DE2056313A1 - Kontinuierliches Anlaßverfahren für kaltgewalztes Stahlband - Google Patents

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8 MÜNCHEN 2.

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NIPPON KOKAN KABUSHIKI KAISHA, Chiyoda-ku, Tokyo / Japan

Kontinuierliches Anlaßverfahren für kaltgewalztes

Stahlband

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung eines kontinuierlichen Anlaßverfahrens bzw. Vergüteverfahrens für kaltgewalztes Bandmaterial zur Ziehverformung und insbesondere ein kontinuierliches AnIaßverfahren für kaltgewalztes Bandmaterial, das eine ausgezeichnete Ziehfähigkeit aufweist gegenüber dem Material, das durch ein übliches ansatzweises Anlaß- bzw. Vergütungsverfahren behandelt wurde. '

Es ist im allgemeinen bekannt, daß kaltgewalztes Bandmaterial zum Ziehverformen durch übliches ansatzweises Anlaßen bzw. Vergüten in nicht-aufgerolltem Zustand hergestellt werden muß, trotz der Tatsache, daß die Produktivität in diesem Fall schlecht ist. Daher wurden viele Untersuchungen dahingehend unternommen, kaltgewalzten Stahl zum Ziehverformen durch kontinuierliche Anlaßbzw. Vergüteverfahren herzustellen, die eine höhere Produktivität als das obengenannte Verfahren aufweisen. Der "Shelf Treat- _; ing Process" der U.S. Steel in U.S.A. ist das Ergebnis einer dieser Untersuchungen und das "Compact Annealing Process" von BISEE in England ist das Ergebnis einer anderen Untersuchung.

Gemäß vielen Untersuchungen konnte nach keinem der obigen Ver-

109838/1044 .V,

fahren ein kaltgewalztes Stahlmaterial zum Ziehverforinen hergestellt werden. Der Grund liegt darin, daß die Verfahrensmaßnahmen des ersteren Verfahrens darin liegen, daß die Glühtemperatur unterhalb des Umwandlungspunktes A^. liegt, was dazu führt, daß lediglich die Härte des Stahles vermindert wird. Daher ist dieser Stahl zum Ziehverformen ungeeignet. Die Maßnahmen des letzteren Verfahrens liegen darin, daß das Verfahren mit einfachen Vorrichtungen durchgeführt und der Stahl künstlich gealtert wird. Es ist eine Tatsache, daß ein Stahl, der durch das BISHA-Verfahren hergestellt wurde, für ein Ziehverformen ungeeignet ist, obwohl er zum Verzinnen sehr brauchbar ist.

Es wird daher allgemein angenommen, daß ein kontinuierliches Anlaß- bzw. Vergüteverfahren nicht zu einem Stahl führt, der eine gute Ziehfähigkeit aufweist. Durch das erfindungsgemässe Verfahren sollen daher die Nachteile der bisher bekannten Verfahren ausgeräumt werden. Die Maßnahmen des erfindungsgemäseen Verfahrens liegen darin, daß zunächst der C-Gelialt ohne Perücksichtigung der Stahlart kleiner oder gleich. 0,08 % sein rauß. Weiterhin sollte der Gehalt an gelöstem Stickstoff in unberuhigten Stahl weniger oder gleich 0,005 % betragen. Zweitens wird der obige Stahl im Bereich von 710 bis 800⁰C geglüht und schnell mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50⁰G pro Sekunde auf eine Tempera- · tür von weniger als 500⁰C abgekühlt. Drittens wird der obige Stahl während einer Zeit von mehr als 10 Sekunden auf einer Temperatur zwischen 300⁰C und 500⁰C gehalten.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein kaltgewalztes Stahlmaterial, das durch ein kontinuierliches Anlaß- bzw. Vergüteverfahren hergestellt wurde, zu schaffen und dessen Ziehverformbarkeit in keiner V/eise der von üblichem Stahl, der durch bekannte ansatzweise Anlaß- bzw. Vergüteverfahren hergestellt wurde, unterlegen ist.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein kaltgewalztes Stahlmaterial zu schaffen, das durch ein kontinuierliches Anlaßverfahren hergestellt wird^ dessen Produktivität sehr viel besser ist als die eines übli- .

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_ 3 —

clien ansatzweisen Anlaßverfahrensoder eines Verfahrens,das nicht mit aufgerolltem Material arbeitet, hergestellt wurde.

An Hand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten bevorzugten Auεführungsfοrm wird die Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen kontinuierlichen Anlasszyklus, verglichen mit einem bisher üblichen Zyklus;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm für eine Beziehung zwischen dem Alterungsindex oder der Streckspannung und der Glühtemperatur;

Fig. 3 zeigt eine Beziehung zwischen dem Alterungsindex und der Abkühlgeschwindigkeit;

Fig. 4 zeigt ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dein Alterungsindex oder der Streckspannung und der Glühnachtehand lungstemperatur darstellt;

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Alterungsindex oder der Streckspannung und der Glühnachbchandlungszeit verdeutlicht.

Wie oben erwähnt, ist.der Grund dafür, daß eine gute Ziehfähigkeit des durch das genannte "Shelf Treating Verfahren" (Glühnachbehandlungßverfahren) der U.S. Steel hergestellten Stahles kaum erreicht werden kann, eine Glühtemperatur von weniger als etwa 71O°C. Bei Untersuchungen der Anmelderin wurde festgestellt, daß die obige Glühtemperatur zu niedrig ist, um den Gehalt an gesättigtem Kohlenstoff zu steigern, der notwendig ist, um äie Anzahl der Kristallisationskeime für gelösten Kohlenstoff während dem Abkühlen zu vergrössern. D.h. je mehr die Menge an gesättigtem Kohlenstoff sich erhöht, umso mehr wird die Ausfällung von gelöstem Kohlenstoff beschleunigt. Daher sollte die untere Grenze der Glühtemperatur gemäß der vorliegenden Erfindung höher liegen als etwa der Umwandlungspunkt A. und mindestens 71O°C betragen. Die obere Grenze der Glühtemperatur liegt aufgrund des Alterungsindexes niedriger als etwa 800⁰C, da dieser Alterungsindex eine wichtige Eigenschaft für das Preßverformen des Stahles ist und diese Eigenschaft nimmt schnell ab, wenn der Stahl auf eine Temperatur von mehr als 800⁰C erhitzt wird. Diese Be-

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Ziehungen sind in der Fig. 2 gezeigt. Aus der Fig. 2 int v-v ersehen, daß der Alterungeindex von »Stahl schnell bei einer lemperatur von mehr als etwa 71O°C abnimmt and schnell bei einer Temperatur von mein¹ als etwa 800⁰C zunimmt;, wogegen die Strockspannung mit zunehmender Temperatur abnimmt. .

Es verstellt sich von selbst, daß der Gehalt an einigen Elementen im Stahl begrenzt werden muß, so daß man die gewünschten Ergebnisse mit der obigen Glühbehandlung erzielen kann. D.h. der C-Gehalt sollte geringer als und gleich 0,08 % sein, gleichgültig um welche Art von Stahl es sich handelt. Wenn der Geholt an Kohlenstoff mehr als 0,08 % beträgt, wird die Streckspannung und der Alterungsindex des Stahles höher und demzufolge ist der Stahl bei der Preßverformung nicht geeignet. Im Fall von unberunigtem Stahl ist der Gehalt an gelöstem Έ aus dem gleichen Grund auf eine Menge von kleiner gleich 0,0030 % beschränkt. Was die anderen im Stahl enthaltenen Elemente anbelangt, ist dafür keine Beschränkung erforderlich. Das Verfahren von der Herstellung des Stahles bis zur Kaltwalzstufe verläuft nach dem üblichen Ablauf. Jedoch sollte im Fall von Al-beruhigtem Stahl das heißgewalzte Band bei einer Temperatur von mehr als etwa6;$0^oC aufgewickelt werden, was notwendig ist, um die Ausfällung von AlN in so großem Umfang wie möglich zu bewirken. Wenn eine übliche niedrige Aufwickeltemperatur verwendet wird, ist es unmöglich, eine ausgezeichnete Preßverformbarkeit des Stahles zu erzielen, selbst wenn das erfindungsgemasse Verfahren angewandt wird.

Was die Glühzeit nach dem Erhitzen des Stahles, der die genannte Zusammensetzung aufweist_Λ anbelangt, ist dafür keine Grenze

sie
gegeben. Eine Glühzeit, wie/bei einem üblichen kontinuierlichen Anlaßverfahren, das als Horizontal- oder Vertikalverfahren bekannt ist, angewandt wird, ist ausreichend und es gibt keine Beschränkung mit Hinsicht auf die Erhitzungsgeschwindigkeit. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren haben sowohl die Erh.itzungsgeschwindigkeit als auch die Glühzeit keinen Einfluß auf die erwartete Preßverformbarkeit.

Ein dritter Faktor bei dem erfindungsgemässen Verfahren liegt

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in der schnellen Abkühlgeschwindigkeit. D.h_t je schneller die

die Abkühlgeschwindigkeit von der Glulitemperatuiyiiu Bereich von 710-' bis 800⁰C liegt, auf eine Temperatur von weniger als 50O⁰G, ist;, umso mehr nimmt der Gehalt an gesättigtem Kohlenstoff zu, Bi ο se Beziehung ist in der Fig. 3 gezeigt. Es versteht sich, daß der Alterungsindex des Stahles sich beträchtlich steigert bei einer Kühigeschwindigkeit von mehr als 50⁰C pro Sekunde.

Der vierte Paktor des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, den Stahl, der so schnell wie möglich, wie oben erwähnt, abgekühlt wurde, während mindestens 10 Sekunden auf einer Temperatur von JOO⁰C bis 500⁰C zu halten. In dieser Stufe wird der gesättigte Kohlenstoff als Carbid ausgefällt. Es versteht sicli, daß je r:iehr die Menge au gesättigtem Kohlenstoff bei der schnallen Abkühlstufe ansteigt, die Ausfällung des Carbids umsomehr beschleunigt wird. Eine derartige Ausfällung von Carbid hat einen großen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften des Stahles. Biese Beziehung ist in den Fig. 4- und 5 gezeigt.

Aus der Fig. 4 geht zunächst hervor, daß die Haitemperatur, d.h. die Glüliiiachbehandlungs temp era tür, einen großen Einfluß hat auf den Alterungsindex oder die Streckspannung. Während die Streckspannung abnimmt, je mehr die Glühnachbehandlungstemperatur gesteigert wird, zeigt der Alterungsindex einen gewünschten Wert,

d.h. etwa 4- kg pro mm bei 300⁰C und steigt schnell an. Bies ist der Grund, daß die Glühnachbehandlungstemperatur auf 300 bis 500⁰C beschränkt wird.

Aus der Fig. 5 ergibt sich, daß der Alterungsindex bei einer Glühnachbehandlungstemperatur von 10 Sekunden stabil ist und danach kaum verändert wird. Somit verläuft ein typischer kontinuierlicher Axilaßzyklus, verglichen mit einem üblichen Zyklus, wie in der Pig, 1 gezeigt.

Nach der obigen Glühnachbehandlung wird der Stahl auf Raumtemperatur abgekühlt und dann aufgewickelt.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern.

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Beispiel

Stahlherstellung: LD-Koriverter.

Tabelle I Chemische Zu s amme rise tzung des Stahl block es (%)

Stähle	o,	G	0	Hn	o,	P	3	0	S	gelöstes	N	gelöstes	Al
1	o,	04	0	,31	o,	01	3	0	,018	0,0013		Spuren
2	08	,34	01		,016	0,0015		Spuren

Heißv;al»bedingungen nach üblichen Auswalzen:

Be arbeitungstempera tür: Aufwickeltemperatur:
Dicke nach Bearbeitung: Dicke kaltgewalzt:

860⁰C (finishing temperature)

575° C 2,8 mm 0,8 mm

Anlaßbedingungen:

A: Erfindungsgemässer kontinuierlicher Anlaßzyklus Glühtemperatur: 75O°C

Abkühltemperatur: 100°C/Sek.

Glulmachbehandlungstemperatur: 400⁰C Gluhnachbehandlungszeigt: etwa 20 Sekunden.

B: Üblicher kontinuierlicher Anlaßzyklus

C: Übliches ansatzweises Anlaßen, d.h. 7⁰⁰⁰C χ 6 ßtd.

Tabelle II Mechanische Eigenschaften

Stähle	Zyklus	Streck spannung (kg/mm2)	Zugfestig keit o (kg/mm^)	Dehnung	Alterungsindex (kg/mm2)	r Wert
	A	22,6	33,1	46,2	4,3	1,31
1	B	26,9	35,2	40,1	6,9	1,28
	C	23,3	33,7	46,0	4,9	1,30
	A	23,5	34,1	46,2	4,8	1,29
2	B	29,0	36,9	39,1	7,b	1,29
	C	24,1	34,1	45,0	5,3	1,23

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Aus der Tabelle I geht hervor, daß alle untersuchten Materialien unberuhigter Stahl waren. Aus der Tabelle II -ißt ersichtlich, daß die mechanischen Eigenschaften der Stähle, die mit dein A-Zyklus gemäß dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt wurden, den Materialien überlegen sind, die erhalten werden durch entweder den B-Zyklus nach üblichen kontinuierlichen Anlaßveriahren oder den C-Zyklus nach einem üblichen anaatzvreisen Anlaßverfahren.

Bei s'p i e 1 2 Stahlherstellung: LD-Konverter.

Tabelle III
Chemische Zusammensetzung (%)

Stahl	C	Mn	P	S	gelöstes N	gelöstes Al
1	0,04	0,31	0,013	0,018	0,0013
2	0,08	0,34	0,013	0,016	0,0015	Spuren
3	0,10	0,32	0,011	0,019	0,0015	Spuren
4	0,05	0,33	0,011	0,016	0,0033	Spuren
LfN	0,05	0,29	0,016	0,017	Spuren	0,048

Heißwalzbedingungen nach dem Flachwalzen: Behandlungstemperatur: . 87O⁰C Aufwickeltemperatur: Stähle 1

Stahl 5: Dicke kaltgewalzt: 0,8 mm

2, 3 und 4: 580⁰C 680° C

Kontinuierliche Anlaßbedingungen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren:

Glühtemperatur: 760⁰C

Abkühlgeschwindigkeit: 100°C/Sek.

Glühnachbehandlungst emp eratur:450° C Glühnachbehandlungszeit: etwa 20⁰C.

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- 8 Tabelle IV

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Mechanische Eigenschaften der untersuchten Materialien

Stähle	Streck spannung (kg/mm^y	Zugfestig keit ρ (kg/mm )	Dehnung (4)	Alte rung s ind ex (kg/mm )	r Wert
1	22,9	33,1	46,3	4,1	1,33
2	23,6	33,9	46,0	4,5	1,31
3	25,6	35,6	44,1	6,9	1,34
4	24,8	35,0	43,5	6,7	1,26
5	21,2	34,3	45,5	3,0	1,31

Die Stähle 1 und 2 der Tabelle III sind Stähle, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurden. Die Stähle 3 und 4 liegen außerhalb der Zusammensetzung des erfindungsgemässen Stahles. Der Stahl 5 ist ein Al-beruhigter Stahl, der nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhalten wurde.

Aus der Tabelle IV geht hervor, daß das erfindungsgemässe Verfahren sehr wirksam ist für Al-beruhigten Stahl, der bei der oben genannten höheren Temperatur aufgewickelt wurde.

Beispiel 3 Stahlherstellung: LD-Konverter.

Tabelle V Chemische Zusammensetung (%)

Stähle	0	C	Mn	26	O	P	O	S	gelöstes Al	012	O,	N
1 .	0	,04	O,	31	O	,011	O	,015	O,	035	O,	054
2	0	,05	o,	29	O	,012	O	,017	o,	048	O,	037
3	,05	ο,		,016	,017	o,		051

Heißwalzbedingungen nach dem Flachwalzen: Bearbeitungstemperatur: 87O⁰G

Aufwickeltemperatur: 70O⁰C

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Dicke nach Bearbeitung: Dicke kaltgewalzt:

2,8 mm 0,8 mm

Kontinuierliche Anlaßbedingungen bei dem erfindungsgemässen Verfahren:

Glühtemperatur:	75O°C	Stähle	Streck-	Zugfestig keit o (kg/ram^)	Dehnung	Alterungsindex (kg/mm2)	- Wert
	120°C/Sek.	1	24,4	34,7	43,0	4,4	1,24
Abkühlge schwindigkeit:	4700C	2	22,3	33,5	44,8	3,4	1,37
Glühnachbehandlungstemper atur:		3	21,2	33,1	45,5	3,0	1,31
Glühnachbehandlungszeit:
Tabelle VJ
etwa 20 Sekunden.
Mechanische Eigenschaften (Dicke 0,8 mm)

Aus den Tabellen V und VI geht heryor, daß die mechanischen Eigenschaften dieser Stähle sich verbessern je mehr der Gehalt an gelöstem Al zunimmt.

Beispiel 4 Stahlherstellungr HD-Konverter.

Tabelle VII Chemische Zusammensetzung (SO

-	C	Mn	P	S	gelöstes Al	N
Stahl 4	0,04	0,26	0,011	0,016	0,037	0,0034

Heißwalzbedingungen nach dem Auswalzen:

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Γ - 10 -

Bearbeitungstemperatur Aufwickeltemperatur

4-1 860⁰C . 760⁰C

4-2 880° C 700⁰C

4-3 875°C 630⁰C

4-4 845° C 560⁰C

Dicke nach Bearbeitung: 2,6 mm

Dicke kaltgewalzt: 0,8 mm

Kontinuierliche Anlaßbedingungen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren:

Glühtemperatur: 760⁰C

Abkühlgeschwindigkeit: 100°C/Sek.

Glühnachbehandlungstemperatur: 450⁰C

Glühnachbehandlungszeit: 20 Sekunden.

Tabelle VIII
Mechanische Eigenschaften

Stähle	Streck spannung (kg/mm^)	Zugfestig keit o (kg/mnO	Dehnung (%)	Alterungsindex (kg/mm2)	r Wert
4-1	23,8	35,4	42,6	4,9	1,47
4-2	21,6	33,6	45,2	3,3	1,42
4-3	22,8	33,9	45,8	3,4	1,27
4-4	27,6	36,9	37,3	6,5	1,10

Bei diesem Beispiel wurde der Einfluß der Heißwalzbedingungen, insbesondere der Aufwickelteinperatur, auf die mechanischen Eigenschaften der Produkte hin untersucht. Aus der Tabelle VIII geht hervor, daß die mechanischen Eigenschaften des Stahles 4-1 sich verschlechtern, der bei einer niedrigen Temperatur als bei dem erfindungsgemässen Verfahren, aufgewickelt wurde.

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Claims (2)

Patent ansprüche

1. Kontinuierliches Anlaßverfahren für kaltgewalztes Stahlband, das zur Ziehverformung geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Stahl, der C in einer Menge von kleiner gleich 0,08 % und gelöstes N in einer Henge von kleiner gleich 0,0050 % nach'ül)l ich en Verfahrensaiaßnahmen kaltwalzt, auf eine Temperatur von 710⁰C bis 800⁰C erhitzt und glüht, dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50⁰C pro Sekunde auf eine Temperatur von weniger als 500⁰C abkühlt und während mindestens 10 Sekunden auf einer Temperatur von 300 bis 500⁰C hält.

2. Kontinuierliches Anlaßverfahren für kaltgewalztes Stahlband, das zur Ziehverformung geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man Stahl, der C in einer Henge von kleiner gleich 0,08 % und gelöstes Al in einer Menge von 0,010 % bis 0,060 % enthält, bei einer Temperatur von mehr als 6J0°C in einer Heißwalzstufe aufwickelt, kaltwalzt, auf eine Temperatur von 71O⁰C bis 800⁰G erhitzt und bei dieser Temperatur glüht und dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50⁰C pro Sekunde auf eine Temperatur von weniger als 50O⁰C abkühlt und während mindestens 10 Sekunden auf einer Temperatur von 300 bis 50O⁰C hält.

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ORIGINAL INSPECTED

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