DE2056313B2

DE2056313B2 - Kontinuierliches Anlaßverfahren für kaltgewalztes, tiefziehfähiges Band

Info

Publication number: DE2056313B2
Application number: DE19702056313
Authority: DE
Inventors: Haruo Yokohama; Nakaoka Kazuhide Kawasaki; Watanabe Kaoru Yokohama; Nishimoto Akihiko Yamato; Kanagawa; Tanaka Nobuo Fukuyama Hiroshima; Kubotera (Japan)
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1969-11-14
Filing date: 1970-11-16
Publication date: 1972-11-09
Also published as: SE368719B; FR2087775A5; CA950337A; GB1308484A; DE2056313A1; NL155596B; NL7016790A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches Anlaßverfahren für kaltgewalztes, tiefziehfähiges Band aus einem unberuhigt vergossenen Stahl, der weniger als 0,08% Kohlenstoff und weniger als 0,003% Stickstoff in gelöster Form enthält, in üblicher Weise kaltgewalzt wurde, anschließend auf eine Temperatur von 710 bis 800⁰C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten wurde, auf eine Temperatur von weniger als 500° C abgekühlt und während mindestens 10 Sekunde: auf einer Temperatur von 300 bis 500⁰C gehalten wird, sowie ein'· Anwendung dieses Verfahrens.

Es ist im allgemeinen bekannt, daß ks'tgewalztes. tiefziehfähiges Bandmaterial durch ansatzweises Anlassen bzw. Vergüten in nicht aufgerolltem Zustand hergestellt werden muß, trotz der Tatsache, daß die Produktivität in diesem Falle schlecht ist. Daher wurden viele Untersuchungen dahingehend unternommen, kaltgewalzten ziehfähigen Stahl durch ein kontinuierliches Anlaßverfahren herzustellen. Ein solches Verfahren wird in der deutschen Offenlegungsschrift 1483 017 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das kaltgewalzte Stahlband zunächst über den Rekristallisationspunkt bis zu einer maximalen Temperatur, die über 600"C, vorzugsweise bei etwa 700^cC. liegt, erwärmt. Diese Erwärmung erfolgt so schnell wie möglich, vorzugsweise in weniger als 20 Sekunden. Das Rand wird anschließend auf dieser Temperatur während einer Zeitdauer, die vorzugsweise 20 Sekunden beträgt, gehalten, um dann auf eine Überalterungstemperatur, die niedriger als 400 C ist. abgekühlt zu werden und auf dieser Temperatur für eine Zeitdauer von 10 bis 30 Minuten gehalten zu werden. Dabei wird eine Abkühlgcschvvindigkcit eingehalten, daß die Gcsamtabkühlphase langer als 20 Sekunden dauert. Das Ergebnis ist ein ticfzichfähiges kaltgewalztes Stahlband, dessen Kohlenstoffgehalt zwischen 0.05 und 0.07% und dessen Stickstoffgehalt /wischen 0.0015 und 0.(102" „ liegt.

Der HiTmdung lic.ni als Aufgabe die Verbesserung des kontinuierlichen Anlal.Kcrfahrens für kaltuewal/-tes. ticl/iehfahiyes Band /ugrunde.

Das crrmdunusgemiilV Verfahren ist dadurch yckenn/eichncl. dal· entließen der Annahme der 1'achwell, dal· der behandelte Stahl um si» weicher werde, je niedriger die Ahkiihlimgsgcsthwindigkcil ist. die •\bkühlungsgesch\\ indigkeH mehl" aK ^O μι J -,cc heirägl.

An Hand der in den /eichnimuen daruestcliicn bevorzugten Ausfuhrungsformen wird die Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen kontinuierlichen Anlaßzyklus A. verglichen mit einem Kastenglühen B;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm für eine Beziehung

zwischen dem Alterungsindex (linke Abszisse) bzw der Streckgrenze (rechte Abszisse) und der Glühtemperatur;

F i g. 3 zeigt eine Beziehung zwischen dem Alterungsindex und der Abkühlgeschwindigkek;

F~i g. 4 zeigt ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Alterungsindex (linke Abszisse) bzw. der Streckgrenze (rechte Abszisse) und der Glühnachbehandlungstemperatur darstellt;

F i g. 5 zeigt ein Diagramm, das das Verhältnis

zwischen dem Alterungsindex (Unke Abszisse) bzw. der Streckgrenze (rechte Abszisse) und der Glühnachbehandlungszeit verdeutlicht.

Die in F i g. 2 bis 5 dargestellten Beziehungen wurden unter Verwendung des im nachfolgenden Beispiel 1 als Stahl 1 bezeichneten Stahls erhalten.

Bei Untersuchungen der Anmelderin wurde festgestellt, daß für die Steigerung des Kohlenstoffgehaltes auf einen Wert, der notwendig ist, um die Anzahl der Kristallisationskeime für gelösten Kohlenstoff während des Abkühlens zu vergrößern, die untere Grenze der Glühtemperatur höher als der Umwandlungspunkl A_x liegen und mindestens 710⁰C betragen sollte. Denn je mehr die Menge an gesättigtem Kohlenstoff sich erhöht, um so mehr wird die Ausfällung von gelöstem Kohlenstoff beschleunigt. Die obere Grenze der Glühtemperatur liegt auf Grund des Alterungsindexes niedriger als etwa 800 C, da dieser Altcrungsindcx eine wichtige Eigenschaft für das Preßverformen des Stahles ist und diese Eigenschaft schnell zunimmt, wenn der Stahl auf eine Temperatur von mehr als 800C erhitzt wird. Diese Beziehungen sind in F i g. 2 gezeigt. Aus F i g. 2 ist zu ersehen, daß der Allerungsiiulex 1 von Stahl schnell bei einer Temperatur von mehr als etwa 710 C abnimmt und

ho schnell bei einer Temperatur von mehr als etwa SOO C zunimmt, wogegen die Streckgrenze 2 mil zunehmender Temperatur a!'nimmt.

Es \erstehl sich von selbst, daß der Gehall an einigen Elementen im Stahl begrenzt werden muß.

f\s so daß man die gewünschten I rgebnisse nut der obigen (ilühheliaiullung erzielen kann. Der Kohlenstoffgehalt sollte geringer oder gleich Ο.ΟΝ'Ί, sein, gleieh-Luiltiü. um welche Art von Stahl es sieh handelt.

Wenn der Gehalt an Kohlenstoff mehr als 0.08% beträgt, werden die Streckgrenze und der Alterungsindex des Stahls höher, und demzufolge ist der Stahl für die Preßverformung nicht geeignet. Der Gehalt an gelöstem Stickstoff in unberuhigtem Stahl ist aus dem gleichen Grund auf eine Menge von kleiner oder gleich 0,003% beschränkt. Für die anderen im Stahl enthaltenen Elemente ist keine Beschränkung eiforderlich. Das Verfahren nimmt von der Herstellune des Stahls bis zur Kaltwalzstufe einen üblichen Verlauf ω

Bei Anwendung des Verfahrens auf einen beruhigten Stahl, der weniger als 0,08% Kohlenstoff und 0.01 bis 0.06% gelöstes Aluminium enthält, wird der Stahl nach der Warmverformung bei einer Temperatur von mehr als 630⁰C warmgehaspeh und anschließend kaltgewalzt. Die Haspelung bei einer Temperatur von mehr als 630⁰C ist notwendig, um die Ausfällung von AlN in so großem Umfang wie möglich zu be" wirken. Wenn eine übliche niedrige Aufwickeltemperatur verwendet wird, ist es unmöglich, eine ausgezeichnete Preßverformbarkeit des Stahls zu erziel·::";, selbst wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.

Pur die Glühzeit nach dem Erhitzen des S'ahls ist keine Grenze gegeben. Eine Glühzeit. wie sie bei einem üblichen kontinuierlichen Anlaßverfahren, das als Horizontal- oder Vertikalverfahren angewendet wird, ist ausreichend. Es gibt keine Beschränkung der Erhitzungsgeschwindigkeit. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren haben weder die Erhitzungsgeschwindigkeit noch die Glühzeit einen Einfluß auf die Zieh- oder Preßverformbarkeit.

Erlindungsgemäß wird eine hohe Abkühlgeschwindigkeit verwandt. Je schneller die Abkühlung von der GHihtemperatur im Bereich von 710 bis 800 C auf eine Temperatur von weniger als 500 C erfolgt, desto mehr nimmt der Gehalt an gesättigtem Kohlenstoff zu. Diese Beziehung zeigt F i g. 3. Ihr ist zu entnehmen, daß der Alterungsindex 1 des Stahls sich beträchtlich bei einer Abkühlgeschwindigkeii von mehr als 50 grd/sec steigert.

Anschließend wird der Stahl mindestens 10 Sekunden lang auf einer Temperatur von 300 bis 500' C gehalten. In dieser Stufe wird der gesättigte Kohlenstoff als Karbid ausgefällt. Es ist leicht einzusehen, daß je mehr die Menge an gesättigtem Kohlenstoff bei der schnellen Abkühlung insteigt, die Ausfällung des Karbids um so mehr beschleunigt wird. Eine derartige Ausfäl'ung von Karbid hat einen großen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften des Stahlbandes. Diese Beziehung wird in F i g. 4 und 5 gezeigt.

Aus F i g. 4 geht hervor, daß die Haltetemperatur, d. h. die Glühnachbehandlungstcmperatur. einen großen Einfluß auf den Allerungsindex 1 und die Streckgrenze 2 hat. Während die Streckgrenze 2 abnimmt, je mehr die Glühnachbehandlurmstemperatur s>esteincrt wird, /.eigl der Allenmgsiiulex I einen gewünschten Wert. d. h. etwa 4 kg nmr bei einer Temperatur /wischen 300 und 5(K) ( . und steigt schnell an. Aus diesem Grunde wird die (iliihnachheliandlunüslemperalur a jf 300 bis 500 (' beschrankt. Aus I i <·. 5 ergibt sich, d-iß der Altertingsiiulev 1 bei einer C iKihnachhehandlungshMiiperaliir \nn 10 Sekunden stabil ist und danach kaum \eranderl wird. Sonnt \erlätift ein typischer ' Mitimiiei lieber AnIaH-/\kluv verglichen mil einem ansat/weisen Akliis. w ie in dei !■ 1 >.'. 1 üc/eiilt.

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

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern.

Beispiel 1 Stahlherstellung: LD-Konverter

Tabelle I

Chemische Zusammensetzung des	C	Mn	F'	S	Stahlblockes (%)	Gelöstes A
Stähle	0.04 0.08	0.31 0.34	0,013 0.013	0,018 0.016	Gelöstes N	Spuren Spuren
1	0.(X" 3 0,0015

30

35

40

45

5°

Warmwalzbedingungen

Endwalztemperatur 86O⁰C

Aufwickeltemperatur 575"C

Dicke nach Verformung 2.8 mm

Dicke, kaltgewalzt 0,8 mm

Anlaßbedingungen

A. Erfindungsgemäßer kontinuierlicher Anlaßzyklus

Glühtemperatur 75O⁰C

Abkühlgeschwindigkeit 100 grd/sec

Anlaßtemperatur 400° C

Anlaßzeit etwa 20 Sekunden

B. üblicher kontinuierlicher Anlaßzyklus.

C. übliches Kastenglühen, d.h. 700° C χ 6 Stunden.

Tabelle II
Mechanische Eigenschaften

I	Zyklus	Streck	Zug	Deh	Allerungs-
Stähle " ' '		grenze	festigkeit	nung	index
	Λ	(kg/mnr)	(kgmnr)	<%)	(kg nmr)
	B	22,6	33.1	46,2	4,3
1	C	26,9	35,2	40,1	6,9
	A	23,3	33.7	46,0	4,9
	B	23,5	34,1	46.2	4.8
	C	29.0	36,9	39,1	7,5
	24,1	34,1	45,0	5,3

7-Wcrl

.31 .28 ,30 .29 .29 ,23

do .Aus tier Tabelle

gehl hervor, daß alle untersuchten Materialien unberuhigler Stahl waren. ,Aus tier Tabelle Il ist ersichtlich, daß die mechanischen Eigenschaften der Stähle, die mit dem A-/ykltis gemäß dem erlindungsgemiißen Verfahren behandelt winden, den Materialien überlegen sind, die erhallen wei'len durch entweder den B-Zyklus nach üblichen kontinuierlichen AnlaßveiTiihren oder den ('-Zyklus nach einem üblichen kasteniilühen.

Ii c i s ρ ι c I 2
Sin h I herstellu im: 1.1)-K on vert er M e i s ρ i c 1 3 Stahlherstellung: LI)-K(inverlor

	Chemische	Mn	Ta bei k	III	S	Gelöstes N	Gelöstes ΛΙ ^l0 Stühle	Chemische	Mn	Tabelle V	S	Gelöstes ΛΙ	N
	C	0.31		0,018	0,0013	Spuren \|	C	0,26		0,015	0,012	0,034
lahl	0,04	0,34	Zusammensetzung ("·»)	0.016	0,0015	Spuren 2	0,04	0,31	Zusammensetzung ('O)	0,017	0,035	0.037
I	0,08	0,32	P	0,019	0,0015	Spuren '5 3	0.05	0.29	P	0,017	0.048	0,051
2	0,10	0,33	0,013	0,016	0,0033	Spuren	0.05		0.011
3	0,05	0.29	0,013	0,017	Spuren	0.048			0.012
4	0,05	0,011				0.016
5	0,011
	0,016

20

Warmwalzbcdingungcn nach dem Flachwalzcn

Verformungstemperatur ... 870⁰C

Aufwickeltemperatur Stähle 1, 2, 3

und 4: 58O°C Stahl 5: 68O⁰C Dicke, kaltgewalzt 0,8 mm

Kontinuierliche Anlaßbedingungen 30

gemäß dem crfindungsgcmäßen Verfahren

Glühtemperatur 760 "C

Abkühlgcschwindigkcit 100 grd/see

Anlaßtemperatur 450° C 35

Anlaßzeit etwa 20 Sekunden

Warmwalzbcdingungen nach dem Flachwalzcn

Verformungstemperatur 870"C

Aufwickeltemperatur 700⁰C

Dicke nach Verformung 2,8 mm

Dicke, kaltgewalzt 0.8 mm

Kontinuierliche Anlaßbedingungen bei dem erfindungsgcmäßen Verfahren

Glühtemperatur 75O⁰C

Abkühlgeschwindigkeit 120 grd/sec

Anlaßtemperatur 470" C

Anlaßzeit etwa 20 Sekunden

Tabelle VI Mechanische Eigenschaften (Dicke 0.8 mm)

Tabelle IV

Mechanische Eigenschaften der untersuchten Materialien

	Streck	Zug	Deh	Altcrungs-
ahle	grenze	festigkeit	nung	indcx
	(kg/mm²)	(kg/mm²)	(4)	(kg mm²l
i	22,9	33,1	46,3	4,1
2	23,6	33,9	46.0	4,5
3	25,6	35,6	44.1	6,9
4	24,8	35,0	43,5	6,7
5	21,2	34,3	45,5	3.0

40

45

F-Wcrt

1,33 1,31 1.34 1.26 1,31

	Streck	Zug	Deh	Alterungs
	grenze	festigkeit	nung	index
	(kgmm²)	(kg/mm²)	f%)	(kg/mm²)
1	24,4	34.7	43,0	4,4
2	22.3	33.5	44,8	3,4
3	21.2	33,1	45,5	3,0

7-Wcrt

1,24 1,37 1,31

Aus den Tabellen V und VI geht hervor, daß die mechanischen Eigenschaften dieser Stähle durch steigenden Gehalt an gelöstem Al verbessert werden.

55

Die Stähle 1 und 2 der Tabelle III sind Stähle f die das erfindungsgemäßo Verfahren angewendet 60 :rden soll. Die Stähle 3 und 4 liegen außerhalb :ses Bereiches. Der Stahl 5 ist ein Al-beruhigter ihl, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt wurde.

Aus der Tabelle IV geht hervor, daß das erfindungs- 65 mäße Verfahren sehr wirksam ist für Al-beruhigten ahl, der bei der obengenannten höheren Temperar aufgewickelt wurde.

Beispiel 4 Stahlherstellung: LD-Konverter

Tabelle VII Chemische Zusammensetzung (%)

Stahl	C	Mn	P	S	Gelöstes Al	N
4	0.04	0,26	0,011	0,016	0,037	0,0034

2697

VVarmwalzbedingunuen nach dem Auswalzen

Aufwickcllempcriiliir

Stähle

temper	.1(111
SW)	C
SSO	C
875"	C
845"	C

\D ⁸

label le VIII Mechanische Eigenschaften

760 C 700 C 630 C 560'C

Dicke nach Verformung 2,6 mm

Dicke, kaltgewalzt 0,8 mm

Kontinuierliche Anlaßbedingungen * gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren

Glühtemperatur 760⁰C

Abkühlgcschwindigkeit 100°grd/sec

Anlaßtemperatur 450⁰C

Anlaßzeit 20 Sekunden

Stühle

4-1
4-2
4-3
4-4

SlI¹CLk-	/UL'-	Deh	Allci'iinjr-,
ureii/e	l'cstigkcil	nung	in<lc\
(ku Trim I	Iku iniir'i	("ill	lkμ mni'l
23,8	35,4	42,6	4,9
21.6	33.6	45,2	3,3
22,8	33.9	45,8	3,4
27.6	36.9	37,3	6,5

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 546'!

2697

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Anlaßverfahren für kaltgewalztes, tiefziehfähiges Band aus einem unberuhigt vergossenen Stahl, der bis zu 0,08% Kohlenstoff und bis zu 0,003% Stickstoff in gelöster Form enthält, in üblicher Weise kaltgewalzt wurde, anschließend auf eine Temperatur von 710 bis 800° C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten wurde, auf eine Temperatur von weniger als 500° C abgekühlt und während mindestens 10 Sekunden auf einer Temperatur von 300 bis 500°C gehalten wird, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abkühlungsgeschwindigkeii mehr als 50 grd/sec beträgt.

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf einen beruhigten Stahl, der weniger als 0,0d°/₍ Kohlenstoff und 0,01 bis 0,06% gelöstes Alu minium enthält und der nach der Warmverformung bei einer Temperatur von mehr al< 63O°C warmgehaspelt und anschließend kaltgewalzt wurde.