnung und Form der Sicherung der Fischschuppenbeständigkeit genügen, die andererseits jedoch nicht zu einer wesentlichen Verschlechterung der Umformeigenschaften führen.The fish scale resistance of the steel according to the invention thus results from the combination of the heterogeneous precipitates of nitrides, carbonitrides, carbosulfides, etc. produced in the structure, these precipitates on the one hand being sufficient in terms of arrangement and form to ensure fish scale resistance, but on the other hand are not essential Deterioration of the forming properties.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal kann über die erfindungsgemäße kombinierte Zulegierung von S und N und den Mikrolegierungselementen Ti, Nb und B, die Fischschuppenbeständigkeit nicht nur für IF-Stähle genutzt werden.According to a further advantageous feature, the combined addition of S and N according to the invention and the microalloying elements Ti, Nb and B means that the fish scale resistance can not only be used for IF steels.
Mit dem erfindungsgemäßen Legierungskonzept lässt sich Fischschuppenbeständigkeit bei beidseitiger Emaillierung für eine breite Palette von Stahlgüten angefangen von weichen unlegierten Stählen zum unmittelbaren Kaltumformen gemäß DIN EN 10111 bis zu höherfesten Stählen gemäß DIN EN 10149 erreichen. Die Einstellung der mechanischen Eigenschaften bei höherfesten Stählen erfolgt dann über die Auswahl der Festigkeitsbildner, wie z. B. Mn, Si und über entsprechende Walzbedingungen im Warmwalzwerk.With the alloy concept according to the invention, fish scale resistance with enamelling on both sides can be achieved for a wide range of steel grades, from soft unalloyed steels for direct cold forming in accordance with DIN EN 10111 to high-strength steels in accordance with DIN EN 10149. The setting of the mechanical properties for high-strength steels is then carried out via the selection of the strength agents, such as. B. Mn, Si and appropriate rolling conditions in the hot rolling mill.
Von weiterem Vorteil gegenüber dem bekannten Warmbandstahl ist, dass dadurch auf ein zusätzliches mit den genannten Nachteilen verbundenes Kaltnachwalzen des Warmbandes verzichtet werden kann.A further advantage over the known hot-rolled steel is that it eliminates the need for additional cold rolling of the hot-rolled strip, which has the disadvantages mentioned.
Beim Endwalzen im Austenitbereich wird der Stahl zunächst im Strangguss zu Brammen vergossen und nach der Aufteilung in einzelne Abschnitte und nach dem Erwärmen auf Temperaturen > 1200°C zu Bändern oder Blechen warmgewalzt. Bei Endwalztemperaturen oberhalb der A3-Umwandlungstemperatur hat es sich als günstig für die Bildung weiterer heterogener Ausscheidungen von Nb-Carbid erwiesen, eine Haspeltemperatur oberhalb 630°C einzuhalten mit anschließender Abkühlung an Luft.In the case of final rolling in the austenite area, the steel is first cast into slabs in continuous casting and then split up into individual sections and after heating Temperatures> 1200 ° C hot-rolled into strips or sheets. At final rolling temperatures above the A 3 conversion temperature, it has proven advantageous for the formation of further heterogeneous precipitates of Nb carbide to maintain a reel temperature above 630 ° C. with subsequent cooling in air.
Beim Endwalzen im Ferritbereich wird der Stahl zunächst im Strangguss zu Brammen vergossen und nach der Aufteilung in einzelne Abschnitte und nach dem Erwärmen auf Temperaturen > 1050°C zu Bändern oder Blechen warmgewalzt. Bei Endwalztemperaturen unterhalb der A3-Umwandlungstemperatur wird ebenfalls zur Bildung von Nb-Carbid eine Haspeltemperatur oberhalb 630°C eingehalten mit anschließender Abkühlung an Luft. During final rolling in the ferrite area, the steel is first cast into slabs in continuous casting and, after being divided into individual sections and after being heated to temperatures> 1050 ° C, hot-rolled into strips or sheets. At final rolling temperatures below the A 3 conversion temperature, a reel temperature above 630 ° C. is also maintained to form Nb carbide, followed by cooling in air.

Claims

Patentansprüche claims
1. Beidseitig emaillierbares, warmgewalztes Band oder Blech aus Stahl, insbesondere IF-Stahl, mit einer Dicke bis 10 mm, bestehend aus einer Stahllegierung mit folgender Zusammensetzung (in Masse-%): C: max. 0,010% Si: max. 0,030 % Mn: max. 0,80 % P: max. 0,020 % S: min. 0,030 % AI: 0,020 - 0,060 % Nb: (0,6 - 1 ,0) x (93/12) x [C] B: (0,5 - 1 ,5) x (11/14) x [N] Ti: - min: 48/14 x ([N] - 14/18 x [B] + 48/32 x [S] + 48/12 x ([C] - 12/93 x [Nb] - max: 0,15 % Rest Eisen mit erschmelzungsbedingten Verunreinigungen.1. Hot-rolled strip or sheet of steel, in particular IF steel, with enamel that can be enamelled on both sides, with a thickness of up to 10 mm, consisting of a steel alloy with the following composition (in mass%): C: max. 0.010% Si: max. 0.030% Mn: max. 0.80% P: max. 0.020% S: min. 0.030% AI: 0.020 - 0.060% Nb: (0.6 - 1, 0) x (93/12) x [C] B: (0.5 - 1, 5) x (11/14) x [N] Ti: - min: 48/14 x ([N] - 14/18 x [B] + 48/32 x [S] + 48/12 x ([C] - 12/93 x [Nb] - max: 0 , 15% remainder iron with impurities due to melting.
2. Stahl nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl als IF-Stahl ausgebildet ist, wobei nach Abbindung von Kohlenstoff, Schwefel und Stickstoff einen freier Restgehalt von Titan und/oder Niob von mindestens 0,02 % im Stahl verbleibt.2. Steel according to claim 1, characterized in that the steel is designed as IF steel, with a free residual titanium and / or niobium content of at least 0.02% remaining in the steel after setting of carbon, sulfur and nitrogen.
3. Verfahren zur Herstellung von warmgewalzten beidseitig emaillierbaren Bändern oder Blechen mit Dicken bis 10 mm aus einem Stahl der Zusammensetzung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl im Strangguss zu Brammen vergossen wird, die nach der Aufteilung in einzelne Abschnitte und nach dem Erwärmen auf > 1050°C zu Bändern oder Blechen warmgewalzt werden, bei Endwalztemperaturen oberhalb der As- Umwandlungstemperatur und einer Haspeltemperatur oberhalb 630°C mit anschließender Abkühlung an Luft. Verfahren zur Herstellung von warmgewalzten beidseitig emaillierbaren Bändern oder Blechen mit Dicken bis 10 mm aus einem Stahl der Zusammensetzung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl im Strangguss zu Brammen vergossen wird, die nach der Aufteilung in einzelne Abschnitte und nach dem Erwärmen auf ≥ 1050°C zu Bändern oder Blechen warmgewalzt werden, bei Endwalztemperaturen unterhalb der A3-Temperatur und einer Haspeltemperatur oberhalb 630°C mit anschließender Abkühlung an Luft. 3. A process for the production of hot-rolled strips or sheets which can be enamelled on both sides and have a thickness of up to 10 mm from a steel of the composition according to claim 1, characterized in that the steel is cast into slabs in continuous casting, which after the division into individual sections and after heating > 1050 ° C are hot rolled into strips or sheets, at final rolling temperatures above the As conversion temperature and a coiling temperature above 630 ° C with subsequent cooling in air. A process for the production of hot-rolled strips or sheets with a thickness of up to 10 mm, which can be enamelled on both sides, from a steel of the composition according to claim 1, characterized in that the steel is cast into slabs in continuous casting, which after division into individual sections and after heating to ≥ 1050 ° C are hot rolled into strips or sheets, at final rolling temperatures below the A 3 temperature and a coiling temperature above 630 ° C with subsequent cooling in air.
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