WO2020201352A1 - Hot-rolled flat steel product and method for the production thereof - Google Patents

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Rainer FECHTE-HEINEN
Christine ESCHER
Elena Schaffnit
Christian Mertin
Swen Prochotta
Tim Stötzel
Achim Peuster
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
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Definitions

  • Strut mounts for chassis of motor vehicles can be easily manufactured.
  • the method according to the invention for the production of a flat steel product according to the invention comprises the following work steps: a) Production of a steel melt which consists of (in% by weight) 0.02-0.1% C, 0.1-2.5% Mn, 0, 02 - 0.1% Al, 0.02 - 0.12% Nb and each optionally from one or more elements of the group "Si, Ti, V, Cr, B, Ca, Mo" with the proviso that the Si content is at most 0.6%, the Ti content is at most 0.12%, the V content is at most 0.2%, the Cr content is at most 0.2%, the B content is at most 0 , 0025%, the Ca content is at most 0.01% and the Mo content is at most 0.3%, and the remainder consists of Elsen and unavoidable impurities, with up to 0.05% P, up to 0 Count .03% S, up to 0.01% N, up to 0.2% Ni, and up to 0.15% Cu; b) Pouring the melt into a preliminary product, which is a
  • Flat steel product are at least 0.004% by weight.
  • this im flat steel product according to the invention typically at least present contents of N, the formation of AlN and, if Ti is present, of TiN precipitates, which, as already explained above, have a positive effect on the
  • dislocation hardened ferrite may be present.
  • a proportion of at least 80% by area is preferred, and at least at least to increase the toughness

Abstract

The invention relates to a hot-rolled flat steel product with a particularly uniform distribution of its mechanical properties over its length and breadth, having, moreover, good deformability and low tendency to elastic recovery. To this end the flat steel product consists of (in % w/w) C: 0.02 - 0.1 %, Mn: 0.1 - 2.5 %, AI: 0.02 - 0.1 %, Nb: 0.02 - 0.12 %, and optionally of one or more elements of the group, Si, Ti, V, Cr, B, Ca, Mo, with the condition that the Si content is < 0.6 %, the Ti content is < 0.12 %, the V content is < 0.2 %, the Cr content is < 0.2 %, the B content is < 0.0025 %, the Ca content is < 0.01 % and the Mo content is < 0.3 % and the remainder consists of iron and unavoidable impurities, with the impurities including < 0.05 % P, < 0.03 % S, < 0.01 % N, < 0.2 % Ni, < 0.15 % Cu. The microstructure of the flat steel product here is > 60 area percentage ferrite and/or bainite and the remainder is perlite and carbide nitride or carbon nitride precipitations and < 2 area percentage of other microstructure components, and the microstructure has a grain aspect ratio of 0.2 - 0.7. The flat steel product likewise has a yield strength Re, for which Re > REJ3ER applies, where Re_BER = (400 + 2243 * %Nb) i (d0'15) and with %Nb being Nb content in % w/w and d being the particular thickness of the flat steel product in mm. The invention also relates to a method for producing a flat steel product of this kind.

Description

WARMGEWALZTES STAHLFLACHPRODUKT UND HOT-ROLLED STEEL FLAT PRODUCT AND
VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING
Die Erfindung betrifft ein warmgewalztes Stahiflachprodukt mit einer besonders hohen Gleichmäßigkeit der mechanisch-technologischen Eigenschaften über seine Länge und Breite, hervorragenden Umform- und Zähigkeitseigenschaften sowie geringer Rückfederung. The invention relates to a hot-rolled flat steel product with a particularly high uniformity of the mechanical-technological properties over its length and width, excellent deformation and toughness properties and low springback.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen warmgewalzten Stahlflachprodukts. The invention also relates to a method for producing such a hot-rolled flat steel product.
Als„Stahlflachprodukte“ werden hier Walzprodukte verstanden, deren Länge und Breite jeweils wesentlich größer sind als ihre Dicke. Hierzu zählen insbesondere Stahlbänder, Stahlbleche und daraus gewonnene Zuschnitte, wie Platinen und desgleichen. "Flat steel products" are understood here as rolled products, the length and width of which are each significantly greater than their thickness. These include, in particular, steel strips, steel sheets and blanks obtained from them, such as blanks and the like.
Im vorliegenden Text sind, soweit nicht explizit etwas anderes vermerkt ist, Angaben zu Legierungsbestandteilen stets in Gew.-% gemacht. Unless explicitly stated otherwise, information on alloy components is always given in% by weight in the present text.
Die Anteile von bestimmten Bestandteilen am Gefüge eines Stahlflachprodukts sind dagegen in Flächen-% angegeben, soweit nichts anderes vermerkt ist. The proportions of certain components in the structure of a flat steel product, on the other hand, are given in area%, unless otherwise noted.
Stahlflachprodukte aus mikrolegierten Stählen werden seit mehr als 40 Jahren hergestellt. Sie werden dabei für Verwendungen eingesetzt, bei denen eine Kombination aus hoher Festigkeit und guter Umformbarkeit gefordert ist. Durch ihren geringen Gehalt an Legierungselementen besitzen solche Stähle zudem eine hervorragende Schweißeignung und können vergleichsweise kostengünstig erzeugt werden. Die Erzeugung von Stahlflachprodukten aus mikrolegierten Stählen geht üblicherweise von einer Schmelzanaiyse aus, die auf mindestens einem der Mikrolegierungselemente Niob, Titan oder Vanadium beruht. Indem das aus einer so legierten Stahlschmelze gegossene Vorprodukt in einem kontrollierten thermomechanischen Walz- und Abkühlprozess zu einem warmgewalzten Band verarbeitet wird, weist das so erhaltene Flat steel products made from micro-alloyed steels have been manufactured for more than 40 years. They are used for applications where a combination of high strength and good formability is required. Due to their low content of alloying elements, such steels also have excellent weldability and can be compared can be produced inexpensively. The production of flat steel products from micro-alloyed steels is usually based on a melt analysis based on at least one of the micro-alloying elements niobium, titanium or vanadium. By processing the preliminary product cast from a steel melt alloyed in this way into a hot-rolled strip in a controlled thermomechanical rolling and cooling process, the resulting
warmgewalzte Stahlflachprodukt ein sehr feinkörniges Gefüge auf. Dieses besteht typischerweise vorwiegend aus Ferrit und/oder Bainit und geringen Mengen an Perlit bzw. Zementit (Fe3C) sowie feinen und feinsten hot-rolled flat steel product has a very fine-grain structure. This typically consists mainly of ferrite and / or bainite and small amounts of perlite or cementite (Fe 3 C) as well as fine and finest
Ausscheidungen, die die Feinkörnigkeit des Gefüges sichern. Die feine Precipitations that ensure the fine grain of the structure. The nice one
Kornstruktur und die hohe Dichte an feinen und feinsten Ausscheidungen führt zusammen mit der durch die Anwesenheit von Mangan und Silizium bewirkten Mischkristallverfestigung zu der hohen Festigkeit solcher Stahlflachprodukte. The grain structure and the high density of fine and extremely fine precipitates, together with the solid solution strengthening caused by the presence of manganese and silicon, lead to the high strength of such flat steel products.
Werkstofftechnisch führt die Feinheit des Gefüges zu einer enormen In terms of materials, the fineness of the structure leads to an enormous
Behinderung bei der Wanderung von Versetzungen während der Verformung, da substituierte Fremdatome (z.B. Mangan) umgangen und sehr viele Obstruction of the migration of dislocations during the deformation, since substituted foreign atoms (e.g. manganese) bypassed and very many
Korngrenzen und hohe Mengen an feinen und feinsten Ausscheidungen überwunden werden müssen. Obwohl die Dehnung bekanntermaßen bei steigender Festigkeit herabgesetzt wird, verbleibt diese bei aus mikrolegierten Stählen bestehenden Stahlflachprodukten dennoch auf einem hohen Niveau. Grain boundaries and large amounts of fine and extremely fine precipitates have to be overcome. Although the elongation is known to be reduced with increasing strength, it nevertheless remains at a high level in flat steel products made of micro-alloyed steels.
Aus der EP 2 924 140 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung eines From EP 2 924 140 A1 a method for producing a
Stahlflachprodukts mit einer Streckgrenze von mindestens 700 MPa und mit einem zu mindestens 70 Vol.-% bainitischen Gefüge bekannt, bei dem im ersten Arbeitsschritt eine Stahlschmelze erschmolzen wird, die (in Gew.-%) aus C: 0,05 - 0,08 %, Si: 0,015 - 0,500 %, Mn: 1 ,60 - 2,00 %, P: bis zu 0,025 %, S: bis zu 0,010 %, AI: 0,020 - 0,050 %, N: bis zu 0,006 %, Cr: bis zu 0,40 %, Nb: 0, 060 - 0,070 %, B: 0,0005 - 0,0025 %, Ti: 0,090 - 0,130 %, und als Rest aus Eisen sowie technisch unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, zu denen bis zu 0,12 % Cu, bis zu 0,100 % Ni, bis zu 0,010 % V, bis zu 0,004 % Mo und bis zu 0,004 % Sb gehören, besteht. Die so zusammengesetzte Schmelze wird zu einer Bramme vergossen, die anschließend auf eine Flat steel product with a yield strength of at least 700 MPa and with a structure of at least 70% by volume bainitic structure, in which a steel melt is melted in the first step which (in% by weight) consists of C: 0.05-0.08 %, Si: 0.015 - 0.500%, Mn: 1.60 - 2.00%, P: up to 0.025%, S: up to 0.010%, AI: 0.020 - 0.050%, N: up to 0.006%, Cr: up to 0.40%, Nb: 0.060-0.070%, B: 0.0005-0.0025%, Ti: 0.090-0.130%, and the remainder consists of iron and technically unavoidable impurities, of which up to 0 , 12% Cu, up to 0.100% Ni, up to 0.010% V, up to 0.004% Mo and up to 0.004% Sb. The melt composed in this way becomes a slab which is then poured onto a
Wiedererwärmungstemperatur von 1200 - 1300 °C erwärmt wird. Daraufhin wird die Bramme bei einer 950 - 1250 °C betragenden Vorwalztemperatur bei einer über das Vorwalzen erzielten Gesamtstichabnahme von mindestens 50 % vorgewalzt und darauf folgend fertig warmgewalzt, wobei das Warmwalzen bei einer Warmwalzendtemperatur von 800 - 880 °C beendet wird. Innerhalb von höchstens 10 s nach dem Fertigwarmwalzen wird das erhaltene Warmband dann mit einer Abkühlgeschwindigkeit von mindestens 40 K/s intensiv auf eine 550 - 620 °C betragende Haspeltemperatur abgekühlt, bei der es schließlich zu einem Coil gewickelt wird. Die Legierungselemente des Stahls sind in engen Grenzen so aufeinander abgestimmt, dass bei einer betriebssicher Reheating temperature of 1200 - 1300 ° C is heated. The slab is then pre-rolled at a roughing temperature of 950-1250 ° C with a total pass reduction of at least 50% achieved through roughing and then finished hot-rolled, the hot-rolling being terminated at a final hot-rolling temperature of 800-880 ° C. Within a maximum of 10 s after the finish hot rolling, the hot strip obtained is then intensively cooled at a cooling rate of at least 40 K / s to a coiling temperature of 550 - 620 ° C, at which it is finally wound into a coil. The alloying elements of the steel are matched to one another within narrow limits so that one is operationally safe
durchzuführenden Verfahrensweise maximierte mechanische Eigenschaften und optimierte Oberflächenbeschaffenheiten erzielt werden. procedure to be carried out maximized mechanical properties and optimized surface properties can be achieved.
Es ist bekannt, dass Niob, Titan und Vanadium einen unterschiedlich starken Beitrag zu Festigkeitssteigerung leisten. So hat Niob die stärkste It is known that niobium, titanium and vanadium make different contributions to increasing strength. Niobium is the strongest
festigkeitssteigernde Wirkung, gefolgt von Titan und Vanadium. strength-increasing effect, followed by titanium and vanadium.
Legierungskonzepte auf Basis von Titan ohne Niob und Vanadium sind meist günstig, da Titan preiswert ist. Allerdings führen reine Titan-mikrolegierte Konzepte nur bei sehr großen Gehalten an Titan zu hohen Festigkeiten. Durch die hohe Affinität zu Stickstoff bildet Titan Titannitride, die auch bei Alloy concepts based on titanium without niobium and vanadium are usually cheap because titanium is inexpensive. However, pure titanium micro-alloyed concepts only lead to high strengths with very high titanium contents. Due to its high affinity for nitrogen, titanium forms titanium nitrides, which also occur in
Temperaturen > 1200 °C stabil bleiben, und sich bei der Umformung derart legierter Stahlflachprodukte zu einem Bauteil aufgrund ihrer meist Temperatures> 1200 ° C remain stable, and during the forming of such alloyed flat steel products into a component due to their mostly
scharfkantigen Struktur nachteilig auswirken können. sharp-edged structure can have a detrimental effect.
Legierungskonzepte auf Basis von Vanadium erreichen auch bei großen Gehalten an Vanadium meist nicht die gewünschten Festigkeiten, da die Ausscheidungshärtüng durch Vanadium im Vergleich zu Niob und Titan deutlich schwächer ist. Weiterhin ist Vanadium sehr teuer, weshalb meist nur geringe Gehalte verwendet werden. Eine Kombination aus Mikrolegierungselementen (z. B. Titan und Vanadium), um hohe Festigkeiten zu erreichen, ist möglich und gängige Praxis. Allerdings neigen diese Konzepte oft zu Schwankungen der mechanischen Eigenschaften über die Länge und Breite des aus entsprechend legiertem Stahl erzeugten Stahlflachprodukts. Grund hierfür ist, dass bei der Abkühlung im nach dem Warmwalzen aus dem erhaltenen warmgewalzten Stahlband gewickelten Coil die Temperatur aus technischen Gründen nicht über die gesamte Bandlänge und -breite konstant ist, so dass die von der jeweiligen Temperatur abhängige Bildung von Ausscheidungen der Mikrolegierungselemente über Bandlänge und -breite mehr oder weniger stark unterschiedlich abläuft mit der Folge, dass die durch diese Ausscheidungen direkt beeinflussten mechanischen Eigenschaften des Stahlbands entsprechend starke Schwankungen zeigen. Alloy concepts based on vanadium usually do not achieve the desired strengths, even with high vanadium contents, since the precipitation hardening by vanadium is significantly weaker than that of niobium and titanium. Furthermore, vanadium is very expensive, which is why only low contents are usually used. A combination of micro-alloy elements (e.g. titanium and vanadium) in order to achieve high strengths is possible and common practice. However, these concepts often tend to fluctuate in the mechanical properties over the length and width of the flat steel product made from the corresponding alloyed steel. The reason for this is that during the cooling in the coil wound from the hot-rolled steel strip obtained after hot rolling, the temperature is not constant over the entire length and width of the strip for technical reasons, so that the formation of precipitations of the micro-alloying elements over the length of the strip is dependent on the respective temperature and width varies to a greater or lesser extent with the result that the mechanical properties of the steel strip that are directly influenced by these precipitations show correspondingly strong fluctuations.
Vor diesem Hintergrund hat sich die Aufgabe gestellt, ein warmgewalztes Stahlflachprodukt zu entwickeln, das sich durch eine besonders gleichmäßige Verteilung seiner mechanischen Eigenschaften über seine Länge und Breite auszeichnet und dabei eine gute Umformbarkeit sowie eine geringe Against this background, the task was set to develop a hot-rolled flat steel product, which is characterized by a particularly uniform distribution of its mechanical properties over its length and width and at the same time good formability and low
Rückfederungsneigung besitzt, die es für die Herstellung von komplex geformten Bauteilen mit besonders breit gefächertem Anforderungsprofil geeignet machen. Has a tendency to spring back, which makes it suitable for the production of complex-shaped components with a particularly wide range of requirements.
Ein diese Aufgabe gemäß der Erfindung lösendes Stahlflachprodukt weist mindestens die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. A flat steel product that achieves this object according to the invention has at least the features specified in claim 1.
Darüber hinaus sollte ein Verfahren angegeben werden, das die gezielte Herstellung eines solchen warmgewalzten Stahlflachprodukts ermöglicht. In addition, a process should be specified that enables the targeted production of such a hot-rolled flat steel product.
Ein diese Aufgabe lösendes Verfahren umfasst mindestens die in Anspruch 11 angegebenen Verfahrensschritte. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden wie der allgemeine Erfindungsgedanke nachfolgend im Einzelnen erläutert. A method that achieves this object comprises at least the method steps specified in claim 11. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims and, like the general inventive concept, are explained in detail below.
Ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt besteht demnach aus (in Gew.-%) 0,02 - 0,1 % C, 0,1 - 2,5 % Mn, 0,02 - 0,1 % AI, 0,02 - 0,12 % Nb sowie jeweils optional aus einem Element oder mehreren Elementen der Gruppe„Si, Ti, V,A flat steel product according to the invention accordingly consists of (in% by weight) 0.02-0.1% C, 0.1-2.5% Mn, 0.02-0.1% Al, 0.02-0.12 % Nb as well as optionally from one element or more elements from the group "Si, Ti, V,
Cr, B, Ca, Mo“ mit der Maßgabe, dass der Si-Gehalt höchstens 0,6 %, der Ti- Gehalt höchstens 0,12 %, der V-Gehalt höchstens 0,2 %, der Cr-Gehalt höchstens 0,2 %, der B-Gehalt höchstens 0,0025 %, der Ca-Gehalt höchstens 0,01 % und der Mo-Gehalt höchstens 0,3 % beträgt, und als Rest aus Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei zu den Verunreinigungen bis zu 0,05 % P, bis zu 0,03 % S, bis zu 0,01 % N, bis zu 0,2 % Ni und bis zu 0,15 % Cu zählen. Cr, B, Ca, Mo "with the proviso that the Si content is not more than 0.6%, the Ti content is not more than 0.12%, the V content is not more than 0.2%, the Cr content is not more than 0, 2%, the B content is not more than 0.0025%, the Ca content is not more than 0.01% and the Mo content is not more than 0.3%, and the remainder is iron and unavoidable impurities, with the impurities up to 0 Count .05% P, up to 0.03% S, up to 0.01% N, up to 0.2% Ni and up to 0.15% Cu.
Das Gefüge eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts besteht dabei zu mindestens 60-Flächen-% aus Ferrit und/oder Bainit und als Rest aus Perlit, aus Karbid- oder Karbonitrid-Ausscheid ungen und aus höchstens bis zu 2 Flächen-% sonstigen Gefügebestandteilen. Gleichzeitig weist das Gefüge ein Kornstreckungsverhältnis von 0,2 - 0,7 auf. The structure of a flat steel product according to the invention consists of at least 60% by area of ferrite and / or bainite and the remainder of pearlite, of carbide or carbonitride precipitates and of up to 2% by area of other structural components. At the same time, the structure has a grain aspect ratio of 0.2-0.7.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn das Gefüge eines It has proven to be particularly favorable if the structure of a
erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts darüber hinaus eine mittlere Flat steel product according to the invention also has a medium one
Ferritkomgröße von höchstens 15 mm aufweist. Die insbesondere durch die erfindungsgemäße Herstellweise im Gefüge sicher erzielbaren Ferrite grain size of at most 15 mm. Which can be reliably achieved in the structure in particular by the method of manufacture according to the invention
Komstreckungsverhältnisse tragen wesentlich zu den guten Komstreckungsbedingungen contribute significantly to the good
Zähigkeitseigenschaften eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts bei. Weiterhin trägt das durch geringe Ferritkorngrößen gekennzeichnete feine Gefüge zur weiteren Verbesserung der Zähigkeitseigenschaften bei. Toughness properties of a flat steel product according to the invention. The fine structure, characterized by small ferrite grain sizes, further improves the toughness properties.
Durch seine besondere Zusammensetzung und seine Gefügebeschaffenheit, die Folge der Art und Weise seiner Herstellung ist, besitzt ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt hervorragende Umformeigenschaften, die gepaart sind mit optimierten mechanischen Eigenschaften. So gilt für die Streckgrenze Re erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte Re > RE_BER, wobei gilt: Due to its special composition and structure, which is a result of the way it is manufactured, a flat steel product according to the invention has excellent forming properties, which are paired with optimized mechanical properties. The following applies to the yield point Re of flat steel products according to the invention Re> RE_BER, where:
Re_BER = (400 + 2243 * %Nb) / (d0'15) Re_BER = (400 + 2243 *% Nb) / (d 0 '15 )
mit %Nb: jeweiliger Nb-Gehalt des Stahlflachprodukts in Gew.-% und with% Nb: respective Nb content of the flat steel product in% by weight and
d: jeweilige Dicke des Stahlflachprodukts in mm d: respective thickness of the flat steel product in mm
Typischerweise betragen die Streckgrenzen Re erfindungsgemäßer The yield strengths Re are typically more according to the invention
Stahlflachprodukte mehr als 350 MPa, insbesondere mehr als 400 MPa, 450 MPa oder mehr als 500 MPa. Weiterhin typischerweise liegen die Flat steel products more than 350 MPa, especially more than 400 MPa, 450 MPa or more than 500 MPa. Furthermore, the
Streckgrenzen Re unterhalb von 800 MPa, insbesondere unterhalb von 750 MPa oder unterhalb von 700 MPa. Yield strength Re below 800 MPa, in particular below 750 MPa or below 700 MPa.
Gleichzeitig ergeben gemäß DIN EN ISO 148-1 in Prüfrichtung "längs" durchgeführte Kerbschlagbiegeversuche bei erfindungsgemäßen At the same time, according to DIN EN ISO 148-1, notched bar impact tests carried out "longitudinally" in the test direction result in the case of the invention
Stahlflachprodukten bei -20° C und -30 °C jeweils eine Kerbschlagarbeit von > 100 J, wobei regelmäßig Werte für die Kerbschlagarbeit von mehr als 125 J, insbesondere mehr als 150 J, erreicht worden sind. Bei derselben Flat steel products each have an impact energy of> 100 J at -20 ° C and -30 ° C, whereby values for the impact energy of more than 125 J, in particular more than 150 J, have regularly been achieved. With the same
Versuchsanordnung, jedoch Prüftemperaturen von -60 °C, betrug die ermittelte Kerbschlagarbeit in Prüfrichtung "längs" bei -60° C mehr als 27 J, wobei regelmäßig für die Kerbschlagarbeit Werte von mehr als 80 J erzielt wurden. Selbst bei einer Prüftemperatur von -80 °C erreichten erfindungsgemäße Stahlflachprodukte in Prüfrichtung "längs" noch eine Kerbschlagarbeit von mehr als 27 J. Ihre demgemäß optimierte Kerbschlagzähigkeit und ihr hoher Test set-up, but at test temperatures of -60 ° C, the impact energy determined in the "longitudinal" test direction at -60 ° C was more than 27 J, with values of more than 80 J being regularly achieved for the impact energy. Even at a test temperature of -80 ° C., flat steel products according to the invention still achieved a notched impact energy of more than 27 J. Their correspondingly optimized notched impact strength and their higher notch impact strength in the “longitudinal” test direction
Sprödbruchwiderstand machen erfindungsgemäße Stahlflachprodukte insbesondere auch für Anwendungen geeignet, bei denen tiefere Brittle fracture resistance make flat steel products according to the invention particularly suitable for applications in which deeper
Temperaturen, d.h. insbesondere Temperaturen von weniger als -40 °C, herrschen. Die gemäß DIN EN 10149-2 mit einem Biegedorndurchmesser von 8 mm ermittelte Rückfederung beträgt bei erfindungsgemäßen warmgewalzten Temperatures, ie in particular temperatures of less than -40 ° C, prevail. The springback determined in accordance with DIN EN 10149-2 with a mandrel diameter of 8 mm is for hot-rolled according to the invention
Stahlflachprodukten weniger als 20 %, wobei sich in der Praxis regelmäßig Werte der Rückfederung von weniger als 17 %, insbesondere weniger als 15 %, einstellen. Flat steel products less than 20%, with springback values of less than 17%, in particular less than 15%, regularly occurring in practice.
Ihre Eigenschaften entwickeln erfindungsgemäße warmgewalzte Their properties develop according to the invention hot-rolled
Stahlflachprodukte durch die Anwesenheit von Niob als alleinigem Pflicht- Mikrolegierungselement, ohne dass dazu weitere Mikrolegierungselemente, nämlich Titan und Vanadium, zugegeben werden müssen. Zwar können diese Elemente, wie nachfolgend erläutert, in einem erfind ungsgemäßen Flat steel products due to the presence of niobium as the sole mandatory micro-alloying element, without the need to add further micro-alloying elements, namely titanium and vanadium. These elements can, as explained below, in an inventive
Stahlflachprodukt optional in wirksamen Gehalten zur Unterstützung der Flat steel product optionally in effective contents to support the
Wirkung des erfindungsgemäß immer vorhandenen Niob-Gehalts vorhanden sein. Jedoch beruht das Legierungskonzept eines erfindungsgemäßen Effect of the niobium content that is always present according to the invention. However, the alloy concept is based on one according to the invention
Stahlflachprodukts auf der Anwesenheit von Niob, dessen Gehalte Flat steel product based on the presence of niobium, its contents
erfindungsgemäß so abgestimmt sind, dass grundsätzlich keine zusätzlichen Mikroelemente erforderlich sind, um allen Anforderungen zu genügen, die an die Umformbarkeit, die Festigkeit, die Zähigkeit, das Kerbschlagverhalten und das Rückfederungsverhalten erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte gestellt werden. So zeigt sich bei der Umformung, dass bei erfindungsgemäßen are matched according to the invention in such a way that basically no additional micro-elements are required to meet all the requirements placed on formability, strength, toughness, notch impact behavior and resilience of flat steel products according to the invention. So it is shown in the deformation that with the invention
Stahlflachprodukten aufgrund ihrer speziellen Mikrostruktur (d.h. ihrer Flat steel products due to their special microstructure (i.e. their
besonderen Komstreckung und Faser-Orientierung) die Gefahr einer special grain stretching and fiber orientation) the risk of a
Rissbildung derart verzögert ist, dass selbst komplexe Bauteile wie z. B. Crack formation is so delayed that even complex components such as B.
Federbeinaufnahmen für Fahrwerke von Kraftfahrzeugen problemlos gefertigt werden können. Strut mounts for chassis of motor vehicles can be easily manufactured.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäß beschaffenen Stahlflachprodukts umfasst folgende Arbeitsschritte: a) Erzeugen einer Stahlschmelze, die aus (in Gew.-%) 0,02 - 0,1 % C, 0,1 - 2,5 % Mn, 0,02 - 0,1 % AI, 0,02 - 0,12 % Nb sowie jeweils optional aus einem Element oder mehreren Elementen der Gruppe„Si, Ti, V, Cr, B, Ca, Mo“ mit der Maßgabe, dass der Si-Gehalt höchstens 0,6 %, der Ti-Gehalt höchstens 0,12 %, der V-Gehalt höchstens 0,2 %, der Cr-Gehalt höchstens 0,2 %, der B- Gehalt höchstens 0,0025 %, der Ca-Gehalt höchstens 0,01 % und der Mo- Gehalt höchstens 0,3 % beträgt, und als Rest aüs Elsen und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei zu den Verunreinigungen bis zu 0,05 % P, bis zu 0,03 % S, bis zu 0,01 % N, bis zu 0,2 % Ni und bis zu 0,15 % Cu zählen; b) Vergießen der Schmelze zu einem Vorprodukt, bei dem es sich um eine The method according to the invention for the production of a flat steel product according to the invention comprises the following work steps: a) Production of a steel melt which consists of (in% by weight) 0.02-0.1% C, 0.1-2.5% Mn, 0, 02 - 0.1% Al, 0.02 - 0.12% Nb and each optionally from one or more elements of the group "Si, Ti, V, Cr, B, Ca, Mo" with the proviso that the Si content is at most 0.6%, the Ti content is at most 0.12%, the V content is at most 0.2%, the Cr content is at most 0.2%, the B content is at most 0 , 0025%, the Ca content is at most 0.01% and the Mo content is at most 0.3%, and the remainder consists of Elsen and unavoidable impurities, with up to 0.05% P, up to 0 Count .03% S, up to 0.01% N, up to 0.2% Ni, and up to 0.15% Cu; b) Pouring the melt into a preliminary product, which is a
Bramme mit einer Dicke von 70 mm - 350 mm oder eine Dünnbramme mit einer Dicke von 30 - 70 mm handelt; c) Austenitisieren des Vorprodukts derart, dass das Vorprodukt auf eine Slab with a thickness of 70 mm - 350 mm or a thin slab with a thickness of 30 - 70 mm; c) Austenitizing the preliminary product in such a way that the preliminary product on a
Austenitisierungstemperatur von 1150 - 1320 °C durcherwärmt ist; d) im Fall, dass das Vorprodukt eine Bramme ist: Austenitizing temperature is heated through from 1150 - 1320 ° C; d) in the case that the intermediate product is a slab:
Vorwalzen des austenitisierten Vorprodukts in zwei oder mehr Walzstichen auf eine Dicke von mindestens 30 mm und höchstens 70 mm bei einer Vorwalztemperatur, die höchstens gleich der Austenitisierungstemperatur ist, jedoch mindestens 30 °C oberhalb der Rekristallisationsstopptemperatur TNR liegt, die wie folgt berechnet wird: Pre-rolling the austenitized intermediate product in two or more passes to a thickness of at least 30 mm and a maximum of 70 mm at a pre-rolling temperature that is at most equal to the austenitizing temperature, but at least 30 ° C above the recrystallization stop temperature T NR , which is calculated as follows:
TNR[°C] = 913 °C + 910 °C/Gew.-% * %Nb (1 ) mit %Nb = jeweiliger Nb-Gehalt des Stahlflachprodukts; e) Fertigwarmwalzen des Vorprodukts zu einem warmgewalzten T NR [° C] = 913 ° C + 910 ° C / wt .-% *% Nb (1) with% Nb = respective Nb content of the flat steel product; e) Finish hot rolling the intermediate product to a hot rolled one
Stahlflachprodukt in mehreren Walzstichen, Flat steel product in several rolling passes,
- wobei eine Anzahl nW von Walzstichen, die größer oder gleich einem auf eine ganze Zahl abgerundeten Wert nw' ist, der gemäß der Formel - Where a number n W of rolling passes which is greater than or equal to a value nw 'rounded off to an integer, according to the formula
nW' ³ 7 * Wurzel(dEW / (6 * Z)) + 2 (2) mit dEW: Endwalzdicke des Stahlflachprodukts Z: Dicke des Vorprodukts berechnet wird, bei einer unterhalb der gemäß Formel (1) n W '³ 7 * root (d EW / (6 * Z)) + 2 (2) with d EW : final rolling thickness of the flat steel product Z: Thickness of the preliminary product is calculated, if it is below that according to formula (1)
berechneten Rekristallisationsstopptemperatur TNR liegenden calculated recrystallization stop temperature T NR
Temperatur durchgeführt werden, Temperature,
- wobei für einen über das Fertigwarmwalzen insgesamt erzielten - Wherein overall achieved for one over the finish hot rolling
Umformgrad Dhges gilt Deformation degree Dh tot applies
Dhges = (dEinlauf - dAuslauf) / dEinlauf *00 % > 65 % (3) mit dEinlauf: Dicke des Stahlflachprodukts beim Einlauf in das Ie tot = (d inlet - d outlet ) / d inlet * 00%> 65% (3) with d inlet : Thickness of the flat steel product when entering the
Fertigwarmwalzen, Finished hot rolls,
dAuslauf : Dicke des Stahlflachprodukts am Ende des d outlet : thickness of the flat steel product at the end of the
Fertigwarmwalzens, Finish hot rolling,
- wobei für den im letzten Walzstich des Fertigwarmwalzens erzielten - where for the final pass of the finish hot rolling achieved
Umformgrad DhLG ist gilt; Deformation degree Dh LG is true;
DhLG st > DhLG min (4) mit
Figure imgf000011_0001
Ie LG st > Ie LG min (4) with
Figure imgf000011_0001
dEiniauf LG: Dicke des Stahlflachprodukts beim Einlauf in das d Inlet LG : Thickness of the flat steel product as it enters the
letzte Walzgerüst, last roll stand,
dAuslauf LG: Dicke des Stahlflachprodukts beim Auslauf aus dem d Outlet LG : Thickness of the flat steel product at the outlet from the
letzten Walzgerüst last roll stand
DhLG min = 1,8 * 10-5 * e(0,0135*(TEW+11)) + 3 Ie LG min = 1.8 * 10 -5 * e (0.0135 * (TEW + 11)) + 3
DhLG min: Mindest-Umformgrad im letzten Walzstich des Fertigwarmwalzens Ie LG min : minimum degree of deformation in the last pass of the finish hot rolling
TEW: Warmwalzendtemperatur in °C, TEW: hot rolling end temperature in ° C,
und and
- wobei die Warmwalzendtemperatur 760 - 940 °C beträgt; f) Abkühlen des warmgewalzten Stahlflachprodukts auf eine Haspeltemperatur von 520 - 650 °C; g) Haspeln des warmgewalzten Stahlflachprodukts zu einem Coil und Abkühlen des warmgewalzten Stahlflachprodukts im Coil auf Raumtemperatur. - The hot rolling end temperature is 760-940 ° C; f) cooling the hot-rolled flat steel product to a coiling temperature of 520-650 ° C; g) Coiling the hot-rolled flat steel product into a coil and cooling the hot-rolled flat steel product in the coil to room temperature.
Die Legierungsbestandteile eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts und die Gehalte dieser Bestandteile sind erfindungsgemäß wie folgt ausgewählt: The alloy components of a flat steel product according to the invention and the contents of these components are selected according to the invention as follows:
Neben Eisen sind C, Mn, AI und Nb Pflichtelemente der Legierung eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts. Alle anderen nachfolgend erläuterten Elemente sind optional im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt vorhanden, um bestimmte Eigenschaften auszuprägen, oder den unvermeidbaren In addition to iron, C, Mn, Al and Nb are mandatory elements of the alloy of a flat steel product according to the invention. All other elements explained below are optionally present in the flat steel product according to the invention in order to develop certain properties or the unavoidable ones
Verunreinigungen zuzuordnen, deren Anwesenheit zwar unerwünscht ist, jedoch aus herstellungstechnischen Gründen nicht vermeidbar ist. Die Gehalte dieser unvermeidbaren Begleitelemente sind bei einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt beschränkt, so dass sie keinen negativen Einfluss auf die Eigenschaften des Stahlflachprodukts haben. Assigning impurities, the presence of which is undesirable, but cannot be avoided for manufacturing reasons. The contents of these unavoidable accompanying elements are limited in a flat steel product according to the invention, so that they have no negative influence on the properties of the flat steel product.
Kohlenstoff„C“ ist in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt in Gehalten von 0,02 - 0,1 Gew.-% vorhanden. Mindestens 0,02 Gew.-% sind erforderlich, damit ein erfindungsgemäßes Stählflachprodukt die von ihm geforderten Carbon “C” is present in a flat steel product according to the invention in contents of 0.02-0.1% by weight. At least 0.02% by weight is required so that a flat steel product according to the invention has the required properties
Festigkeitseigenschaften erreicht. Diese Wirkung kann besonders sicher bei C- Gehalten von mindestens 0,04 Gew-% erzielt werden. Gleichzeitig ist der C- Gehalt auf höchstens 0,1 Gew.-% beschränkt, um einen negativen Einfluss auf die Schweißbarkeit und die Umformbarkeit zu vermeiden. Negative Wirkung der Anwesenheit von C, wie eine Verringerung der Zähigkeit, können dabei besonders sicher dadurch vermieden werden, dass ein C-Gehalt von maximal 0,08 Gew.-%, insbesondere maximal 0,7 Gew.-%, eingestellt wird. Strength properties achieved. This effect can be achieved particularly reliably with C contents of at least 0.04% by weight. At the same time, the C content is limited to a maximum of 0.1% by weight in order to avoid a negative influence on weldability and formability. Negative effects of the presence of C, such as a reduction in toughness, can be avoided particularly reliably by setting a C content of at most 0.08% by weight, in particular at most 0.7% by weight.
Silizium„Si“ wird optional bei der Erzeugung des Stahls eines Silicon "Si" is optionally used in the production of the steel
erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts als Desoxidationsmittel eingesetzt und trägt im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt zur Verbesserung der Flat steel product according to the invention used as a deoxidizer and contributes to the improvement of the flat steel product according to the invention
Festigkeitseigenschaften bei. Um diese Wirkung von Si zuverlässig nutzen zu können, kann der Si-Gehalt mindestens 0,01 Gew.-% betragen. Si-Gehalte von mehrals 0,6 Gew.-% würden die Oberflächenbeschaffenheit und die Strength properties at. In order to be able to use this effect of Si reliably, the Si content can be at least 0.01% by weight. Si contents of more than 0.6 wt% would improve the surface finish and the
Zähigkeitseigenschaften des erfindungsgemäßen Materials beeinträchtigen, insbesondere die Zähigkeit in der Wärmeeinflusszone einer an einem Impact toughness properties of the material according to the invention, in particular the toughness in the heat-affected zone of one at a time
erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt erzeugten Schweißnaht. Darüber hinaus könnten zu hohe Si-Gehalte die Schweißbarkeit erfindungsgemäßer Flat steel product according to the invention produced weld seam. In addition, excessively high Si contents could reduce the weldability of the invention
Stahlflachprodukte verschlechtern. Um diese negativen Einflüsse sicher zu vermeiden und insbesondere eine optimierte Oberflächenqualität zu Steel flat products deteriorate. In order to safely avoid these negative influences and in particular to ensure an optimized surface quality
gewährleisten, kann der Si-Gehalt auf 0,25 Gew.-% begrenzt werden. ensure, the Si content can be limited to 0.25 wt .-%.
Mangan„Mn“ ist in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt in Gehalten von 0,1 - 2,5 Gew.-% vorhanden, um gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Zähigkeit, sowie eine S-Abbindung zu gewährleisten. Bei Gehalten von weniger als 0,1 Gew.-% würden keine ausreichenden Manganese “Mn” is present in a flat steel product according to the invention in contents of 0.1-2.5% by weight in order to ensure good mechanical properties, in particular high toughness, and S-bonding. In the case of contents of less than 0.1% by weight, these would not be sufficient
Festigkeiten erreicht. Bei Mn-Gehalten von mehr als 2,5 Gew.-% würden allerdings die Schweißbarkeit und die Umformbarkeit negativ beeinflusst. Um die festigkeitssteigernde Wirkung von Mn beim erfindungsgemäßen Strengths achieved. With Mn contents of more than 2.5% by weight, however, the weldability and the formability would be adversely affected. To the strength-increasing effect of Mn in the invention
Stahlflachprodukt sicher nutzen zu können, kann der Gehalt an Mn auf mindestens 0,5 Gew.-% angehoben werden. Um das Seigerungsverhalten, sowie die Zähigkeit nicht negativ zu beeinflussen, kann der Mn-Gehalt auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt werden. To be able to safely use flat steel product, the Mn content can be increased to at least 0.5% by weight. In order not to adversely affect the segregation behavior and toughness, the Mn content can be limited to a maximum of 2.0% by weight.
Aluminium„AI“ ist im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt in Gehalten von 0,02 - 0,1 Gew.-% vorhanden. Es wird bei der Erzeugung des Stahls eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts als Desoxidationsmittel eingesetzt und behindert durch Bildung von AIN-Ausscheidungen eine Vergröberung des Austenitkorns bei einer im Zuge der Verarbeitung des Stahls zu dem Aluminum “AI” is present in the flat steel product according to the invention in contents of 0.02-0.1% by weight. It is used as a deoxidizing agent in the production of the steel of a flat steel product according to the invention and, through the formation of AlN precipitates, prevents the austenite grain from becoming coarser in the course of processing the steel into the
erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt durchlaufenen Erwärmung flat steel product according to the invention passed through heating
(„Austen itisieren“). Liegt der Aluminiumgehalt unter 0,02 Gew.-%, laufen bei der Stahlerzeugung die Desoxidationsprozesse nicht vollständig ab. Ubersteigt der Al-Gehalt jedoch die Obergrenze von 0,1 %, so können sich unerwünschte Al2O3-Einschlüsse bilden. Diese würden sich negativ auf den Reinheitsgrad und die Zähigkeitseigenschaften eines erfindungsgemäßen Stählflachprodukts auswirken. Sollen bei der Erzeugung erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte Einschränkungen der Vergießbarkeit der Stahlschmelze besonders sicher vermieden werden, so kann der Al-Gehalt eines erfindungsgemäßen ("Austenitize"). If the aluminum content is below 0.02% by weight, the deoxidation processes in steel production do not take place completely. Exceeds the However, if the Al content exceeds the upper limit of 0.1%, undesired Al 2 O 3 inclusions can form. These would have a negative effect on the degree of purity and the toughness properties of a flat steel product according to the invention. If, in the production of flat steel products according to the invention, restrictions on the castability of the steel melt are to be avoided particularly reliably, then the Al content of a steel melt according to the invention can be used
Stahlflachprodukts auf höchstens 0,05 Gew.-% begrenzt werden. Flat steel product can be limited to a maximum of 0.05% by weight.
Niob„Nb“ ist im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt in Gehalten von 0,02 - 0,12 Gew.-% vorhanden, um optimierte Festigkeitseigenschaften durch Niobium “Nb” is present in the flat steel product according to the invention in contents of 0.02-0.12% by weight in order to achieve optimized strength properties
Ausscheidungshärtung beim erfindungsgemäß durchgeführten Haspeln zu erzielen. Beträgt der Nb-Gehalt weniger als 0,02 Gew.-%, so würden die geforderten Festigkeitseigenschaften nicht erreicht. Um die Kornfeinung der Austenitstruktur beim erfindungsgemäß temperaturgesteuerten Walzen sicher einzustellen, kann Nb in Gehalten von mindestens 0,04 Gew-% zugegeben werden. Würden Nb-Gehalte von mehr als 0,12 Gew.-% vorgesehen, so würden hierdurch die Schweißbarkeit und die Zähigkeit in der To achieve precipitation hardening when reeling carried out according to the invention. If the Nb content is less than 0.02% by weight, the required strength properties would not be achieved. In order to reliably set the grain refinement of the austenite structure in temperature-controlled rolling according to the invention, Nb can be added in contents of at least 0.04% by weight. If Nb contents of more than 0.12% by weight were provided, this would reduce the weldability and toughness in the
Wärmeeinflusszone einer an einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt erzeugten Schweißverbindung verschlechtert. Besonders wirtschaftlich lassen sich die durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Nb-Gehalte erzielten Effekte bei Nb-Gehalten von maximal 0,08 Gew.-% erzielen. Heat affected zone of a welded joint produced on a flat steel product according to the invention deteriorates. The effects achieved by the Nb contents provided according to the invention can be achieved particularly economically with Nb contents of a maximum of 0.08% by weight.
Auch wenn das erfindungsgemäße Legierungskonzept darauf abzielt, nur Nb als Mikrolegierungselement zu verwenden, kann Titan„Ti“ im Even if the alloy concept according to the invention aims to use only Nb as a micro-alloy element, titanium “Ti” can be used in the
erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt in Gehalten von bis zu 0,12 Gew.-% vorhanden sein, um die Festigkeitseigenschaften durch Verhinderung des Kornwachstums beim Austenitisieren und durch Ausscheidungshärtung beim Haspeln zu unterstützen. Diese vorteilhaften Wirkungen der Anwesenheit von Ti können dadurch besonders sicher genutzt werden, dass der Ti-Gehalt eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts auf mindestens 0,005 Gew.-% Flat steel product according to the invention may be present in contents of up to 0.12% by weight in order to support the strength properties by preventing grain growth during austenitizing and by precipitation hardening during coiling. These advantageous effects of the presence of Ti can be used particularly reliably by reducing the Ti content of a flat steel product according to the invention to at least 0.005% by weight.
eingestellt wird. Bei oberhalb von 0,12 Gew.-% liegenden Ti-Gehalten besteht die Gefahr, dass sich die Umformbarkeit, Schweißbarkeit und die Zähigkeit des Stahlflachprodukts infolge der Bildung von groben Ti-Ausscheidungen verschlechtert. Diese Gefahr kann dadurch minimiert werden, dass der Ti- Gehalt auf höchstens 0,10 Gew.-% beschränkt wird. Zur Gewährleistung möglichst gleichmäßiger Festigkeitseigenschaften über Länge und Breite wird insbesondere ganz auf eine Ti-Legierung verzichtet oder der Gehalt wird bevorzugt auf höchstens 0,010 Gew.-%, besonders bevorzugt auf höchstens 0,006 Gew.-% beschränkt. is set. If the Ti content is above 0.12% by weight, there is a risk that the formability, weldability and toughness of the Flat steel product deteriorated due to the formation of coarse Ti precipitates. This risk can be minimized by limiting the Ti content to a maximum of 0.10% by weight. To ensure the most uniform strength properties possible over length and width, a Ti alloy is in particular completely dispensed with or the content is preferably limited to at most 0.010% by weight, particularly preferably to at most 0.006% by weight.
Vanadin„V“ kann einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt in Gehalten von bis zu 0,2 Gew.-% zugegeben werden, um die Festigkeit durch Bildung von Karbonitriden zu unterstützen. Soll diese Wirkung in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt gezielt genutzt werden, so kann hierzu ein Gehalt von . Vanadium “V” can be added to a flat steel product according to the invention in contents of up to 0.2% by weight in order to support the strength through the formation of carbonitrides. If this effect is to be used specifically in a flat steel product according to the invention, a content of.
mindestens 0,005 Gew.-% V vorgesehen werden. Bei Gehalten von mehr als 0,2 Gew.-% tritt keine weitere Steigerung der positiven Einflüsse der optionalen Anwesenheit von V in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt auf. at least 0.005% by weight V can be provided. At contents of more than 0.2% by weight, there is no further increase in the positive effects of the optional presence of V in a flat steel product according to the invention.
Optimal nutzen lässt sich die festigkeitssteigernde Wirkung von V, wenn in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt bis zu 0,15 Gew.-% V vorhanden sind. Grundsätzlich gilt aber auch hier, dass die Zugabe von V rein optional zu betrachten ist, die Zugabe von V also vollständig entfallen kann, weil das erfindungsgemäße Legierungskonzept vorranging auf der Anwesenheit des Mikroelements Nb gründet. Zur Gewährleistung möglichst gleichmäßiger Festigkeitseigenschaften über Länge und Breite wird gemäß einer besonders praxisgerechten Variante der Erfindung der V-Gehalt in einem The strength-increasing effect of V can be optimally used if up to 0.15% by weight of V is present in a flat steel product according to the invention. In principle, however, the addition of V is to be considered purely optional, i.e. the addition of V can be omitted completely because the alloy concept according to the invention is primarily based on the presence of the micro-element Nb. In order to ensure the most uniform strength properties possible over length and width, the V content is combined in a particularly practical variant of the invention
erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt bis auf technisch unwirksame Gehalte reduziert. Hierzu kann der V-Gehalt auf höchstens 0,010 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,006 Gew.-%, beschränkt werden. Flat steel product according to the invention reduced to technically ineffective levels. For this purpose, the V content can be limited to a maximum of 0.010% by weight, in particular a maximum of 0.006% by weight.
Chrom„Cr“ ist im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt optional in Gehalten von bis zu 0,2 Gew.-% vorhanden. Durch Zugabe von Cr können ebenfalls die Festigkeitseigenschaften eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts verbessert werden. Ist der Chromgehalt zu hoch, werden allerdings die Chromium “Cr” is optionally present in the flat steel product according to the invention in contents of up to 0.2% by weight. The strength properties of a flat steel product according to the invention can also be improved by adding Cr. If the chromium content is too high, however, the
Schweißbarkeit und Zähigkeit in der Wärmeeinflusszone einer an einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt vorgenommenen Verschweißung negativ beeinflusst. Die positiven Einflüsse der optionalen Anwesenheit von Cr in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt können dadurch sicher genutzt werden, dass sein Cr-Gehalt mindestens 0,02 Gew.-% beträgt. Weldability and toughness in the heat affected zone one at one Flat steel product according to the invention made welding negatively influenced. The positive influences of the optional presence of Cr in a flat steel product according to the invention can be used reliably if its Cr content is at least 0.02% by weight.
Bor„B“ ist im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt optional in Gehalten von bis zu 0,0025 Gew.-% vorhanden. B wirkt sich günstig auf die Boron “B” is optionally present in the flat steel product according to the invention in contents of up to 0.0025% by weight. B has a beneficial effect on the
Festigkeitseigenschaften und die Härtbarkeit des Stahls aus, aus dem ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt besteht. Diese günstige Wirkung von B kann dadurch genutzt werden, dass für ein erfindungsgemäßes Strength properties and the hardenability of the steel from which a steel flat product according to the invention is made. This beneficial effect of B can be used for an inventive
Stahlflachprodukt B-Gehalte von mindestens 0,0005 Gew.-% B, insbesondere mindestens 0,0015 Gew.-% B, vorgesehen werden. B-Gehalte von mehr als 0,0025 Gew.-% würden jedoch die Zähigkeitseigenschaften verschlechtern. Flat steel product B contents of at least 0.0005% by weight B, in particular at least 0.0015% by weight B, can be provided. However, B contents of more than 0.0025% by weight would deteriorate the toughness properties.
Calcium„Ca“ kann im Stahl eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts optional vorhanden sein, um im Gefüge des Stahlflachprodukts nichtmetallische Einschlüsse einzuformen, damit die Zähigkeit verbessert wird. Liegt der Ca- Gehalt oberhalb von 0,01 Gew.-%, kann dies allerdings eine negative Wirkung auf den Reinheitsgrad der Schmelze haben und beim Vergießen des Stahls, aus dem ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt erzeugt ist, zu Fehlern in der Schale des jeweils gegossenen Zwischenprodukts führen. Die positiven Einflüssen der optionalen Anwesenheit von Ca in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt können dadurch sicher genutzt werden, dass sein Ca-Gehalt mindestens 0,0005 Gew.-% beträgt. Calcium “Ca” can optionally be present in the steel of a flat steel product according to the invention in order to form non-metallic inclusions in the structure of the flat steel product so that the toughness is improved. If the Ca content is above 0.01% by weight, however, this can have a negative effect on the degree of purity of the melt and, when casting the steel from which a steel flat product according to the invention is produced, it can lead to defects in the shell of the respective cast intermediate product to lead. The positive influences of the optional presence of Ca in a flat steel product according to the invention can be used reliably if its Ca content is at least 0.0005% by weight.
Molybdän„Mo“ kann im Stahl eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts optional vorhanden sein, um die höheren Festigkeitseigenschaften zu erreichen. Die positiven Einflüsse der optionalen Anwesenheit von Mo können ab einem Mo-Gehalt von mindestens 0,02 % erreicht werden. Ist der Mo-Gehalt zu hoch, werden die Bruchdehnung sowie die Umformbarkeit des Werkstoffs negativ beeinflusst. Hierzu ist der Mo-Gehalt auf höchstens 0,3 Gew.-%, insbesondere auf höchstens 0,25 Gew.-% oder, besonders vorteilhaft, auf höchstens 0,1 Gew.-%, beschränkt. Molybdenum “Mo” can optionally be present in the steel of a flat steel product according to the invention in order to achieve the higher strength properties. The positive effects of the optional presence of Mo can be achieved from a Mo content of at least 0.02%. If the Mo content is too high, the elongation at break and the formability of the material are negatively affected. For this purpose, the Mo content must be at most 0.3% by weight, in particular to at most 0.25% by weight or, particularly advantageously, to at most 0.1% by weight.
Ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt weist eine optimierte Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit auf, ohne dass dazu teure Legierungselemente wie Nickel„Ni“ und Kupfer„Cu“ benötigt werden. Jedoch können auch diese A flat steel product according to the invention has an optimized combination of strength and toughness without the need for expensive alloying elements such as nickel “Ni” and copper “Cu”. However, these can also
Elemente herstellungsbedingt, beispielsweise durch den Einsatz von Schrott bei der Stahlerzeugung, als unvermeidbare Verunreinigungen in den Stahl gelangen. In jedem Fall sind in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt die Gehalte an Ni und Cu so niedrig gehalten, dass sie keinen Einfluss auf die Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts haben. Der Ni- Gehalt eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts beträgt aus denselben Gründen höchstens 0,2 Gew.-%, sein Cu-Gehalt höchstens 0,15 Gew.-%. Elements due to production, for example through the use of scrap in steel production, get into the steel as unavoidable impurities. In any case, the contents of Ni and Cu in a flat steel product according to the invention are kept so low that they have no influence on the properties of a flat steel product according to the invention. For the same reasons, the Ni content of a flat steel product according to the invention is at most 0.2% by weight, its Cu content at most 0.15% by weight.
Phosphor„P“ und Schwefel„S“ sind ebenfalls Verunreinigungen, die im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt unerwünscht sind, weil sie dessen mechanische Eigenschaften, insbesondere die Kerbschlagarbeit und die Phosphorus “P” and sulfur “S” are also impurities that are undesirable in the flat steel product according to the invention because they affect its mechanical properties, in particular the impact energy and the
Umformbarkeit, verschlechtern. Um jeden Einfluss dieser herstellungsbedingt jedoch unvermeidbaren Begleiteiemente zu vermeiden, legt die Erfindung für den P-Gehalt eine Obergrenze von 0,05 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,025 Gew.-% oder, besonders bevorzugt, von höchstens 0,015 Gew.-%, und für den S-Gehalt eine Obergrenze von höchstens 0,03 Gew.-% fest, Formability, deteriorate. In order to avoid any influence of these accompanying elements, which are unavoidable due to production, the invention sets an upper limit for the P content of 0.05% by weight, in particular of at most 0.025% by weight or, particularly preferably, of at most 0.015% by weight , and for the S content an upper limit of at most 0.03% by weight fixed,
insbesondere von höchstens 0,01 Gew.-% oder, besonders bevorzugt, von höchstens 0,003 Gew.-%. in particular of at most 0.01% by weight or, particularly preferably, of at most 0.003% by weight.
Stickstoff„N“ ist ebenfalls eine herstellungsbedingt unvermeidbare Nitrogen “N” is also an unavoidable one for manufacturing reasons
Verunreinigung, die bei zu hohen Gehalten die Zähigkeitseigenschaften eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts verschlechtert. Daher ist der N-Gehalt eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts auf höchstens 0,01 Gew.-%, insbesondere 0,008 Gew.-% oder, besonders bevorzugt, von höchstens 0,006 Gew.-%, begrenzt. Typische N-Gehalte eines erfindungsgemäßen Impurity which, if the content is too high, worsens the toughness properties of a flat steel product according to the invention. The N content of a flat steel product according to the invention is therefore limited to at most 0.01% by weight, in particular 0.008% by weight or, particularly preferably, at most 0.006% by weight. Typical N contents of an inventive
Stahlflachprodukts liegen bei mindestens 0,004 Gew.-%. Durch diese im erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt typischerweise mindestens vorliegenden Gehalte an N kommt es zur Bildung von AIN- und, soweit Ti vorhanden ist, von TiN-Ausscheidungen, die sich, wie oben bereits erläutert, positiv auf die Flat steel product are at least 0.004% by weight. Through this im flat steel product according to the invention typically at least present contents of N, the formation of AlN and, if Ti is present, of TiN precipitates, which, as already explained above, have a positive effect on the
Feinheit des Gefüges eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts auswirken. Effect fineness of the structure of a flat steel product according to the invention.
Das Gefüge eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts besteht überwiegend aus Ferrit und/oder Bainit. So beträgt der Ferrit- und/oder Bainit-Anteil des Gefüges eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts typischerweise mindestens 60 FIächen-% Ferrit und/oder Bainit, wobei der Ferrit als The structure of a flat steel product according to the invention consists predominantly of ferrite and / or bainite. Thus, the ferrite and / or bainite proportion of the structure of a flat steel product according to the invention is typically at least 60 area% ferrite and / or bainite, the ferrite being the
polygonaler Ferrit und/oder quasipolygonaler Ferrit und/oder stark polygonal ferrite and / or quasi-polygonal ferrite and / or strong
versetzungsverfestigter Ferrit vorliegen kann. Zur Gewährleistung einer möglichst guten Umformbarkeit wird bevorzugt ein Anteil von mindestens 80 Flächen-%, zur Erhöhung der Zähigkeit weiter bevorzugt mindestens dislocation hardened ferrite may be present. To ensure the best possible formability, a proportion of at least 80% by area is preferred, and at least at least to increase the toughness
90 Flächen-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Flächen-% Ferrit und/oder Bainit eingestellt. Der Rest des Gefüges eines erfindungsgemäßen 90 area%, particularly preferably at least 95 area% ferrite and / or bainite are set. The remainder of the structure of an inventive
Stahlflachprodukts wird durch Perlit sowie die schon erwähnten Flat steel product is replaced by perlite as well as those already mentioned
Ausscheidungen in Form von Karbiden oder Karbonitriden sowie höchstens 2 Flächen-% sonstigen Gefügebestandteilen eingenommen, zu denen Martensit oder Restaustenit zählen. Precipitations in the form of carbides or carbonitrides as well as a maximum of 2 surface% of other structural components, including martensite or retained austenite, are taken.
Das Gefüge eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass das Kornstreckungsverhältnis zwischen 0,2 und 0,7 liegt. Die Einstellung eines Kornstreckungsverhältnisses in diesem Bereich gewährleistet gute Zähigkeitseigenschaften. Liegt das Kornstreckungsverhältnis oberhalb 0,7, so wird die Dehnung negativ beeinflusst. Liegt das Verhältnis unterhalb 0,2, so ist der Einfluss auf die Festigkeit zu gering. The structure of a flat steel product according to the invention is further characterized in that the grain aspect ratio is between 0.2 and 0.7. The setting of a grain stretching ratio in this range ensures good toughness properties. If the grain aspect ratio is above 0.7, the elongation is negatively influenced. If the ratio is below 0.2, the influence on the strength is too small.
Darüber hinaus zeichnet sich das Gefüge des erfindungsgemäßen In addition, the structure of the inventive
Stahlflachprodukts dadurch aus, dass die im Ferrit vorhanden Anteile der a-Flat steel product in that the proportions of the a-
Faser <110> parallel zur Walzrichtung in einem Anteil von höchstens 30 % und die im Ferrit vorhanden Anteile der g-Faser <111> parallel zur Blechnormalen in einem Anteil von höchstens 20 % ausgebildet ist. Diese Ausprägung sorgt für ein gutes Fließverhalten bei der Umformung sowie für gute Fiber <110> is parallel to the rolling direction in a proportion of at most 30% and the proportion of the g-fiber <111> present in the ferrite is parallel to the sheet normal in a proportion of at most 20%. This characteristic ensures good flow behavior during forming as well as good
Bruchdehnungseigenschaften, wodurch insgesamt ein hervorragendes Elongation at break properties, making an overall excellent
Umformverhalten erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte erzielt wird. Forming behavior of flat steel products according to the invention is achieved.
Die Arbeitsschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und die dabei erfindungsgemäß eingestellten Verfahrensparameter sind in besonderer Weise so auf das erfindungsgemäße Legierungskonzept abgestimmt, dass die besondere Eigenschaftskombination erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte betriebssicher erreicht wird. The working steps of the method according to the invention and the method parameters set according to the invention are coordinated in a special way with the alloy concept according to the invention in such a way that the special combination of properties of flat steel products according to the invention is achieved in a reliable manner.
Durch das erfindungsgemäß auf der Verwendung von Niob als vorzugsweise alleinigem Mikrolegierungselement basierende Legierungskonzept können bereits mit vergleichbar geringen Nb-Gehalten hohe Festigkeiten erreicht werden. Bedingt dadurch, dass Niob die Rekristallisation stark verzögert, kommt es bei der erfindungsgemäßen Erzeugung erfindungsgemäßer Due to the alloy concept based on the use of niobium as the preferably sole micro-alloying element according to the invention, high strengths can be achieved even with comparably low Nb contents. Due to the fact that niobium greatly delays the recrystallization, the production according to the invention results in inventive
Stahlflachprodukte im Zuge des Warmwalzens zu einer starken Flat steel products in the course of hot rolling to a strong
Austenitkornstreckung, die in einer sehr feinkörnigen versetzungsreichen Ferrit- bzw. Bainitstruktur nach dem Aufhaspeln resultiert. Im Vergleich zu Titan und Vanadium verzögert Niob die Rekristallisation bei gleichen Elementgehalten deutlich stärker und trägt zudem besonders effektiv zur Kornfeinung des Gefüges nach dem Aufhaspeln bei. Austenite grain elongation, which results in a very fine-grained, dislocated ferrite or bainite structure after reeling. Compared to titanium and vanadium, niobium delays recrystallization significantly more when the element contents are the same and also makes a particularly effective contribution to the grain refinement of the structure after reeling.
Dabei kommt es im Coil, zu dem das Stahlflachprodukt nach dem Warmwalzen im Arbeitsschritt g) gewickelt wird, zur Bildung feiner Nb-Ausscheidungen, deren Entstehung stabil und unempfindlich gegenüber einer ungleichförmigen Temperaturverteilung über die gesamte Länge und Breite des This results in the formation of fine Nb precipitates in the coil to which the flat steel product is wound after hot rolling in step g), the formation of which is stable and insensitive to a non-uniform temperature distribution over the entire length and width of the
Stahlflachprodukts abläuft. Infolgedessen zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Stahlflachprodukt durch geringe Schwankungen der mechanischen Flat steel product expires. As a result, a flat steel product according to the invention is characterized by slight fluctuations in the mechanical
Eigenschaften über seine Länge und Breite aus. Properties across its length and width.
Es versteht sich von selbst, dass bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Fachmann nicht nur die in den Ansprüchen erwähnten und hier erläuterten Verfahrensschritte absolviert, sondern auch alle sonstigen Schritte und Tätigkeiten ausführt, die bei der praktischen Umsetzung derartiger It goes without saying that when carrying out the method according to the invention, the person skilled in the art will not only use those mentioned in the claims and here explained procedural steps, but also carries out all other steps and activities involved in the practical implementation of such
Verfahren im Stand der Technik regelmäßig durchgeführt werden, wenn sich hierzu die Notwendigkeit ergibt. Prior art methods are carried out regularly if the need arises.
Für die Herstellung erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte wird For the production of flat steel products according to the invention
dementsprechend im Arbeitsschritt a) in hinsichtlich des dabei anzuwendenden Vorgehens an sich bekannter Weise eine den voranstehenden Erläuterungen entsprechend erfindungsgemäß zusammengesetzte Stahlschmelze erzeugt. accordingly, in step a) in a manner known per se with regard to the procedure to be used, a steel melt composed according to the invention according to the above explanations is generated.
Diese Stahlschmelze wird anschließend unter ebenfalls an sich bekannten Bedingungen zu einem Vorprodukt vergossen, bei dem es sich um eine This molten steel is then cast under conditions which are also known per se to form a preliminary product, which is a
Bramme oder eine Dünnbramme handeln kann. Dabei sollte die Slab or a thin slab. The
Gießtemperatur der Schmelze beim Stranggießen mehr als 1500 °C betragen, um sicherzustellen, dass der Stahl nicht bereits in der Transportpfanne erstarrt. Dies gilt insbesondere im Fall, dass als Vorprodukt eine Dünnbramme erzeugt wird. The casting temperature of the melt during continuous casting should be more than 1500 ° C to ensure that the steel does not solidify in the transport ladle. This applies in particular in the event that a thin slab is produced as a preliminary product.
Das Vergießen der Schmelze zu einer Bramme kann in jeder aus dem Stand der Technik für diese Zwecke bekannten Art und Weise erfolgen. The casting of the melt to form a slab can take place in any manner known for this purpose from the prior art.
Für die Erzeugung von Dünnbrammen steht in der Praxis beispielsweise das "CSP-Verfahren" (CSP = Compact-Strip-Production, s. https://www.sms- group.com/de/anlagen/alle-anlagen/csp-technologie/) zur Verfügung. Bei diesem Verfahren wird die Schmelze in einem kontinuierlichen Ablauf zu einem Strang vergossen, von dem anschließend die Dünnbrammen abgeteilt werden. Der flüssige Stahl wird dazu über eine Verteilerrinne in eine Kokille geleitet, aus der in der Praxis parallel zueinander zwei Stränge austreten, bei denen eine Erstarrung jeweils durch Bildung einer so genannten äußeren "Strangschale" beginnt. Nach Austritt aus der Kokille schreitet die Erstarrung ausgehend von der Strangschale der Strangmitte (Kern) immer weiter fort, bis auch der In practice, for example, the "CSP process" (CSP = Compact-Strip-Production, see https://www.sms- group.com/de/anlagen/alle-anlagen/csp-technologie) is available for the production of thin slabs /) to disposal. In this process, the melt is poured into a strand in a continuous process, from which the thin slabs are then separated. For this purpose, the liquid steel is fed via a distribution channel into a mold, from which in practice two strands emerge parallel to one another, each of which begins to solidify through the formation of a so-called outer "strand shell". After exiting the mold, the solidification proceeds from the strand shell of the strand center (core) on and on until the
Kernbereich verfestigt ist. Der so vollständig erstarrte Strang hat eine Dicke von mindestens 30 mm, typischerweise von 35 - 70 mm, und eine Temperatur, die typischerweise mehr als 600 °C beträgt. Nach der Verfestigung werden die Dünnbrammen von dem Strang abgeteilt. Core area is solidified. The strand thus completely solidified has a thickness of at least 30 mm, typically from 35-70 mm, and a temperature which is typically more than 600 ° C. After solidification, the thin slabs are separated from the strand.
Die jeweils erzeugten Vorprodukte (Bramme oder Dünnbramme) werden für die so genannte "Austenitisierung" (Arbeitsschritt c)) in einem Vorwärm- oder Ausgleichsofen auf eine Austenitisierungstemperatur oberhalb 1150 °G erwärmt, bei der sie ein vollständig austenitisches Gefüge besitzen. Die hohe Austenitisierungstemperatur ist wichtig, damit im Zuge der Austenitisierung die groben Ausscheidungen aufgelöst werden, die sich während der Erstarrung des jeweiligen Vorprodukts gebildet haben. Die Obergrenze des für die The respective intermediate products (slab or thin slab) are heated for the so-called "austenitizing" (step c)) in a preheating or equalizing furnace to an austenitizing temperature above 1150 ° G, at which they have a completely austenitic structure. The high austenitizing temperature is important so that the coarse precipitates that have formed during the solidification of the respective preliminary product are dissolved in the course of austenitizing. The upper limit of the
Austenitisierungstemperatur vorgesehenen Bereichs liegt erfindungsgemäß bei 1320 °C, um eine Vergröberung des Austenitkorns und eine verstärkte According to the invention, the range provided for the austenitizing temperature is 1320.degree. C. in order to coarsen the austenite grain and increase it
Zunderbildung zu unterbinden. To prevent scale formation.
Im Fall, dass es sich bei dem Vorprodukt um eine Dünnbramme handelt, kann diese direkt dem Fertigwarmwalzen (Arbeitsschritt e)) zugeführt werden. Dies kann, wie auch die Austenitisierung im Ausgleichsofen und die vorangegangene Erzeugung der Dünnbramme, in an sich bekannter Weise in einer kontinuierlich durchlaufenden Arbeitsabfolge erfolgen. In the event that the pre-product is a thin slab, this can be fed directly to the finish hot rolling (step e)). This, like the austenitizing in the equalizing furnace and the previous production of the thin slab, can be carried out in a manner known per se in a continuously running work sequence.
Im Fall, dass es sich bei dem Vorprodukt um eine Bramme handelt, muss dagegen deren Dicke vor dem Fertigwarmwalzen reduziert werden. Hierzu wird die jeweilige Bramme nach dem Austenitisieren beispieiweise in einem oder mehreren hierzu im Stand der Technik verfügbaren Reversier-Walzgerüsten reversierend in mehr als einem Stich zu einem Vorband mit einer Dicke von mindestens 30 mm, jedoch höchstens 70 mm, vorgewalzt. Die Temperatur der Bramme zum Beginn des Vorwalzens ist dabei höchstens gleich der In the event that the intermediate product is a slab, on the other hand, its thickness must be reduced before the finish hot rolling. For this purpose, after austenitizing, the respective slab is reversely rolled in more than one pass to form a pre-strip with a thickness of at least 30 mm, but not more than 70 mm, in one or more reversing roll stands available in the prior art. The temperature of the slab at the start of roughing is at most equal to that
Austenitisierungstemperatur und mindestens 1100 °C. Die Temperatur des aus der Bramme vorgewalzten Vorbandes nach Abschluss des Vorwalzens wird als Vorwalztemperatur TVW bezeichnet. Die Vorwalztemperatur ist höchstens gleich der Austenitisierungstemperatur. Bevorzugt liegt die Vorwalztemperatur unterhalb von 1150 °C, insbesondere unterhalb von 1120 °C. Bei einer Vorwalztemperatur oberhalb dieses Grenzwerts würde sich zum einen ein gröberes Austenitkorn infolge des Kornwachstums nach der Rekristallisation bilden. Zum anderen würde sich eine erhöhte Menge an Ungänzen, d.h. Austenitizing temperature and at least 1100 ° C. The temperature of the pre-rolled strip from the slab after completion of the pre-rolling is referred to as the pre-rolling temperature TVW. The roughing temperature is at most equal to the austenitizing temperature. The roughing temperature is preferred below 1150 ° C, in particular below 1120 ° C. At a roughing temperature above this limit value, on the one hand, a coarser austenite grain would form as a result of the grain growth after recrystallization. On the other hand, there would be an increased amount of discontinuities, ie
Fehlstellen, an der Oberfläche des fertigen warmgewalzten Produktes einstellen. Jedoch darf die Vorwalztemperatur nicht niedriger sein als eine Temperatur TVW min, die mindestens 30 °C oberhalb der in der oben angegebenen Weise in Abhängigkeit vom Nb-Gehalt %Nb berechneten Rekristallisationsstopptemperatur TNR liegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Rekristallisationsprozesse vollständig ablaufen, somit ein feines Austenitkorn beibehalten und anschließendes Komwachstum begrenzt wird. Dies wirkt sich positiv auf die Zähigkeitseigerischaften und auf die Defects, set on the surface of the finished hot rolled product. However, the roughing temperature must not be lower than a temperature TVW min which is at least 30 ° C. above the recrystallization stop temperature T NR calculated in the manner indicated above as a function of the Nb content% Nb. This ensures that the recrystallization processes take place completely, thus maintaining a fine austenite grain and limiting subsequent grain growth. This has a positive effect on the toughness and on the
Bruchdehnung erfindungsgemäßer Stahlflachprodukte aus. Die Bruchdehnung beträgt typischerweise mindestens 14 %. Würde die Vorwalztemperatur die TVW min unterschreiten, so würde dies zu einem unerwünschten Mischgefüge infolge der dann nicht vollständig ablaufenden Rekristallisation führen, wodurch die Zähigkeits- und Bruchdehnungseigenschaften des Stahlflachprodukts verschlechtert würden und zudem eine größere Streuung der mechanischen Eigenschaften eintreten könnte. Elongation at break of flat steel products according to the invention. The elongation at break is typically at least 14%. If the roughing temperature were to fall below the TVW min, this would lead to an undesirable mixed structure as a result of the recrystallization that would then not take place completely, which would worsen the toughness and elongation at break properties of the flat steel product and, moreover, could result in a greater scatter in the mechanical properties.
Beim erfindungsgemäßen Fertigwarmwalzen (Arbeitsschritt e)) wird in einer mehrgerüstigen, typischerweise fünf, sechs oder sieben Walzgerüste umfassenden Warmwalzanlage im Fall, dass das jeweilige Vorprodukt eine Bramme war, das daraus vorgewalzte Vorband oder die als Vorprodukt erzeugte Dünnbramme zu einem fertig warmgewalzten Stahlflachprodukt warmgewalzt, bei dem es sich typischerweise um ein warmgewalztes Band handelt. Die Parameter des Warmwalzens werden dabei so eingestellt, dass das erhaltene Stahlflachprodukt die jeweils geforderte Dicke hat und der Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens die schon erläuterten strukturellen Merkmale aufweist. Mit einem„mehrgerüstigen“ Walzprozess sind erfindungsgemäß mindestens drei aufeinanderfolgende Stichabnahmen gemeint. In the case of the finish hot rolling according to the invention (step e)), the pre-rolled strip or the thin slab produced as a pre-product is hot-rolled into a fully hot-rolled flat steel product in a multi-stand, typically five, six or seven roll stands comprising, if the respective pre-product was a slab, which is typically a hot rolled strip. The parameters of the hot rolling are set in such a way that the flat steel product obtained has the respectively required thickness and the completion of the method according to the invention has the structural features already explained. With a “multi-stand” rolling process according to the invention meant at least three successive stitch decreases.
Die Anzahl der jeweils tatsächlich erforderlichen Stichabnahmen wird dabei in Abhängigkeit von der für das fertig warmgewalzte Stahlflachprodukt geforderten Dicke gewählt. Dabei muss eine bestimmte Anzahl nW von Walzstichen in derThe number of pass reductions actually required in each case is selected depending on the thickness required for the finished hot-rolled flat steel product. There must be a certain number n W of rolling passes in the
Fertigwarmwalzanlage bei einer Temperatur durchgeführt werden, die unterhalb der In der voranstehend erläuterten Weise berechneten Finishing hot rolling mill can be carried out at a temperature below the calculated in the manner explained above
Rekristallisationsstopptemperatur TNR (Gleichung (1)) liegt. Diese Anzahl nW wird als das auf eine ganze Zahl abgerundete Ergebnis nW' der oben genannten Gleichung (2) bestimmt. Recrystallization stop temperature T NR (equation (1)). This number n W is determined as the result n W 'of the above-mentioned equation (2) rounded off to an integer.
Erfindungsgemäß wird das Fertigwarmwalzen nach Art eines so genannten "thermo-mechanischen Walzens" durchgeführt. Durch die erfindungsgemäß gezielt eingestellten, über den gesamten Fertigwarmwalzprozess und die einzelnen Warmwalzstiche eingehaltenen Umformgrade, auch According to the invention, the finish hot rolling is carried out in the manner of what is known as “thermo-mechanical rolling”. Also due to the degree of deformation, which is set in a targeted manner according to the invention and is maintained over the entire finish hot rolling process and the individual hot rolling passes
"Stichabnahmen" genannt, und eine präzise Temperaturführung wird die erfindungsgemäße Orientierung der Fasern des Gefüges und dessen "Stitch decreases" called, and a precise temperature control is the inventive orientation of the fibers of the structure and its
Kornstreckung erzielt. Dies beeinflusst positiv nicht nur die Grain stretching achieved. This has a positive effect not only on the
Festigkeitseigenschaften, sondern auch die Zähigkeit, Bruchdehnung und die daraus resultierenden Umformeigenschaften, insbesondere die Rückfederung, im Vergleich zu typischen Mikrolegierungskonzepten auf Basis zweier Strength properties, but also toughness, elongation at break and the resulting deformation properties, in particular springback, compared to typical micro-alloy concepts based on two
Mikrolegierungselemente. Micro-alloy elements.
Der erfindungsgemäß über den gesamten Fertigwarmwalzprozess zu According to the invention over the entire finish hot rolling process
erzielende Gesamtumformgrad Dhges, sowie der über den letzten Walzstich zu erzielende Umformgrad DhLG ist sind so abgestimmt, dass sich ein stark gestrecktes Austenitkorn im Gefüge eines erfindungsgemäßen That is achieved cumulative reduction ges, and which is about the last rolling pass to be achieved deformation That LG are tuned to a strong elongated austenite in the microstructure according to the invention that a
Stahlflachprodukts einstellt. Das Fertigwalzen wird dabei unterhalb einer Walzendtemperatur von 940 °C, insbesondere von weniger als 920 °C oder, besonders bevorzugt, von weniger als 890 °C beendet. Durch die Steel flat product. The finish rolling is ended below a final rolling temperature of 940 ° C., in particular less than 920 ° C. or, particularly preferably, less than 890 ° C. Through the
erfindungsgemäß niedrige Warmwalzendtemperatur wird der Effekt des thermo- mechanischen Walzens verstärkt, so dass im Gefüge des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts bei Beendigung des Warmwalzens versetzungsreicher Austenit vorliegt. Indem die Warmwalzendtemperatur erfindungsgemäß höchstens 940 °C beträgt, wird gewährleistet, dass nach dem Ende des Warmwalzens auch lokal keine Rekristallisationsvorgänge mehr ablaufen. Auf diese Weise ist sichergestellt ist, dass die erfindungsgemäß geforderte according to the invention low hot rolling end temperature, the effect of the thermo- Reinforced mechanical rolling, so that in the structure of the flat steel product according to the invention at the end of hot rolling there is dislocation-rich austenite. Since the hot rolling end temperature is at most 940 ° C. according to the invention, it is ensured that no recrystallization processes take place even locally after the end of hot rolling. In this way it is ensured that the requirements according to the invention
Komstreckung erreicht und eine für die Umformung günstige Ausrichtung der im Ferrit vorhanden Anteile der a-Faser <1 10> parallel zur Walzrichtung und g- Faser <1 11 > parallel zur Blechnormalen erhalten wird. Gleichzeitig wird das Fertigwarmwalzen jedoch bei einer Temperatur oberhalb von 760 °C beendet, um zu gewährleisten, dass eine Phasenumwandiung beim Fertigwarmwalzen, insbesondere im Bereich der Oberfläche, unterbleibt. Grain stretching is achieved and a favorable alignment for the deformation of the portions of the a-fiber <1 10> present in the ferrite parallel to the rolling direction and g-fiber <1 11> parallel to the sheet normal is obtained. At the same time, however, the finish hot rolling is ended at a temperature above 760 ° C. in order to ensure that there is no phase conversion during finish hot rolling, in particular in the area of the surface.
Erfindungsgemäß soll der in der Fertigwarmwalzanlage erzielte gesamte Umformgrad Dhges mindestens 65 % betragen. Im letzten Gerüst soll der Umformgrad DhLG ist jedoch mindestens die Bedingung nach Gleichung (4) erfüllen. Dabei soll der Umformgrad DhLG ist bevorzugt mindestens 4 % betragen. Werden die Maßgaben, die die Erfindung in Bezug auf die According to the invention, the total degree of deformation Dh tot achieved in the finish hot rolling mill should be at least 65%. In the last stand , however, the degree of deformation Dh LG should at least meet the condition according to equation (4). The degree of deformation Dh LG should preferably be at least 4%. Are the provisions that the invention with respect to the
Umformgrade Dhges und DhLG ist aufgestellt hat, nicht eingehalten, so werden die erfindungsgemäße Komstreckung und die erfindungsgemäße Ausrichtung der im Ferrit vorhanden Anteile der a-Faser <1 10> parallel zur Walzrichtung und g- Faser <1 11 > parallel zur Blechnormalen nicht erreicht. Deformation degrees Dh tot and Dh LG is established, is not observed, the grain stretching according to the invention and the inventive orientation of the proportions of a-fiber <1 10> present in the ferrite parallel to the rolling direction and g-fiber <1 11> parallel to the sheet normal are not reached.
Nach dem Warmwalzen wird das erhaltene warmgewalzte Stahlflachprodukt im Arbeitsschritt f) auf eine Haspeltemperatur von 520 - 650 °C abgekühlt. Die Abkühlung kann dabei in an sich bekannter Weise erfolgen. Typische, für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignete Abkühlraten liegen dabei im Bereich von 10 - 300 K/s. Dabei sollte die Abkühlung innerhalb von maximal 20 s nach dem Ende des Warmwalzens einsetzen. Durch Einhaltung des erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereichs der After hot rolling, the hot rolled flat steel product obtained is cooled to a coiling temperature of 520-650 ° C. in step f). The cooling can take place in a manner known per se. Typical cooling rates suitable for the purposes according to the invention are in the range from 10-300 K / s. The cooling should start within a maximum of 20 s after the end of hot rolling. By adhering to the range prescribed according to the invention
Haspeltemperaturen wird eine optimale Umwandiungs- und Coil temperatures will be an optimal conversion and
Ausscheidungshärtung erzielt. Dabei ist der Bereich der Haspeltemperaturen so gewählt, dass die Anzahl der Karbonitridausscheidungen ein Maximum erreicht. Eine zu tiefe Haspeltemperatur würde dazu führen, dass das Precipitation hardening achieved. The range of coiling temperatures is chosen so that the number of carbonitride precipitations reaches a maximum. Too low a reel temperature would lead to the
Ausscheidungspotenzial eingefroren und somit die von einem Elimination potential frozen and therefore that of one
erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt geforderte Mindeststreckgrenze nicht erreicht würde. Eine zu hohe Haspeltemperatur würde dagegen zu einem unerwünschten Ausscheidungs- und/oder Kornwachstum führen, was wiederum zu einem Verlust an Zähigkeit und Streckgrenze führen könnte. flat steel product according to the invention would not reach the required minimum yield strength. Too high a coiling temperature, on the other hand, would lead to undesired precipitation and / or grain growth, which in turn could lead to a loss of toughness and yield strength.
Erfindungsgemäße warmgewalzte Stahlflachprodukte eignen sich aufgrund ihrer Eigenschaftskombination für die Umformung in komplexe Bauteile aller Art, insbesondere für im Bereich des Personen- oder Lastkraftwagenbaus verwendete Bauteile, bei denen es sich typischerweise um Fahrgestells- bzw. Fahrwerksteile, wie Federbeinaufnahmen, Achsträger, Querträger oder Due to their combination of properties, hot-rolled flat steel products according to the invention are suitable for forming into complex components of all kinds, in particular for components used in the field of passenger or truck construction, which are typically chassis or chassis parts, such as strut mounts, axle supports, cross members or
Längsträger oder um automobile Sitzteile, wie z.B. Sitzschienen, handelt. Side members or around automobile seat parts, e.g. Seat rails, acts.
Zudem eignet es sich für lackierte Bauteile, welche beispielsweise mittels Laserschneiden konfektioniert werden. It is also suitable for painted components, which are made up, for example, using laser cutting.
Die im vorliegenden Text erwähnten Bestandteile des Gefüges lassen sich mittels Lichtmikroskop, Rasterelektronenmikroskop und Electron Back The components of the structure mentioned in the present text can be examined using a light microscope, scanning electron microscope and electron back
Scattered Diffraction "EBSD" ermitteln. Determine scattered diffraction "EBSD".
So wurden hier für die Bestimmung der Gefügebestandteile Proben aus einem Viertel der Breite des Stahlflachprodukts bei einem Drittel der Blechdicke entnommen, als Längsschliff präpariert und mit alkoholischer Salpetersäure, die einen Salpetersäureanteil von 3 Vol. % enthält, (in der Fachsprache auch als "Nital" bekannt) oder Natriumdisulfit geätzt. Die jeweiligen Anteile der For the determination of the structural components, samples were taken from a quarter of the width of the flat steel product at a third of the sheet thickness, prepared as a longitudinal section and treated with alcoholic nitric acid, which contains a nitric acid content of 3% by volume, (in technical language also as "nital" known) or etched sodium disulfite. The respective shares of the
Gefügebestandteile wurden dann mittels Licht- oder Structural components were then by means of light or
Rasterelektronenmikroskopie in bekannter Weise mittels Flächenanalyse ermittelt. Das Kornstreckungsverhältnis sowie die im Ferrit vorhanden Anteile der a- Faser <110> parallel zur Walzrichtung und g-Faser <11 1 > parallel zur Scanning electron microscopy determined in a known manner by means of area analysis. The grain aspect ratio and the proportions of the a-fiber <110> present in the ferrite parallel to the rolling direction and the g-fiber <11 1> parallel to the
Blechnormälen können mittels EBSD an einem Längsschliff bestimmt werden. Hierzu wird in 1/3-Lage über Blechdicke ein Messfeld von 800 x 800 mm positioniert und mit einer Schrittweite von 0,9 pm abgerastert. Sheet metal standards can be determined using EBSD on a longitudinal section. For this purpose, a measuring field of 800 x 800 mm is positioned in a 1/3 position across the sheet thickness and scanned with a step width of 0.9 μm.
Zwillingskorngrenzen werden dabei nicht als Korngrenzen berücksichtigt. Twin grain boundaries are not considered as grain boundaries.
Innerhalb der Körner wird eine Missorientierung von bis zu 5 zwischen benachbarten Messpunkten zugelassen. Als Mindestkorngröße ist eine Anzahl von mindestens zehn zusammenhängenden Messpunkten gewählt worden. Um das Komstreckungsverhältnis zu bestimmen, werden die Körner als Ellipsen angenähert, so dass die Kornstreckung anschließend als das Längenverhältnis der Halbachsen der Ellipse angegeben werden kann. Ein Wert von 1 entspricht demnach einem kreisrunden Korn und das Kom ist umso stärker gestreckt, je kleiner der Wert wird. Um die Anteile von Texturkomponenten aus der a-Faser und der g-Faser zu quantifizieren, wird eine Orientierungstoleranz von 10° angesetzt - d.h. Orientierungen werden zu der entsprechenden Faser gezählt wenn sie bis zu 10° von der idealen Faserorientierung abweichen. Die A misorientation of up to 5 between adjacent measuring points is permitted within the grains. A number of at least ten contiguous measuring points has been selected as the minimum grain size. In order to determine the grain stretching ratio, the grains are approximated as ellipses so that the grain stretching can then be specified as the length ratio of the semi-axes of the ellipse. A value of 1 therefore corresponds to a circular grain and the smaller the value, the more elongated the grain. In order to quantify the proportions of texture components from the a-fiber and the g-fiber, an orientation tolerance of 10 ° is assumed - i.e. Orientations are counted for the corresponding fiber if they deviate by up to 10 ° from the ideal fiber orientation. The
Messungen können beispielsweise an einem Feldemissions- Rasterelektronenmikroskop LEO 1530 der Carl Zeiss Microscopy GmbH mit einem EBSD-System des Herstellers EDAX Inc. mit der Kamera Digiview durchgeführt werden. Die Datenauswertung und Erstellung der Measurements can be carried out, for example, on a LEO 1530 field emission scanning electron microscope from Carl Zeiss Microscopy GmbH with an EBSD system from EDAX Inc. with the Digiview camera. The data evaluation and creation of the
Korngrößenverteilungen, sowie die Quantifizierung der Anteile der a-Faser <1 10> parallel zur Walzrichtung und g-Faser <1 1 1 > parallel zur Blechnormalen können beispielsweise mit der Software OIM Analysis V 8 von der EDAX Inc. durchgeführt werden. Grain size distributions as well as the quantification of the proportions of a-fiber <1 10> parallel to the rolling direction and g-fiber <1 1 1> parallel to the sheet metal normals can be carried out, for example, with the software OIM Analysis V 8 from EDAX Inc.
Die Zugversuche zur Ermittlung der Streckgrenze (Re) wurden nach DIN EN ISO 6892-1 an Längsproben der Warmbänder durchgeführt. The tensile tests to determine the yield point (Re) were carried out in accordance with DIN EN ISO 6892-1 on longitudinal samples of the hot strip.
Die Kerbschlagbiegeversuche zur Ermittlung der Kerbschlagarbeit Av bei -20 °C, -30 °C, -60 °C und -80 °C wurden an Längsproben nach DIN EN ISO 148-1 durchgeführt. Bei den hier beschriebenen Ergebnissen handelt es sich stets um Vollproben. The notched impact tests to determine the notched impact work Av at -20 ° C, -30 ° C, -60 ° C and -80 ° C were carried out on longitudinal specimens according to DIN EN ISO 148-1 carried out. The results described here are always full samples.
Die Rückfederung wurde im 180°-Biegefaltversuch nach DIN EN 10149-2 ermittelt, mit einem Biegedorndurchmesser von 8 mm. The springback was determined in a 180 ° bending fold test according to DIN EN 10149-2, with a bending mandrel diameter of 8 mm.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert: The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments:
Für die nachfolgend erläuterten Versuche 1 - 32 sind nach Maßgabe der Erfindung legierte Stahlschmelzen A - M erzeugt worden, deren For the experiments 1 - 32 explained below, alloyed steel melts A - M were produced in accordance with the invention
Zusammensetzungen in Tabelle 1 angegeben sind. Ebenso ist in Tabelle 1 die gemäß der Formel TNR [°C] = 913 °C + 910 °C/Gew.-% * %Nb in Abhängigkeit von seinem Nb-Gehalt %Nb ermittelte Rekristallisationsstopptemperatur TNR des jeweiligen Stahls angegeben. Compositions are given in Table 1. Table 1 also shows the recrystallization stop temperature T NR of the respective steel determined according to the formula T NR [° C] = 913 ° C + 910 ° C / wt% *% Nb as a function of its Nb content% Nb.
Ein Teil dieser Schmelzen A - M ist zu Brammen vergossen worden (Variante "A"). Der andere Teil der Schmelzen A - M ist in einer CSP-Anlage in einem kontinuierlichen Arbeitsablauf zunächst zu Dünnbrammen und anschließend direkt zu einem warmgewalzten, als Warmband vorliegenden Stahlflachprodukt verarbeitet worden (Variante "B"). Some of these melts A - M have been cast into slabs (variant "A"). The other part of the melts A - M was processed in a CSP plant in a continuous workflow, initially into thin slabs and then directly into a hot-rolled flat steel product in the form of hot strip (variant "B").
Die jeweils gegossenen Brammen sind bei einer Austenitisierungstemperatur TA austenitisiert worden. Bei der Variante A (= Verarbeitung von Brammen als Vorprodukt) sind die Brammen anschließend in mehreren Stichen vorgewalzt. Dabei hatten die Brammen zu Beginn des Vorwalzprozesses jeweils eine Temperatur, die ca. 30 °C unterhalb der Austenitisierungstemperatur TA lag. Nach Abschluss des Vorwalzens bei einer in der Tabelle angegebenen The respective cast slabs have been austenitized at an austenitizing temperature TA. With variant A (= processing of slabs as a preliminary product), the slabs are then pre-rolled in several passes. At the beginning of the roughing process, the slabs each had a temperature that was approx. 30 ° C below the austenitizing temperature TA. After completing rough rolling at a specified in the table
Vorwalztemperatur TVW waren 30 -70 mm dicke Vorbänder anschließend fertigwarmgewalzt worden. Bei der Variante B (= Verarbeitung von Roughing temperature TVW, roughing strips 30-70 mm thick were then finish-hot rolled. With variant B (= processing of
Dünnbrammen als Vorprodukt) sind die 30 - 70 mm dicken Dünnbrammen dagegen direkt, d.h. ohne zwischengeschaltetes Vorwalzen, in die Thin slabs as preliminary product) are the 30 - 70 mm thick thin slabs on the other hand directly, ie without intermediate pre-rolling, into the
Warmwalzanlage geleitet worden. Hot rolling mill has been directed.
In der Warmwalzanlage ist das jeweilige Vorband oder die jeweilige Bramme in 5 bis 7 Warmwalzstichen a zu einem warmgewalzten Stahlflachprodukt mit einer Dicke d ausgewalzt worden. Dabei wurde über alle Warmwalzstiche jeweils ein Gesamtumformgrad Dhges und über den letzten Stich des In the hot rolling mill, the respective pre-strip or the respective slab has been rolled out in 5 to 7 hot rolling passes a to form a hot-rolled flat steel product with a thickness d. A total degree of deformation Dh tot was calculated for all hot rolling passes and des for the last pass
Warmwalzens ein Umformgrad DhLG ist erzielt. A degree of deformation Dh LG is achieved during hot rolling.
Das Warmwalzen der Stahlflachprodukte wurde dabei jeweils mit einer Warmwalzendtemperatur TEW beendet. The hot rolling of the flat steel products was ended in each case with a hot rolling end temperature TEW.
Die aus der Warmwalzanlage austretenden, die Warmwalzendtemperatur TEW aufweisenden Stahlflachprodukte sind jeweils durch Wasserkühlung mit Abkühlraten von 10 bis 300 K/s auf eine Haspeltemperatur HT abgekühlt worden, mit der sie zu einem Coil gehaspelt worden sind. Im Coil erfolgte schließlich die Abkühlung auf Raumtemperatur. The flat steel products exiting the hot rolling mill and exhibiting the final hot rolling temperature TEW have each been cooled by water cooling at cooling rates of 10 to 300 K / s to a coiling temperature HT, at which they have been wound into a coil. Finally, the coil was cooled to room temperature.
In Tabelle 2 sind für die Versuche 1 - 32 der dabei jeweils eingesetzte Stahl, die jeweils durchlaufene Variante, die Dicke "d" des fertig warmgewalzten Stahlflachprodukts, die Austenitisierungstemperatur "TA", die jeweilige In Table 2, the steel used in each case, the variant passed through, the thickness "d" of the finished hot-rolled flat steel product, the austenitizing temperature "TA", the respective
Vorwalztemperatur "TVW", die jeweilige Warmwalzendtemperatur "TEW", der Gesamtumformgrad "Dhges" und der über den letzten Stich des Warmwalzens erzielte Umformgrad "DhLG ist" sowie der gemäß der Gleichung (4) berechnete Umformgrad " DhLG min” eingetragen. Vorwalztemperatur "TVW", the respective hot-rolling "TEW", the "Dh ges" cumulative reduction and scored on the last pass of the hot rolling deformation "means that LG is" as well as according to the equation (4) calculated deformation "Dh LG min" is entered.
Die nicht erfindungsgemäßen Versuche 3 (zu geringer Umformgrad "DhLG ist"),The tests 3 not according to the invention (too low degree of deformation "Ie LG is "),
7 (zu hohe Vorwalztemperatur und zu hohe Warmwalzendtemperatur), 18 (zu hohe Austenitisierungstemperatur) und 28 (zu niedrige Haspeltemperatur) sind durch ein nachgestelltes "*" hervorgehoben. In Tabelle 3 sind die an den bei den Versuchen erhaltenen Stahlflachprodukten ermittelte Streckgrenze "Re", Kerbschlagarbeit "Av" bei -20 °C, -30 °C, -60 °C und -80 °C, das Kornstreckverhältnis, die Lage der im Ferrit vorhandenen Anteile der a-Faser <110> parallel zur Walzrichtung und der g-Faser <111 > parallel zur Blechnormalen, Bruchdehnung A sowie die Rückfederung 7 (too high pre-rolling temperature and too high hot-rolling end temperature), 18 (too high austenitizing temperature) and 28 (too low coiling temperature) are highlighted by a subsequent "*". Table 3 shows the yield strength "Re", notched impact energy "Av" at -20 ° C., -30 ° C., -60 ° C. and -80 ° C., the grain stretching ratio, the position of the im Ferrite existing proportions of the a-fiber <110> parallel to the rolling direction and the g-fiber <111> parallel to the sheet normal, elongation at break A and the springback
angegeben, wobei zusätzlich verzeichnet ist, in welcher Probenlage die betreffenden Kennwerte ermittelt worden sind. Für die Angaben zur specified, whereby it is also recorded in which sample position the relevant characteristic values were determined. For the information on
Bruchdehnung A gilt, dass für Proben aus Blechen mit einer Dicke von größer oder gleich 3 mm die Bruchdehnung A5 gemäß DIN EN ISO 6892-1 (Dezember 2009) bestimmt wurde und dass für Proben aus Blechen mit einer Dicke von weniger als 3 mm die Bruchdehnung A80 gemäß DIN EN ISO 6892-1 Elongation at break A applies that for specimens made from sheet metal with a thickness of greater than or equal to 3 mm the elongation at break A5 was determined in accordance with DIN EN ISO 6892-1 (December 2009) and that for specimens made from sheet metal with a thickness of less than 3 mm the elongation at break A80 according to DIN EN ISO 6892-1
(Dezember 2009) bestimmt wurde. (December 2009) was determined.
Es zeigt sich, dass die bei den Versuchen erhaltenen, erfindungsgemäß beschaffenen und erzeugten Stahlflachprodukte eine Kombination aus hoher Streckgrenze, hoher Kerbschlagarbeit, also hoher Zähigkeit, ausgeprägter Kornstreckung, guter Ausrichtung der im Ferrit vorhandenen Anteile der a-Faser <110> parallel zur Walzrichtung und g-Faser <111 > parallel zur Blechnormalen, sowie gutem Rückfederungsverhalten besitzen, die ein optimales It turns out that the flat steel products obtained in the tests, obtained and produced according to the invention, have a combination of high yield strength, high impact energy, i.e. high toughness, pronounced grain elongation, good alignment of the proportions of the α-fiber present in the ferrite parallel to the rolling direction and g-fiber <111> parallel to the normal to the sheet metal, as well as good springback behavior, which result in an optimal
Umformverhalten bei gleichzeitig optimierten Gebrauchseigenschaften gewährleisten. Ensure forming behavior with optimized usage properties at the same time.
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alle Angaben der Gehalte in Gew.-%, Rest Elsen und unvermeidbare Verunreinigungen all contents in% by weight, remainder Elsen and unavoidable impurities
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Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS
1. Stahlflachprodukt, das aus (in Gew.-%) 1. Flat steel product made from (in% by weight)
C: 0,02 - 0,1 %, C: 0.02-0.1%,
Mn: 0,1 - 2,5 %, Mn: 0.1-2.5%,
AI: 0,02 - 0,1 %, AI: 0.02 - 0.1%,
Nb: 0,02 - 0,12 %, Nb: 0.02 - 0.12%,
sowie jeweils optional aus einem Element oder mehreren Elementen der Gruppe„Si, Ti, V, Cr, B, Ca, Mo“ mit der Maßgabe, dass der Si-Gehalt höchstens 0,6 %, der Ti-Gehalt höchstens 0,12 %, der V-Gehalt höchstens 0,2 %, der Cr-Gehalt höchstens 0,2 %, der B-Gehalt höchstens 0,0025 %, der Ca-Gehalt höchstens 0,01 % und der Mo- Gehalt höchstens 0,3 % beträgt as well as optionally from one or more elements of the group "Si, Ti, V, Cr, B, Ca, Mo" with the proviso that the Si content is at most 0.6%, the Ti content at most 0.12% , the V content at most 0.2%, the Cr content at most 0.2%, the B content at most 0.0025%, the Ca content at most 0.01% and the Mo content at most 0.3% amounts
und als Rest aus Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei zu den Verunreinigungen bis zu 0,05 % P, bis zu 0,03 % S, bis zu 0,01 % N, bis zu 0,2 % Ni, bis zu 0,15 % Cu zählen, and the remainder consists of iron and unavoidable impurities, with impurities up to 0.05% P, up to 0.03% S, up to 0.01% N, up to 0.2% Ni, up to 0, 15% Cu count,
wobei das Gefüge des Stahlflachprodukts the structure of the flat steel product
- zu mindestens 60 Flächen-% aus Ferrit und/oder Bainit und als Rest aus Perlit sowie Karbid- oder Karbonitrid-Ausscheidungen und höchstens bis zu 2 Flächen-% sonstigen Gefügebestandteilen besteht, - consists of at least 60% by area of ferrite and / or bainite and the remainder of pearlite as well as carbide or carbonitride precipitates and a maximum of 2% by area of other structural components,
und and
- ein Kornstreckungsverhältnis von 0,2 - 0,7 aufweist, - has a grain aspect ratio of 0.2-0.7,
und wobei das Stahlflachprodukt and wherein the steel flat product
- eine Streckgrenze Re besitzt, für die gilt Re > RE_BER, wobei - has a yield point Re for which Re> RE_BER applies, where
Re_BER = (400 + 2243 * %Nb) / (d0'15) Re_BER = (400 + 2243 *% Nb) / (d 0 '15 )
mit %Nb: jeweiliger Nb-Gehalt des Stahlflachprodukts in Gew.-% und d: jeweilige Dicke des Stahlflachprodukts in mm. with% Nb: respective Nb content of the flat steel product in% by weight and d: respective thickness of the flat steel product in mm.
2. Stahlflachprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge eine mittlere Ferritkomgröße von höchstens 15 mm aufweist. 2. Flat steel product according to claim 1, characterized in that the structure has an average ferrite grain size of at most 15 mm.
3. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei -60 °C eine Kerbschlagarbeit in Prüfrichtung„längs“ von mehr als 27 J aufweist. 3. Flat steel product according to one of the preceding claims, characterized in that it has an impact energy of more than 27 J in the “longitudinal” test direction at -60 ° C.
4. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine im 180°-Faltversuch nach DIN EN 10149-2 mit einem Biegedorndurchmesser von 8 mm ermittelte 4. Flat steel product according to one of the preceding claims, characterized in that it was determined in a 180 ° folding test according to DIN EN 10149-2 with a bending mandrel diameter of 8 mm
Rückfederung von weniger als 20 % aufweist. Has springback of less than 20%.
5. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, 5. Flat steel product according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 0,005 Gew.- % Ti enthält. characterized in that it contains at least 0.005 wt% Ti.
6. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 0,005 Gew.-% V enthält. 6. Flat steel product according to one of the preceding claims, characterized in that it contains at least 0.005 wt.
7. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es höchstens 0,25 Gew.-% Si enthält. 7. Flat steel product according to one of the preceding claims, characterized in that it contains at most 0.25% by weight of Si.
8. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es höchstens 2,0 Gew.-% Mn enthält. 8. Flat steel product according to one of the preceding claims, characterized in that it contains at most 2.0% by weight of Mn.
9. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 0,5 Gew.-% Mn enthält. 9. Flat steel product according to one of the preceding claims, characterized in that it contains at least 0.5% by weight of Mn.
10. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gefüge des Stahlflachprodukts höchstens 30 % der im Ferrit vorhandenen Anteile der a-Faser <110> parallel zur Walzrichtung und höchstens 20 % der im Ferrit vorhandenen Anteile der g-Faser <111> parallel zur Blechnormalen ausgerichtet sind. 10. Flat steel product according to one of the preceding claims, characterized in that in the structure of the flat steel product at most 30% of the proportions of a-fiber <110> present in the ferrite parallel to the rolling direction and at most 20% of the proportions of g-fiber <111 present in the ferrite > are aligned parallel to the sheet normal.
11. Verfahren zur Herstellung eines gemäß einem der voranstehenden 11. A method for producing one according to one of the preceding
Ansprüche beschaffenen Stahlflachprodukts umfassend folgende Claims made flat steel product comprising the following
Arbeitsschritte: Work steps:
a) Erzeugen einer Stahlschmelze, die aus (in Gew.-%) 0,02 - 0,1 % C, 0,1 a) Production of a steel melt, which from (in wt .-%) 0.02-0.1% C, 0.1
- 2,5 % Mn, 0,02 - 0,1 % AI, 0,02 - 0,12 % Nb sowie jeweils optional aus einem Element oder mehreren Elementen der Gruppe„Si, Ti, V, Cr, B, Ca, Mo“ mit der Maßgabe, dass der Si-Gehalt höchstens 0,6 %, der Ti- Gehalt höchstens 0,12 %, der V-Gehalt höchstens 0,2 %, der Cr-Gehalt höchstens 0,2 %, der B-Gehalt höchstens 0,0025 %,der Ca-Gehalt höchstens 0,01 % und der Mo-Gehalt höchstens 0,3 % beträgt und als Rest aus Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei zu den Verunreinigungen bis zu 0,05 % P, bis zu 0,03 % S, bis zu 0,01 % N, bis zu 0,2 % Ni, bis zu 0,15 % Cu zählen; - 2.5% Mn, 0.02 - 0.1% Al, 0.02 - 0.12% Nb and optionally in each case from one or more elements from the group "Si, Ti, V, Cr, B, Ca, Mo "with the proviso that the Si content is at most 0.6%, the Ti content at most 0.12%, the V content at most 0.2%, the Cr content at most 0.2%, the B Content is not more than 0.0025%, the Ca content is not more than 0.01% and the Mo content is not more than 0.3% and the remainder consists of iron and unavoidable impurities, with up to 0.05% P to the impurities include 0.03% S, up to 0.01% N, up to 0.2% Ni, up to 0.15% Cu;
b) Vergießen der Schmelze zu einem Vorprodukt, bei dem es sich um eine Bramme mit einer Dicke von 70 - 350 mm oder eine Dünnbramme mit einer Dicke von 30 - 70 mm handelt; b) pouring the melt into a preliminary product, which is a slab with a thickness of 70-350 mm or a thin slab with a thickness of 30-70 mm;
c) Austenitisieren des Vorprodukts derart, dass das Vorprodukt auf eine Austenitisierungstemperatur von 1150-1320 °C durcherwärmt ist; d) im Fall, dass das Vorprodukt eine Bramme ist: Vorwalzen des austenitisierten Vorprodukts in zwei oder mehr c) Austenitizing the preliminary product in such a way that the preliminary product is heated through to an austenitising temperature of 1150-1320 ° C; d) in the case that the intermediate product is a slab: Pre-rolling the austenitized precursor in two or more
Walzstichen auf eine Dicke von mindestens 30 mm und höchstens 70 mm bei einer Vorwalztemperatur, die höchstens gleich der Roll passes to a thickness of at least 30 mm and a maximum of 70 mm at a roughing temperature which is at most equal to
Austenitisierungstemperatur ist, jedoch mindestens 30 °C oberhalb der Rekristallisationsstopptemperatur TNR liegt, die wie folgt berechnet wird: Austenitizing temperature, but at least 30 ° C above the recrystallization stop temperature T NR , which is calculated as follows:
TNR [°C] = 913 °C + 910 °C/Gew.-% * %Nb (1 ) mit %Nb = jeweiliger Nb-Gehalt des Stahlflachprodukts; e) Fertigwarmwalzen des Vorprodukts zu einem warmgewalzten T NR [° C] = 913 ° C + 910 ° C / wt .-% *% Nb (1) with% Nb = respective Nb content of the flat steel product; e) Finish hot rolling the intermediate product to a hot rolled one
Stahlflachprodukt in mehreren Walzstichen, Flat steel product in several rolling passes,
- wobei eine Anzahl nW von Walzstichen, die gleich einem auf eine ganze Zahl abgerundeten Wert nW' ist, der gemäß der Formel nW' = 7 * Wurzel(dEW / (6 * Z)) + 2 (2) mit dEW: Endwalzdicke des Stahiflachprodukts - where a number n W of rolling passes, which is equal to a value n W 'rounded off to an integer, which according to the formula n W ' = 7 * root (d EW / (6 * Z)) + 2 (2) with d EW : final rolled thickness of the steel flat product
Z: Dicke des Vorprodukts berechnet wird, bei einer unterhalb der gemäß Formel (1 ) Z: Thickness of the pre-product is calculated, if it is below that according to formula (1)
berechneten Rekristallisationsstopptemperatur TNR liegenden calculated recrystallization stop temperature T NR
Temperatur durchgeführt werden, Temperature,
- wobei für einen über das Fertigwarmwalzen insgesamt erzielten - Wherein overall achieved for one over the finish hot rolling
Umformgrad Dhges gilt Deformation degree Dh tot applies
Dhges = ( dEinlauf— dAuslauf ) / dEinlauf *00 % > 65 % (3) mit dEinlauf: Dicke des Stahlflachprodukts beim Einlauf in das Ie tot = (d inlet - d outlet ) / d inlet * 00%> 65% (3) with d inlet : Thickness of the flat steel product when entering the
Fertigwarmwalzen, Finished hot rolls,
dAuslauf : Dicke des Stahiflachprodukts am Ende des d outlet : thickness of the steel flat product at the end of the
Fertigwarmwalzens, Finish hot rolling,
- wobei für den im letzten Walzstich des Fertigwarmwalzens erzielten Umformgrad DhLG ist gilt: - where the degree of deformation Dh LG achieved in the last pass of the finish hot rolling is:
DhLG ist > DhLG min (4) mit Ie LG is > Dh LG min (4) With
DhLG ist = ( dEinlauf LG - dAuslauf LG) / dEinlauf LG dEinlauf LG: Dicke des Stahlflachprodukts beim Einlauf in das letzte Ie LG = (d inlet LG - d outlet LG ) / d inlet LG d inlet LG : Thickness of the flat steel product when entering the last one
Walzgerüst, Roll stand,
dAuslauf LG Dicke des Stahlflachprodukts beim Auslauf aus dem letzten Walzgerüst d Exit LG Thickness of the flat steel product at the exit from the last roll stand
DhLG min = 1,8 * 10-5 * e(0,0135 * (TEW + 11)) + 3 Ie LG min = 1.8 * 10 -5 * e (0.0135 * (TEW + 11)) + 3
DhLG min: Mindest-Umformgrad im letzten Walzstich des Ie LG min : minimum degree of deformation in the last rolling pass of the
Fertigwarmwalzens Finish hot rolling
TEW: Warmwalzendtemperatur in °C, und TEW: hot rolling end temperature in ° C, and
- wobei die Warmwalzendtemperatur 760 - 940 °C beträgt;, f) Abkühlen des warmgewalzten Stahlflachprodukts auf eine - The hot rolling end temperature is 760-940 ° C ;, f) cooling the hot-rolled flat steel product to a
Haspeltemperatur von 520 - 650 °C; g) Haspeln des warmgewalzten Stahlflachprodukts zu einem Coil und Abkühlen des warmgewalzten Stahlflachprodukts im Coil auf Raumtemperatur. Coiling temperature of 520 - 650 ° C; g) Coiling the hot-rolled flat steel product into a coil and cooling the hot-rolled flat steel product in the coil to room temperature.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwalztemperatur im Arbeitsschritt d) höchstens 1150 °C beträgt. 12. The method according to claim 11, characterized in that the roughing temperature in step d) is at most 1150 ° C.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 12, d a d u r c h 13. The method according to any one of claims 11-12, d a d u r c h
gekennzeichnet, dass die Warmwalzendtemperatur im Arbeitsschritt e) höchstens 920 °C beträgt. characterized in that the hot rolling end temperature in step e) does not exceed 920 ° C.
14. Verfahren nach Anspruch 13,dddurch gekennzeichnet, dass die Warmwalzendtemperatur im Arbeitsschritt e) höchstens 890 °C beträgt. 14. The method according to claim 13, characterized in that the hot rolling end temperature in step e) is at most 890 ° C.
15. Verwendung eines Stahlflachprodukts gemäß Anspruch 1-10 zur 15. Use of a flat steel product according to claims 1-10 for
Herstellung eines Bauteils Manufacturing a component
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