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EP0352597A1 - Verfahren zur Erzeugung von Warmband oder Grobblechen - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung von Warmband oder Grobblechen Download PDF

Info

Publication number
EP0352597A1
EP0352597A1 EP89113109A EP89113109A EP0352597A1 EP 0352597 A1 EP0352597 A1 EP 0352597A1 EP 89113109 A EP89113109 A EP 89113109A EP 89113109 A EP89113109 A EP 89113109A EP 0352597 A1 EP0352597 A1 EP 0352597A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
max
product
deformation
slab
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP89113109A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0352597B1 (de
Inventor
Hans Dipl.-Ing. Dr. Pircher
Rudolf Dipl.-Ing. Kawalla
Jürgen Dipl.-Ing. Mahn
Walter Dipl.-Ing. Wilms
Waldemar Dipl.-Ing. Wolpert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thyssen Stahl AG
Original Assignee
Thyssen Stahl AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssen Stahl AG filed Critical Thyssen Stahl AG
Publication of EP0352597A1 publication Critical patent/EP0352597A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0352597B1 publication Critical patent/EP0352597B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/30—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process
    • B21B1/32—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process in reversing single stand mills, e.g. with intermediate storage reels for accumulating work
    • B21B1/34—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process in reversing single stand mills, e.g. with intermediate storage reels for accumulating work by hot-rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys

Definitions

  • the invention relates to a method for producing hot strip or heavy plates from rustproof and heat-resistant steels or from wrought alloys based on nickel with a final thickness in the range from 5 to 60 mm by producing a slab from ingot casting or by continuous casting, heating the slab at a temperature above of 1,100 ° C, subsequent hot rolling of the slab and accelerated cooling of the product rolled to its final thickness.
  • a method according to the preamble of claim 1 for the production of austenitic stainless steel plates with high corrosion resistance and high mechanical strength both at ambient temperature and at high temperatures is known from DE-OS 36 17 907. It can be seen from this prior art document that the steel plates, i.e. Heavy plates made of rust-proof austenitic steels of the composition specified in the publication after the roughing and finishing rolling and the subsequent cooling in air to room temperature usually have to be subjected to a subsequent heat treatment or solution annealing. This is carried out so that the hardening caused by the deformation is broken down and precipitations of intermetallic or carbidic phases are dissolved, which negatively affect the corrosion resistance of the product.
  • the subsequent solution annealing must generally take place at temperatures of more than 1,000 ° C. and correspondingly long holding times, which are sufficient to bring the precipitates back into solution.
  • the deformation-related solidification is reduced as a result of recovery and recrystallization.
  • the stainless steel plates or heavy plates produced by this conventional method have in the solution-annealed state with regard to their mechanical properties, e.g. Strength and toughness, as well as corrosion resistance, a property profile that is characterized by low mechanical strength.
  • the object of the patent application described and claimed in DE-OS 36 17 907 is to create a process for producing austenitic stainless steel plates which have better corrosion resistance and tensile strength both at ambient temperatures and at higher temperatures, without the need to use a downstream heating furnace as is required in the conventional process for subsequent solution annealing.
  • the product produced by this process has a much better mechanical and comparable corrosion resistance.
  • a higher strength is achieved in particular if hot rolling is also carried out in the non-recrystallization area.
  • the heating and heating temperature for the slab is preferably in the range from 1,100 to 1,200 ° C.
  • the finish-rolling temperature is in the range from 900 to 970 ° C, that is in any case less than 1,000 ° C and immediately after finish rolling with a temperature loss of only about 10 ° C the accelerated cooling begins, to a value of 500 ° C, preferably 300 ° C, in particular down to room temperature. Only when the final thickness of the product or heavy plate is 40 mm, in particular 100 mm, does a finish rolling temperature of more than 1,000 ° C result.
  • the finish-rolling temperature drops so much that a property profile comparable to that of heavy plates in solution-annealed condition, for example in terms of strength, toughness and corrosion resistance, cannot be set. Rather, the method known from DE-OS 36 17 907 basically gives a higher mechanical strength. However, if this is not desired with regard to the processing and use properties of the heavy plates, the finished rolled plates must then be subjected to a subsequent solution treatment, provided that they have a final thickness of less than 60 mm, in particular less than 40 mm.
  • hot strip and the heavy plates should have a property profile as in the solution-annealed state, then heat treatment or solution annealing is still essential to break down the deformation-related hardening and to dissolve excretions.
  • hot strip and heavy plate with a final thickness of less than 60 mm are primarily affected, in particular those with a thickness in the range between 8 and 40 mm. Accordingly, if an increase in the strength properties is not desired, then with the method known from DE-OS 36 17 907 only heavy plates can be safely produced without subsequent solution treatment, which have a final thickness of more than 60 mm, but are rarely used in practice .
  • so far only the production of hot strip with a final thickness of less than about 8 or 10 mm has been possible without problems, which, however, has to be solution annealed in any case after the finish rolling.
  • EP-OS 0 144 694 discloses a modified process for the production of flat, band-shaped or plate-shaped semifinished products, for example with a final cross section of 15 mm ⁇ 40 mm, from a stainless austenitic or martensitic steel, which, however, provides for solution annealing.
  • the workpiece is first heated from the stainless steel with the composition specified in the publication to a high temperature of the order of 1200 ° C. and heated through at this temperature. It is then pre-rolled and finish-rolled warm at a temperature in the range of 1,000 to 1,100 ° C in such a way that complete recrystallization of the rolling stock is ensured by sufficient deformation during the rolling process.
  • solution annealing and subsequent quenching of the semi-finished product in water take place from this temperature range to almost room temperature.
  • An essential feature of this process is that the solution annealing immediately following the rolling process is carried out in a heat after the last or the last rolling passes and the workpiece is then quenched directly from the solution annealing temperature in water without any additional treatment.
  • this method provides for a roller heating system, which is intended to largely prevent premature and excessive cooling of the workpiece during rolling in order to prevent the finished workpiece from being reheated to the required solution solution and quenching temperature of more than 1,000 ° C.
  • this additional heating for the reheating of the finished rolled product and in particular the proposed roller heating would mean a considerable additional outlay in the production of hot strip or heavy plates, which was previously customary.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned, according to which products in the form of hot strip or heavy plates with the composition given in Table 1 are hot-rolled and have a property profile after accelerated cooling, for example with regard to strength, toughness and corrosion resistance , which corresponds to that of solution annealed hot strip or heavy plate.
  • slabs are produced from ingot casting or by continuous casting from rustproof and heat-resistant steels or from wrought alloys based on nickel with the composition given in Table 1 and heated through before the hot rolling at a temperature of more than 1,100 ° C.
  • the hot-rolling of the heated slabs begins without interruption to a maximum of 1/6 of their initial thickness, ie they are reduced to a maximum of 1/6 of their initial thickness with the shortest possible break times between the individual deformation stitches in extreme cases.
  • Hot rolling is predominantly carried out with deformation stitches in which the degree of deformation per stitch in the direction of thickness is greater than the degrees of deformation indicated by curve A in FIG.
  • the initial thickness of the slab or slabs is usually in the order of about 150 to 250 mm. If, however, the slabs produced by continuous casting only have a thickness of the order of about 50 mm or less, the reduction in the product in them can also be used according to the invention the first rolling phase. Usually, however, a pre-rolling phase is followed by finish rolling to the final thickness, which according to measure ac) in claim 1 takes place above a minimum temperature which is dependent on the molybdenum content of the product and which must not be undercut.
  • the accelerated cooling takes place no later than 100 s thereafter at a core speed of more than 3 K / s, preferably more than 5 K / s, except for a temperature equal to or less than 650 ° C.
  • hot strip and heavy plates made of the steels specified in Table 1 can have one end thickness in the range of 5 to 60 mm and with a property profile that corresponds to the mechanical properties and the corrosion resistance of solution-annealed hot strips and heavy plates.
  • the strips and sheets produced according to the invention have a more uniform, in particular very fine-grained and largely excretion-free structure, as a result of which their processing and use properties are improved.
  • thin strips and sheets with a preferred final thickness in the range from 8 to 40 mm can now be hot-rolled to the final thickness without additional heat input during the rolling out in such a way that subsequent solution annealing is no longer required .
  • the properties of the strips and sheets produced by the process according to the invention can be further improved and optimized by hot-rolling and the subsequent accelerated cooling in accordance with the measures specified in subclaims 2 to 7.
  • the method according to claim 3 relates to the production of hot strip and the method according to claim 4 to the production of heavy plates. If at the same time all the deformation stitches of the roughing phase have a degree of deformation which is greater than the degrees of deformation indicated by curve A in FIG. 1, hot strip and heavy plates can be e.g. Manufacture with optimal values in terms of strength, toughness and corrosion resistance.
  • the method according to the invention can preferably be applied to the production of hot strip and heavy plates from rustproof and heat-resistant steels with an analysis according to claims 8 to 11 and 14 to 17 and from a wrought nickel base alloy with the composition specified in claims 12 and 13. If the method is preferably applied to rustproof and heat-resistant austenitic steels with the composition according to claims 16 and 17, hot strip and / or heavy plates with high toughness and increased corrosion resistance are obtained, which afterwards as a finished product are easy to process with regard to hot forming, cold forming and welding have.
  • Table 1 shows the composition of those stainless and heat-resistant steels and wrought alloys based on nickel, from which hot strip and heavy plates can be produced by the process according to the invention.
  • the five different alloys specified in Table 3 were selected, from which hot strip with a final thickness of 10 and 15 mm and heavy plates with a final thickness in the range from 10 to 40 mm were produced by the process according to the invention.
  • These are two stainless austenitic steels with a molybdenum content of less than 1.0%, two further stainless austenitic steels with a molybdenum content of more than 1.0% and a nickel-based alloy with the composition given in Table 3.
  • preliminary slabs with a thickness in the range of 170 to 265 mm were first produced and then heated to a temperature of more than 1,100 ° C. and heated through at this temperature.
  • the hot strip and the heavy plates were then heated from them
  • the slabs were first rolled out to a final thickness in a roughing phase and in a subsequent finishing rolling phase, before the finished rolled product was accelerated to a temperature of less than 650 ° C. at a rate of more than 3 K / s.
  • the degrees of deformation per pass were selected both in the roughing phase and in the finish-rolling phase according to the dependence of the degree of deformation, according to the invention, shown in Table 2 and shown in FIG.
  • Table 4 the hot rolling and cooling conditions, according to which the five different alloys given in Table 3 to form hot strip (W) and heavy plates were rolled out to final thickness, are given in Table 4.
  • the corresponding conditions of hot strip and heavy plate not produced according to the invention are also given.
  • Table 5 compares the results obtained with hot rolled strip and heavy plate produced according to the invention, with solution annealed and not annealed and with solution annealing.
  • Hot rolling in the recrystallization area and at high temperatures is not sufficient to set the properties desired for the hot strip and the heavy plates.
  • a homogeneous and fine-grained structure which is improved compared to the solution-annealed condition can be set provided the hot rolling conditions in the finish rolling phase for hot strip according to subclaims 2 and 3 and for heavy plates according to subclaims 2 and 4 can be set.
  • the hot rolling conditions in the finish rolling phase in addition to measure ac), only the feature ab) according to claim 1, a generally fine-grained structure is also generally achieved, but to a small extent also has coarse grain.
  • the hot strips and heavy plates produced according to the invention have comparable mechanical properties and corrosion resistance to the products in the solution-annealed state.
  • the exemplary embodiments according to the invention and the comparative examples in Tables 4 and 5 show that hot strip and heavy plates made of rustproof and heat-resistant steels or of wrought alloys based on nickel with the composition given in Table 1 with a final thickness in the range from 5 to 60 mm, preferably in the range from 8 to 40 mm, can be produced by the process according to the invention with a property profile which corresponds to the property profile of the corresponding strips and sheets in the solution-annealed state.
  • the strips and sheets produced according to the invention advantageously have a homogeneous and fine-grained structure that is largely free of excretions, which further improves their processing and use properties.
  • the method according to the invention now makes it possible, in particular, to produce hot strip with a final thickness greater than approximately 5 mm in a simple and inexpensive manner by controlled hot rolling with subsequent accelerated cooling without the need for subsequent solution annealing.
  • Table 1 Stainless and heat-resistant steels Wrought alloys based on Ni ferritic and martensitic austenitic / ferritic austenitic Alloy element Alloy content in mass% carbon ⁇ 0.35 ⁇ 0.05 ⁇ 0.15 ⁇ 0.1 manganese ⁇ 2.5 ⁇ 10.0 ⁇ 20.0 ⁇ 4.0 silicon ⁇ 1.5 ⁇ 1.5 ⁇ 4.0 ⁇ 4.0 nickel ⁇ 3.0 4 - 7 ⁇ 35 (Rest Ni) chrome 6 - 30.0 10 - 30.0 10 - 30.0 10 - 30 molybdenum ⁇ 3.0 ⁇ 5.0 ⁇ 7.0 ⁇ 10 titanium ⁇ 1.5 ⁇ 1.5 ⁇ 1.5 Tantalum and / or niobium ⁇ 1.5 ⁇ 1.5 ⁇ 1.5 ⁇ 1.5 copper copper

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Warmband oder Grobblechen aus nichtrostenden und hitzebeständigen Stählen oder aus Knetlegierungen auf Nickelbasis mit einer Enddicke im Bereich von 5 bis 60 min durch Herstellen einer Bramme aus Blockguß oder durch Stranggießen, Durcherwärmen der Bramme bei einer Temperatur oberhalb von 1100 <o>C, anschließendes Warmwalzen der Bramme und beschleunigtes Abkühlen des bis auf Enddicke gewalzten Erzeugnisses. Kennzeichen der Erfindung ist, daß die durcherwärmte Bramme ohne Unterbrechungen zunächst bis auf maximal 1/6 ihrer Ausgangsdicke überwiegend mit Verformungsstichen gewalzt wird, bei denen der Umformgrad pro Stich in Dickenrichtung größer ist als die Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses durch die Kurve A in Fig. 1 angegebenen Umformgrade. Anschließend wird bis auf Enddicke überwiegend mit Verformungsstichen fertiggewalzt, bei denen der Umformgrad pro Stich in Dickenrichtung größer ist als die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses und der Pausenzeit zwischen zwei benachbarten Stichen als Parameter durch die Kurve B1 oder B2 in Fig. 1 angegebenen Umformgrade. Die Oberflächentemperatur des fertiggewalzten Erzeugnisses soll - 1030 <o>C nicht unterschreiten, sofern das Erzeugnis bis 1,0 % molybdän enthält bzw. - 1050 <o>C nicht unterschreiten, sofern das Erzeugnis mehr als 1,0 % Molybdän enthält. Spätestens 100 s nach dem Fertigwalzen wird das Erzeugnis mit einer Geschwindigkeit im Kern von mehr als 3 K/s, insbesondere mehr als 5 K/s, bis auf eine Temperatur, die gleich oder kleiner als 650 <o>C ist, beschleunigt abgekühlt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Warmband oder Grobblechen aus nichtrostenden und hitze­beständigen Stählen oder aus Knetlegierungen auf Nickelbasis mit einer Enddicke im Bereich von 5 bis 60 mm durch Herstellen einer Bramme aus Blockguß oder durch Stranggießen, Durcher­wärmen der Bramme bei einer Temperatur oberhalb von 1.100 °C, anschließendes Warmwalzen der Bramme und beschleunigtes Ab­kühlen des bis auf Enddicke gewalzten Erzeugnisses.
  • Ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 zur Herstel­lung von austenitischen rostfreien Stahlplatten mit hoher Korrosionsfestigkeit und hoher mechanischer Festigkeit sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei hohen Temperaturen ist aus der DE-OS 36 17 907 bekannt. Dabei ist dieser Druckschrift zum Stand der Technik zu entnehmen, daß die Stahlplatten, d.h. Grobbleche aus nichtrostenden austenitischen Stählen der in der Druckschrift angegebenen Zusammensetzung nach dem Vor- und Fertigwalzen und der anschließenden Abkühlung an Luft bis auf Raumtemperatur üblicherweise einer nachfolgenden Wärmebehandlung bzw. Lösungsglühung unterworfen werden müssen. Diese wird durch­geführt, damit die durch die Verformung bedingte Verfestigung abgebaut wird und Ausscheidungen intermetallischer oder karbi­discher Phasen wieder aufgelöst werden, welche die Korrosions­beständigkeit des Erzeugnisses negativ beeinträchtigen. Um dieses Ziel zu erreichen, muß die nachfolgende Lösungsglühung im allgemeinen bei Temperaturen von mehr als 1.000 °C und ent­sprechend langen Haltezeiten erfolgen, die ausreichend sind, um die Ausscheidungen wieder in Lösung zu bringen. Dabei wird gleichzeitig infolge von Erholung und Rekristallisation die ver­formungsbedingte Verfestigung abgebaut. Demgemäß besitzen die nach diesem herkömmlichen Verfahren hergestellten rostfreien Stahlplatten bzw. Grobbleche im lösungsgeglühten Zustand bezüg­lich ihrer mechanischen Eigenschaften wie z.B. Festigkeit und Zähigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit ein Eigenschaftsprofil, für das eine geringe mechanische Festigkeit kennzeichnend ist.
  • Die dem Vor- und Fertigwalzen und der anschließenden Abkühlung an Luft bis auf Raumtemperatur nachfolgende Lösungsglühung be­ deutet jedoch aufgrund der Wiedererwärmung des bereits fertig­gewalzten Erzeugnisses auf mehr als 1.000 °C. und der erforder­lichen Haltezeiten hohe Produktionskosten und längere Fertigungs­zeiten. Ferner ist mit diesem nachträglichen Glühprozeß in der Regel eine zusätzliche Verzunderung des Erzeugnisses verbunden, wodurch sich seine Oberflächenqualität verschlechtern kann. In der Regel bedeutet dies einen weiteren Mehraufwand für das erforderliche abschließende Endzundern des fertiggewalzten Erzeugnisses.
  • U.a. von diesen Nachteilen ausgehend, liegt dem in der DE-OS 36 17 907 beschriebenen und beanspruchten Patentbegehren die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von austeni­tischen rostfreien Stahlplatten zu schaffen, die eine bessere Korrosionsfestigkeit und Streckfestigkeit sowohl bei Umgebungs­temperaturen als auch bei höheren Temperaturen aufweisen, ohne die Notwendigkeit, einen nachgeordneten Wärmofen benutzen zu müssen, wie er beim herkömmlichen Verfahren für die nachfol­gende Lösungsglühung erforderlich ist.
  • Als Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Bramme aus einer austenitischen rostfreien Stahlsorte, die üblicherweise ein nachfolgendes Lösungsglühen erforderlich macht und aus der die Stahlplatte hergestellt werden soll, zunächst auf eine Temperatur von mehr als 1.000 °C zu erhitzen. Anschließend erfolgt das Warmwalzen der durcherwärmten Bramme im Rekristal­lisationsbereich des Austenits und vorzugsweise auch im Nicht-­Rekristallisationsbereich mit einer Fertigwalztemperatur von mehr als 800 °C. Dabei ist das Fertigwalzen im Nicht-Rekristal­lisationsbereich unerläßlich, um eine höhere mechanische Festigkeit zu erzielen. Unmittelbar nach dem Fertigwalzen bis auf Enddicke erfolgt eine beschleunigte Abkühlung mit einer mittleren Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 2 K/s auf eine Temperatur von mindestens 550 °C. Sofern diese Walz- und Abkühlbedingungen eingehalten werden, ist die sich überlicher­weise daran anschließende, nachfolgende Lösungsglühung nicht mehr erforderlich.
  • Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, insbesondere im Vergleich mit fertiggewalzten Stahlplatten aus den gleichen austenitischen rostfreien Stahlsorten, mit der gleichen Enddicke, jedoch im lösungsgeglühten Zustand, besitzt das nach diesem Verfahren hergestellte Erzeugnis eine wesentlich bessere mechanische und eine vergleichbare Korrosionsfestigkeit. Eine höhere Festigkeit wird insbesondere dann erzielt, wenn das Warmwalzen auch im Nicht-Rekristallisationsbereich erfolgt. Im einzelnen ist den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, daß bei diesem vorbekannten Verfahren bei einer Enddicke des Erzeugnisses von 20 mm die Erwärmungs- und Durcherwärmungstemperatur für die Bramme vor­zugsweise im Bereich von 1.100 bis 1.200 °C liegt, die Fertig­walztemperatur einen Wert in dem Bereich von 900 bis 970 °C annimmt, d.h. in jedem Falle weniger als 1.000 °C beträgt und unmittelbar nach dem Fertigwalzen mit einem Temperaturverlust von nur etwa 10 °C die beschleunigte Abkühlung beginnt, und zwar auf einen Wert von 500 °C, vorzugsweise 300 °C, insbe­sondere bis auf Raumtemperatur. Nur bei einer Enddicke des Erzeugnisses bzw. Grobbleches von 40 mm, insbesondere 100 mm, ergibt sich eine Fertigwalztemperatur von mehr als 1.000 °C.
  • Sollen nun Warmband oder Grobbleche aus nichtrostenden und hitzebeständigen Stählen oder aus Knetlegierungen auf Nickel­basis mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung herge­stellt werden, jedoch mit einem Eigenschaftsprofil, das dem Eigenschaftsprofil des gleichen Erzeugnisses im lösungsgeglühten Zustand entspricht, so ist dieses vorbekannte Verfahren für die Herstellung von Grobblechen, insbesondere von Warmband, aus den folgenden Gründen nicht geeignet:
  • Werden Grobbleche mit einer Enddicke von weniger als 60 mm nach diesem Verfahren warm vor- und fertiggewalzt, so sinkt die Fer­tigwalztemperatur so stark ab, daß ein z.B. bezüglich Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit mit Grobblechen im lö­sungsgeglühten Zustand vergleichbares Eigenschaftsprofil nicht eingestellt werden kann. Vielmehr erhält man nach dem aus der DE-OS 36 17 907 bekannten Verfahren grundsätzlich eine höhere mechanische Festigkeit. Ist dies jedoch im Hinblick auf die Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften der Grobbleche nicht erwünscht, so müssen die fertiggewalzten Bleche anschließend einer nachfolgenden Lösungsglühung unterworfen werden, sofern sie eine Enddicke von weniger als 60 mm, insbesondere von weniger als 40 mm, besitzen.
  • Das gleiche gilt auch für die Herstellung von Warmband, das aufgrund der durch die geringe Banddicke insbesondere während der Fertigwalzphase auftretenden hohen Temperaturverluste nach dem Fertigwalzen einer Lösungsglühung unterworfen werden muß. Darüber hinaus schränkt diese Wärmebehandlung, die in der Regel in einem Durchlaufofen mit einer nachgeordneten Beizlinie durch­geführt wird, die Herstellung von Warmband bis zu einer maxi­malen Enddicke von etwa 10 mm ein, obwohl es grundsätzlich möglich ist, auch Warmband mit einer Enddicke in der Größen­ordnung von ca. 20 mm warm fertigzuwalzen.
  • Sollen daher das Warmband und die Grobbleche ein Eigenschafts­profil wie im lösungsgeglühten Zustand besitzen, so ist nach wie vor eine Wärmebehandlung bzw. Lösungsglühung unabdingbar, um die verformungsbedingte Verfestigung abzubauen und Ausschei­dungen wieder aufzulösen. Aus den genannten Gründen sind davon primär Warmband und Grobbleche mit einer Enddicke von weniger als 60 mm betroffen, insbesondere solche mit einer Dicke im Bereich zwischen 8 und 40 mm. Ist demnach eine Erhöhung der Festigkeitseigenschaften nicht erwünscht, so können mit dem aus der DE-OS 36 17 907 bekannten Verfahren ohne nachfolgende Lösungsglühung ausschließlich Grobbleche sicher hergestellt werden, die eine Enddicke von mehr als 60 mm besitzen, in der Praxis jedoch nur selten gebraucht werden. Andererseits ist bisher nur die Herstellung von Warmband mit einer Enddicke von weniger als etwa 8 bzw. 10 mm problemlos möglich, das allerdings nach dem Fertigwalzen in jedem Falle lösungsgeglüht werden muß.
  • Bei der Herstellung von Warmband und Grobblechen aus nichtrosten­den und hitzebeständigen Stählen oder aus Knetlegierungen auf Nickelbasis gemäß Tabelle 1 ist es jedoch in immer stärkerem Maße erforderlich, diese Erzeugnisse über einen möglichst großen Be­reich, d.h. auch mit einer Dicke im Bereich von 5 bis 60 mm, vorzugsweise 8 bis 40 mm, nach einem einheitlichen Verfahren herzustellen.
  • Diesbezüglich ist aus der EP-OS 0 144 694 ein modifiziertes Ver­fahren zur Herstellung von flachem, band- oder plattenförmigem Halbzeug z.B. mit einem Endquerschnitt von 15 mm x 40 mm aus einem rostfreien austenitischen oder martensitischen Stahl bekannt, das jedoch eine Lösungsglühung vorsieht. Bei diesem Verfahren wird das Werkstück aus dem rostfreien Stahl mit der in der Druckschrift angegebenen Zusammensetzung zunächst auf eine hohe Temperatur in der Größenordnung von 1.200 °C erwärmt und bei dieser Temperatur durcherwärmt. Anschließend wird es bei einer Temperatur im Bereich von 1.000 bis 1.100 °C warm in der Weise vor- und fertiggewalzt, daß durch eine genügend hohe Verformung während des Walzprozesses eine vollständige Rekristallisation des Walzgutes gewährleistet ist. Nach dem Fertigwalzen bis auf Enddicke erfolgen eine Lösungsglühung und ein sich daran anschließendes Abschrecken des Halbzeuges in Wasser aus diesem Temperaturbereich bis auf nahezu Raumtem­peratur. Wesentliches Merkmal dieses Verfahrens ist es, daß die sich an den Walzprozeß unmittelbar anschließende Lösungs­glühung in einer Hitze nach dem bzw. den letzten Walzstichen durchgeführt und das Werkstück im Anschluß daran ohne weitere Zusatzbehandlung von der Lösungsglühtemperatur direkt in Wasser abgeschreckt wird.
  • Da im Regelfall die Fertigwalztemperatur für ein unmittelbares Abschrecken zu tief liegt, muß das nach diesem Verfahren herge­stellte Werkstück nach dem Fertigwalzen zunächst wieder mittels einer Heizung erwärmt werden. Alternativ sieht dieses Verfahren eine Walzenheizung vor, mit der eine vorzeitige und zu starke Abkühlung des Werkstückes während des Walzens weitgehend unter­bunden werden soll, um eine Wiedererwärmung des fertiggewalzten Werkstückes auf die erforderliche hohe Lösungsglüh- und Abschreck­temperatur von mehr als 1.000 °C zu vermeiden. Jedoch auch diese zusätzliche Heizung für die Wiedererwärmung des fertiggewalzten Erzeugnisses und insbesondere die vorgeschlagene Walzenheizung würden einen erheblichen Mehraufwand bei der bisher üblichen Herstellung von Warmband oder Grobblechen bedeuten.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, nach welchem Erzeug­nisse in Form von Warmband oder Grobblechen mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung warmgewalzt werden und nach der beschleunigten Abkühlung beispielsweise bezüglich Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit ein Eigenschaftsprofil besitzen, das demjenigen von lösungsgeglühtem Warmband oder Grobblech entspricht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Übereinstimmung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen wie folgt gelöst:
  • Zunächst werden als Ausgangsprodukt Brammen aus Blockguß oder durch Stranggießen aus nichtrostenden und hitzebeständigen Stählen oder aus Knetlegierungen auf Nickelbasis mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung hergestellt und vor dem Warmwalzen bei einer Temperatur von mehr als 1.100 °C durch­erwärmt. Unmittelbar im Anschluß daran beginnt das Warmwalzen der durcherwärmten Brammen ohne Unterbrechungen zunächst bis auf maximal 1/6 ihrer Ausgangsdicke, d.h. sie werden mit mög­lichst geringen Pausenzeiten zwischen den einzelnen Verformungs­stichen im Extremfall zunächst bis auf maximal 1/6 ihrer Aus­gangsdicke reduziert. Dabei erfolgt das Warmwalzen überwiegend mit Verformungsstichen, bei denen der Umformgrad pro Stich in Dickenrichtung größer ist als die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses durch die Kurve A in Figur 1 angegebenen Umformgrade. Der Umformgrad phi ist defi­niert als
    phi = 1n hn-1/hn mit
    hn = Walzgutdicke nach dem n-ten Stich und
    hn-1 = Walzgutdicke nach dem (n-1)-ten Stich.
  • Indem mehr als 50 % der gewählten Verformungsstiche einen Um­formgrad besitzen, der größer ist als die durch die Kurve A in Figur 1 angegebenen Umformgrade, bedeutet dies, daß das Warmwalzen wie bei dem aus der EP-OS 0 144 694 vorbekannten Verfahren überwiegend im Rekristallisationsbereich erfolgt, wodurch das infolge der hohen Temperatur sehr grobkörnige Ausgangsgefüge in dieser ersten Walzphase weitgehend homogen, frei von mikroskopischen Aufreißungen und feinkörnig wird.
  • Die Ausgangsdicke der Bramme bzw. Brammen liegt in der Regel in der Größenordnung von etwa 150 bis 250 mm. Sofern die durch Stranggießen hergestellten Brammen jedoch nur eine Dicke in der Größenordnung von etwa 50 mm oder weniger besitzen, kann erfin­dungsgemäß auch auf die Reduktion des Erzeugnisses in dieser ersten Walzphase verzichtet werden. Üblicherweise schließt sich jedoch an eine Vorwalzphase das Fertigwalzen bis auf End­dicke an, das gemäß Maßnahme ac) im Anspruch 1 erfindungsgemäß oberhalb einer Mindesttemperatur erfolgt, die von dem Molyb­dängehalt des Erzeugnisses abhängig ist und die nicht unterschritten werden darf.
  • Für das erfindungsgemäße Fertigwalzen bis auf Enddicke ist es im Unterschied zur gängigen und in den beiden vorgenannten Druck­schriften beschriebenen Praxis erfindungswesentlich, daß nicht nur im Rekristallisationsbereich, d.h. mit Verformungsstichen mit Umformgraden gemäß Kurve A in Figur 1 und größer, gewalzt wird, sondern daß die Umformgrade der überwiegenden Anzahl der gewählten Verformungsstiche größer sein müssen, als die in Ab­hängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses und der Pausenzeit zwischen zwei benachbarten Verformungsstichen als Parameter durch die Kurve B1 oder B2 in Figur 1 angegebenen Umformgrade. Dabei gilt die Kurve B1 für eine Pausenzeit zwischen zwei benachbarten Stichen von weniger als 10 s (vorzugsweise Warmband) und die Kurve B2 für eine Pausenzeit zwischen zwei benachbarten Stichen von mehr als 10 s (vorzugsweise Grobblech).
  • Durch Anwendung dieser erfindungsgemäß vorgegebenen Umformgrade wird primär erreicht, daß das Gefüge während des Fertigwalzens homogen und feinkörnig rekristallisiert und die verformungs­bedingte Verfestigung abgebaut wird, ohne daß es einer nach­träglichen Wärmebehandlung zur Rekristallisation vor der be­schleunigten Abkühlung des Erzeugnisses bedarf, wie es bei dem aus der EP-OS 0 144 694 vorbekannten Verfahren vorgesehen ist. Darüber hinaus werden durch diese Maßnahme durch Leitung und Strahlung auftretende Wärmeverluste weitgehend ausgeglichen.
  • Ist das Warmband oder Grobblech oberhalb der gemäß Maßnahme ac) im Anspruch 1 erfindungsgemäß vorgegebenen Mindesttemperatur bis auf Enddicke fertiggewalzt, so erfolgt spätestens 100 s danach die beschleunigte Abkühlung mit einer Geschwindigkeit im Kern von mehr als 3 K/s, vorzugsweise mehr als 5 K/s, bis auf eine Temperatur gleich oder kleiner als 650 °C.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Warmband und Grob­bleche aus den in Tabelle 1 angegebenen Stählen mit einer End­ dicke im Bereich von 5 bis 60 mm und mit einem Eigenschafts­profil hergestellt werden, das den mechanischen Eigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit lösungsgeglühter Warmbänder und Grobbleche entspricht. Im Unterschied dazu besitzen die erfindungsgemäß hergestellten Bänder und Bleche jedoch ein gleichmäßigeres, insbesondere sehr feinkörniges und weitgehend ausscheidungsfreies Gefüge, wodurch ihre Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften verbessert sind. Insbesondere können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nunmehr auch dünne Bänder und Bleche mit einer bevorzugten Enddicke im Bereich von 8 bis 40 mm unter Ausnutzung der Verformungsenergie ohne zusätzliche Wärmezufuhr während des Auswalzens bis auf Enddicke in der Weise warmgewalzt werden, daß eine nachfolgende Lösungsglühung nicht mehr erforderlich ist.
  • Die Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bänder und Bleche können weiter verbessert und optimiert werden, indem das Warmwalzen und die anschließende beschleunigte Abkühlung nach den in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegebenen Maßnahmen erfolgt. Dabei bezieht sich das Verfahren gemäß Anspruch 3 auf die Herstellung von Warmband und das Verfahren gemäß Anspruch 4 auf die Herstellung von Grobblechen. Besitzen gleichzeitig alle Verformungsstiche der Vorwalzphase gemäß Anspruch 2 einem Umformgrad, der größer ist, als die durch die Kurve A in Figur 1 angegebenen Umform­grade, so lassen sich Warmband und Grobbleche z.B. bezüglich Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit mit optimalen Werten herstellen.
  • Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auf die Her­stellung von Warmband und Grobblechen aus nichtrostenden und hitzebeständigen Stählen mit einer Analyse nach den Ansprüchen 8 bis 11 und 14 bis 17 sowie aus einer Nickelbasis-Knetlegie­rung mit der in den Ansprüchen 12 und 13 angegebenen Zusammen­setzung angewendet werden. Wird das Verfahren vorzugsweise auf nichtrostende und hitzebeständige austenitische Stähle mit der Zusammensetzung nach den Ansprüchen 16 und 17 angewendet, so erhält man Warmband und/oder Grobbleche mit einer hohen Zähig­keit und erhöhten Korrosionsbeständigkeit, die nachträglich als Fertigprodukt eine gute Verarbeitbarkeit bezüglich Warmumformung, Kaltumformung und Schweißen besitzen.
  • Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen auf nichtrostende austenitische Stähle mit der in Anspruch 17 angegeben Zusammen­setzung, die während der Erstarrung Delta-Ferrit bilden, ist es bei entsprechend hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständig­keit von Vorteil, wenn diese Stähle legierungstechnisch auf Ge­halte an Delta-Ferrit unter 10 %, vorzugsweise unter 5 %, ein­gestellt werden. Dies kann erfindungsgemäß durch ein Absenken der Gehalte an ferritbildenden Elementen, vorzugsweise jedoch durch - mit Ausnahme von Kohlenstoff - ein Anheben der Gehalte an austenitbildenden Legierungselementen einzeln oder zu mehreren erfolgen. Dabei gilt gemäß Tabelle 3:
    DF [%] = (2.9004*Crä q - 2.084*Niä q ) - 25.62 , mit
    Crä q = Cr + Mo + 1.5*Si + 0.5*Nb + 4*Ti + 3*Al und
    Niä q = Ni + 0.5*Mn + 30*(C + N) + 0.5*Cu.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einzelner Ausführungs­beispiele näher erläutert:
  • In Tabelle 1 ist die Zusammensetzung derjenigen nichtrostenden und hitzebeständigen Stähle sowie Knetlegierungen auf Nickel­basis angegeben, aus denen sich Warmband und Grobbleche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen lassen. Von diesen Legierungen wurden die in Tabelle 3 angegebenen fünf verschie­denen Legierungen ausgewählt, aus denen nach dem erfindungsge­mäßen Verfahren Warmband mit einer Enddicke von 10 und 15 mm sowie Grobbleche mit einer Enddicke im Bereich von 10 bis 40 mm hergestellt wurden. Es handelt sich dabei um zwei nichtrostende austenitische Stähle mit einem Molybdängehalt von weniger als 1,0 %, um zwei weitere nichtrostende austenititsche Stähle mit einem Molybdängehalt von mehr als 1,0 % sowie um eine Nickel­basislegierung mit der in Tabelle 3 angegebenen Zusammensetzung.
  • Aus diesen fünf verschiedenen Legierungen wurden zunächst Vor­brammen mit einer Dicke im Bereich von 170 bis 265 mm herge­stellt und anschließend auf eine Temperatur von mehr als 1.100 °C erhitzt sowie bei dieser Temperatur durcherwärmt. Anschließend wurden das Warmband und die Grobbleche aus diesen durcherwärmten Brammen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst in einer Vorwalzphase und in einer sich daran anschließenden Fertig­walzphase bis auf Enddicke warm ausgewalzt, bevor das fertig­gewalzte Erzeugnis mit einer Geschwindigkeit von mehr als 3 K/s auf eine Temperatur von weniger als 650 °C beschleunigt abge­kühlt wurde. Dabei erfolgte die Wahl der Umformgrade pro Stich sowohl in der Vorwalzphase als auch in der Fertigwalzphase nach der in Tabelle 2 angegebenen und in Figur 1 dargestellten erfin­dungsgemäßen Abhängigkeit des Umformgrades von der Umform- bzw. Walzgutoberflächentemperatur. Im einzelnen sind die Warmwalz- und Abkühlbedingungen, nach denen die in Tabelle 3 angegebenen fünf verschiedenen Legierungen zu Warmband (W) und Grobbleche bis auf Enddicke ausgewalzt wurden, in Tabelle 4 angegeben. Ebenfalls angegeben sind die entsprechenden Bedingungen von nicht erfindungsgemäß hergestelltem Warmband und Grobblech. In Tabelle 5 werden die erzielten Ergebnisse von erfindungsgemäß hergestelltem, von nicht erfindungsgemäß hergestelltem und lö­sungsgeglühtem Warmband und Grobblech miteinander verglichen.
  • Werden Warmband und Grobbleche mit der in Tabelle 3 angege­benen Zusammensetzung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 1 warm vor- und fertiggewalzt und anschließend spätestens 100 s nach dem Fertigwalzen beschleunigt abgekühlt, so weisen diese Bänder und Bleche gemäß Tabelle 5 eine Streck­grenze und Zugfestigkeit auf, die mit den entsprechenden Größen lösungsgeglühter Bänder und Bleche vergleichbar sind. Wie die entsprechende Spalte in Tabelle 5 zeigt, besitzen die erfin­dungsgemäß hergestellten Bänder und Bleche ein verbessertes gleichmäßigeres, feinkörniges und weitgehend ausscheidungs­freies Gefüge, was sich positiv auf die Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften dieser Bänder und Bleche auswirkt. Auch die Dehnung und die Kerbschlagzähigkeit sind mit den entspre­chenden Werten der Erzeugnisse im lösungsgeglühten Zustand vergleichbar und liegen in allen Fällen in einem engen Streu­bereich.
  • Wie insbesondere die in Tabelle 5 ebenfalls angegebenen nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiele zeigen, führt das Ver­fahren zu Erzeugnissen mit höheren Festigkeitswerten, insbe­sondere höherer Streckgrenze, niedrigerer Dehnung mit Ober­flächenrissen und mit einem grobkörnigeren Mischgefüge sofern die erfindungsgemäßen Maßnahmen aa) (Vorwalzphase), ab) (Fertig­walzphase), ac) (Endwalztemperatur) und b) (beschleunigte Ab­kühlung) einzeln oder in Kombination nicht eingehalten werden. Diesbezüglich ergibt sich im einzelnen folgendes:
  • Wie insbesondere die Vergleichsbeispiele 1.7 und 3.6 zeigen, kann ein Warmwalzen in der Vorwalzphase mit Umformgraden der Verformungsstiche, die überwiegend bzw. in der Mehrzahl kleiner sind, als die durch die Kurve A in Figur 1 angegebenen Umform­grade, zu schädlichen Oberflächenrissen an dem Erzeugnis führen. Schon aus diesen Grund sind die erhaltenen Bänder und Bleche nicht brauchbar. Auch können die gewünschten Werte für die Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung in diesen Fällen nicht eingestellt werden. Diesbezüglich besitzt das Erzeugnis mecha­nische Eigenschaften, die von dem Eigenschaftsprofil des Er­zeugnisses im lösungsgeglühten Zustand abweichen.
  • Ein Warmwalzen im Rekristallisationsbereich und bei hohen Tem­peraturen, wie es aus der EP-OS 0 144 694 bereits bekannt ist, reicht andererseits nicht aus, um die für das Warmband und die Grobbleche gewünschten Eigenschaften einzustellen. Wie die Ver­gleichsbeispiele 1.8, 3.8 und 4.8 in Tabelle 4 und die zuge­hörigen Werte für die Streckgrenze, Zugfestigkeit, Dehnung und Kerbschlagzähigkeit in Tabelle 5 zeigen - in diesen Fällen ist die erfindungsgemäße Maßnahme aa) erfüllt -, werden insbe­sondere eine wesentlich höhere Streckgrenze und eine niedrigere Dehnung eingestellt, sofern die erfindungsgemäße Warmwalzbe­dingung gemäß dem Merkmal ab) im Anspruch 1 nicht erfüllt wird. Es kommt demnach nicht nur darauf an, daß die Erzeugnisse im Rekristallisationsbereich, d.h. mit Umformgraden warmgewalzt werden, die größer sind, als die durch die Kurve A in Figur 1 angegebenen Umformgrade, sondern es müssen insbesondere in der Fertigwalzphase auch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ab) und ac) des Anspruches 1 erfüllt sein.
  • Wie sich aus den Tabellen 4 und 5 des weiteren ergibt, kann ein im Vergleich zum lösungsgeglühten Zustand verbessertes homogenes und feinkörniges Gefüge dann eingestellt werden, sofern die Warmwalzbedingungen in der Fertigwalzphase für Warmband nach den Unteransprüchen 2 und 3 und für Grobbleche nach den Unteransprüchen 2 und 4 eingestellt werden. Erfüllen andererseits die Warmwalzbedingungen in der Fertigwalzphase neben der Maßnahme ac) nur das Merkmal ab) gemäß Anspruch 1, so wird in der Regel zwar ebenfalls ein überwiegend feinkörniges Gefüge erzielt, das jedoch zu einem geringen Anteil auch Grob­korn besitzt. Auch in diesen Fällen besitzen die erfindungsgemäß hergestellten Warmbänder und Grobbleche bezüglich ihrer mecha­nischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit mit den Erzeugnissen im lösungsgeglühten Zustand vergleichbare Werte.
  • Insgesamt zeigen die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele und die Vergleichsbeispiele in den Tabellen 4 und 5, daß Warmband und Grobbleche aus nichtrostenden und hitzebeständigen Stählen oder aus Knetlegierungen auf Nickelbasis mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung mit einer Enddicke im Bereich von 5 bis 60 mm, vorzugsweise im Bereich von 8 bis 40 mm, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Eigenschaftsprofil hergestellt werden können, das dem Eigenschaftsprofil der ent­sprechenden Bänder und Bleche im lösungsgeglühten Zustand ent­spricht. Dabei besitzen die erfindungsgemäß hergestellten Bänder und Bleche in vorteilhafter Weise ein homogenes und feinkörniges sowie weitgehend ausscheidungsfreies Gefüge, wodurch ihre Ver­arbeitungs- und Gebrauchseigenschaften weiter verbessert werden. Des weiteren ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren nunmehr möglich, insbesondere Warmband mit einer Enddicke größer von etwa 5 mm in einfacher und kostengünstiger Weise durch ein gesteuertes Warmwalzen mit anschließender beschleunigter Ab­kühlung ohne die Notwendigkeit einer nachfolgenden Lösungs­glühung herzustellen. Tabelle 1
    Nichtrostende und hitzebeständige Stähle Knetlegierungen auf Ni-Basis
    ferritisch und martensitisch austenitisch/ferritisch austenitisch
    Legierungselement Legierungsgehalte in Massen %
    Kohlenstoff ≦ 0,35 ≦ 0,05 ≦ 0,15 ≦ 0,1
    Mangan ≦ 2,5 ≦ 10,0 ≦20,0 ≦ 4,0
    Silizium ≦ 1,5 ≦ 1,5 ≦ 4,0 ≦ 4,0
    Nickel ≦ 3,0 4 - 7 ≦ 35 (Rest Ni)
    Chrom 6 - 30,0 10 - 30,0 10 - 30,0 10 - 30
    Molybdän ≦ 3,0 ≦ 5,0 ≦ 7,0 ≦ 10
    Titan ≦ 1,5 ≦ 1,5 ≦ 1,5 ≦ 1,5
    Tantal und/oder Niob ≦ 1,5 ≦ 1,5 ≦ 1,5 ≦ 1,5
    Kupfer ≦ 5,0 ≦ 5,0 ≦ 5,0
    Aluminium ≦ 1,5 ≦ 0,5 ≦ 1,0 ≦ 0,5
    Stickstoff ≦ 0,5 ≦ 0,5 ≦ 0,5 ≦ 0,5
    Sonstige V ≦0,5 V ≦ 1,0 Fe ≦ 45
    S ≦0,5 S ≦ 0,3
    (Rest Fe) (Rest Fe) (Rest Fe)
    Tabelle 2
    Umformtemperatur TU (Walzgutoberfläche) °C Kritischer Umformgrad φ *
    Vorwalzphase Fertigwalzphase
    Kurve A Kurve B₁** Kurve B₂***
    1200 0.046 (0.061) (0.083)
    1150 0.066 0.085 0.127
    1100 0.094 0.116 0.178
    1050 0.137 0.163 0.238
    1030 0.163 0.191 0.269
    1000 0.196 0.227 0.305
    980 0.223 0.254 0.332
    * = Die Einzelwerte wurden auf 0.001 gerundet.
    ** = für Pausenzeiten kleiner 10 sec.
    *** = für Pausenzeiten größer 10 sec.
    Tabelle 3
    Lfd.-Nr. Werkstoff nach DIN Chemische Zusammensetzung in Massen % Delta-Ferrit DF (%) nach*
    C Si Mn P S Cr Mo Ni N Al Ti
    1 1.4301 0.035 0.34 1.45 0.023 0.003 18.0 0.20 8.7 0.057 3.3
    2 1.4541 0.048 0.51 1.50 0.026 0.003 17.2 0.50 9.1 0.46 9.7
    3 1.4404 0.027 0.29 1.58 0.026 0.008 16.7 2.16 11.1 0.044 1.1
    4 1.4571 0.045 0.33 1.33 0.022 0.003 16.9 2.12 10.5 0.39 4.1
    5 2.4858 0.013 0.32 0.79 0.015 0.003 20.7 2.85 39.25 0.10 0.80 -
    * DF (%) = (Cräg 2.9004 - Niäg 2.084) - 25.62 mit
    Cräg = Cr + Mo + 1.5 Si + 0.5 Nb + 4 Ti + 3 Al
    Niäg = Ni + 30 (C + N) + 0.5 Mo + 0.5 Cu
    Tabelle 4
    Stahl (DIN-Nr.) Erzeugnis Nr. Vorbrammendicke mm Enddicke mm Vorwalzphase Fertigwalzphase Endwalztemp. (TE) °C Transferzeit tt s Abkühlgeschw. °C/s
    Gesamtstiche davon mit φ>A(TU) Gesamtstiche davon mit φ>B(TU)
    1.4301 E 1.1 170 10 4 4 8 7 1065 25 30
    1.2 W " 15 5 4 7 6 1035 <5 15
    1.3 " " 4 4 6 6 1070 35 >5
    1.4 " 40 4 4 4 3 1090 20 6
    nE 1.5 " 10 4 3 8 5 1020 >5
    1.6 " 10 4 3 12 6 1040 <5 >5
    1.7 " 15 8 3 8 5 1035 >5
    1.8 " 20 4 3 10 5 1035 8
    1.4541 E 2.1 W 170 10 5 4 7 6 1065 <5 >5
    2.2 215 " 4 3 8 8 1110 <10 >5
    2.3 170 15 4 4 6 6 1075 <10 20
    2.4 " " 4 3 8 6 1065 25 >6
    2.5 " 20 4 3 6 6 1080 80 7
    nE 2.6 170 10 5 3 7 4 1000 >5
    2.7 215 10 6 4 12 6 1040 1.0
    2.8 170 15 6 3 8 5 1035 >5
    2.9 " 20 4 3 10 5 1020 25
    1.4404 E 3.1 W 170 10 5 3 7 6 1075 <5 >5
    3.2 " 15 4 4 6 6 1105 <10 >5
    3.3 " 15 4 3 8 7 1090 <10 >5
    3.4 " 20 4 3 8 6 1080 >5
    nE 3.5 " 10 4 4 8 5 1020 <10 >5
    3.6 " 10 6 2 10 6 1050 >5
    3.7 " 15 6 3 8 5 1030 >5
    3.8 " 15 4 3 10 5 1060 >5
    3.9 " 15 4 3 10 6 1060 0.6
    1.4571 E 4.1 170 10 4 3 8 8 1100 20 >5
    4.2 215 15 4 4 8 8 1125 30 >5
    4.3 " " 4 3 10 8 1090 <10 >5
    4.4 265 20 4 4 10 8 1085 50 >5
    4.5 " 40 4 4 6 5 1050 20 >5
    nE 4.6 170 10 4 3 12 6 1000 >5
    4.7 " " 4 2 8 6 1050 >5
    4.8 215 15 4 3 12 6 1060 <10 >5
    4.9 170 15 4 3 8 7 1060 0.6
    2.4858 E 5.1 W 180 15 5 3 7 6 1075 <5 >5
    nE 5.2 W " " 7 6 7 3 975
    E - erfindungsgemäß
    nE - nicht erfindungsgemäß
    W - Warmband
    Tabelle 5
    Stahl (DIN-Nr.) Erzeugnis Nr. *) Rp0.2 *) Rm *) A₅ *) Av (ISO-V) Korngröße G n. DIN 50601 Delta-Ferrit Gehalt ***) Korrosionsprüfungen
    N/mm² % PT -196°C %
    (J) (J)
    1.4301 E 1.1 300 625 50 179 8 - 9 3 - 6 Anforderungen erfüllt nach: 1; 2; 3
    1.2 W 310 629 50 175
    1.3 295 616 55 211 8
    1.4 281 596 62 201 7
    nE 1.5 408 672 36 111
    1.6 390 650 38 130 8 + 4**)
    1.7 350 656 40 145 Oberflächenrisse
    1.8 405 665 41 134
    1.L 265- 605- 45- 170- 4 - 5 1 - 3
    345 635 60 190
    1.4541 E 2.1 W 298 595 50 170 2 - 4,5 Anforderungen erfüllt nach: 1; 2; 3
    2.2 280 590 55 185
    2.3 255 587 55 184 8 - 9
    2.4 272 594 53 186
    2.5 259 575 58 164 7 - 8
    nE 2.6 450 679 35 98
    2.7 440 655 40 105 nicht erf. n. 2; 3
    2.8 385 627 43 128 9 + 5**)
    2.9 395 641 41 129
    2.L 245- 580- 40 150- 7 - 8 1,5 - 2
    345 640 53 195
    1.4404 E 3.1 W 320 618 49 175 9 1,5 - 4 Anforderungen erfüllt nach: 1; 2; 3; 4
    3.2 281 590 54 189 125 8
    3.3 344 601 52 185 154 8 - 9
    3.4 280 575 54 180 121 7 - 8
    nE 3.5 479 692 33 102
    3.6 324 611 44 163 9 + 5**) Oberflächenrisse
    3.7 435 670 38 125
    3.8 405 615 41 135
    3.9 340 610 42 145
    3.L 250- 570- 46- 175- 50- 4 + 5 0,5 - 2
    310 605 55 230 65
    1.4571 E 4.1 270 585 53 195 3 - 7 Anforderungen erfüllt nach: 1; 2; 3
    4.2 267 578 57 190
    4.3 275 587 54 198
    4.4 270 605 54 191
    4.5 300 625 50 178
    nE 4.6 542 715 36 105
    4.7 430 625 38 115
    4.8 405 624 39 120
    4.9 425 674 32 96 nicht erf. n. 3; 4
    4.L 275- 560- 43- 145- 2 - 5
    315 605 55 195
    2.4858 E 5.1 W 290 605 50 205 Anf. erf. n.: 1; 2; 3
    nE 5.2 W 545 716 28 96
    5.L 265- 600- 45 190-
    295 625 50 215
    E - erfindungsgemäß
    nE - nicht erfindungsgemäß
    L - Lösungsgeglüht
    W - Warmband
    * - quer zur Walzrichtung
    ** - Mischkorngefüge
    *** - gemessen mit der Förster-Sonde
    Korrosionstests :
    1 - Strauß-Test n. DIN 50914
    2 - mod. Streicher-Test n. SEP 1877
    3 - Streicher-Test n. ASTM 262 Pract. B
    Ruey-Test n. DIN 50921
    Figure imgb0001

Claims (19)

1. Verfahren zur Erzeugung von Warmband oder Grobblechen aus nichtrostenden und hitzebeständigen Stählen oder aus Knet­legierungen auf Nickelbasis mit einer Enddicke im Bereich von 5 bis 60 mm durch Herstellen einer Bramme aus Blockguß oder durch Stranggießen, Durcherwärmen der Bramme bei einer Temperatur oberhalb von 1.100 °C, anschließendes Warmwalzen der Bramme und beschleunigtes Abkühlen des bis auf Enddicke gewalzten Erzeugnisses, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die durcherwärmte Bramme ohne Unterbrechungen
aa) zunächst bis auf maximal 1/6 ihrer Ausgangsdicke über­wiegend mit Verformungsstichen gewalzt wird, bei denen der Umformgrad pro Stich in Dickenrichtung größer ist als die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses durch die Kurve A in Fig. 1 angegebenen Umformgrade,
ab) anschließend bis auf Enddicke überwiegend mit Verfor­mungsstichen fertiggewalzt wird, bei denen der Umform­grad pro Stich in Dickenrichtung größer ist als die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses und der Pausenzeit zwischen zwei benach­barten Stichen als Parameter durch die Kurve B1 oder B2 in Fig. 1 angegebenen Umformgrade,
ac) wobei die Oberflächentemperatur des fertiggewalzten Erzeugnisses
- 1.030 °C nicht unterschreitet, sofern das Erzeugnis bis 1,0 % Molybdän enthält und
- 1.050 °C nicht unterschreitet, sofern das Erzeugnis mehr als 1,0 % Molybdän enthält und
b) das Erzeugnis spätestens 100 s nach dem Fertigwalzen mit einer Geschwindigkeit im Kern von mehr als 3 K/s, insbesondere mehr als 5 K/s, bis auf eine Temperatur be­schleunigt abgekühlt wird, die gleich oder kleiner als 650 °C ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Verformungsstiche, mit denen die durcherwärmte Bramme zu­nächst bis auf maximal 1/6 ihrer Ausgangsdicke gewalzt wird, mit einem Umformgrad durchgeführt werden, der großer ist, als die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses durch die Kurve A in Fig. 1 angegebenen Umformgrade.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß mindestens 2/3 der Verformungsstiche, mit denen das Erzeugnis auf Enddicke gewalzt wird, mit einem Umformgrad durchgeführt werden, der größer ist als die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses und der Pausen­zeit zwischen zwei benachbarten Stichen als Parameter durch die Kurve B1 in Figur 1 angegebenen Umformgrade.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß mindestens 3/4 der Verformungsstiche, mit denen das Erzeugnis auf Enddicke gewalzt wird, mit einem Umformgrad durchgeführt werden, der größer ist als die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Erzeugnisses und der Pausen­zeit zwischen zwei benachbarten Stichen als Parameter durch die Kurve B2 in Figur 1 angegebenen Umformgrade.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß das fertiggewalzte Erzeugnis im Anschluß an die beschleunigte Abkühlung langsam an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß das fertiggewalzte Erzeugnis, sofern es aus einem nichtrostenden und hitzebeständigen, ferritischen, mar­tensitischen oder austenitisch-ferritischen Stahl besteht, bis auf eine Temperatur beschleunigt abgekühlt wird, die gleich oder kleiner als 400 °C ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Oberflächentemperatur des fertiggewalzten Erzeugnisses, sofern es aus einem nichtrostenden und hitzebe­ständigen, ferritischen oder martensitischen Stahl besteht, vor der beschleunigten Abkühlung
- 980 °C nicht unterschreitet, sofern das Erzeugnis bis 1,0 % Molybdän enthält und
- 1.000 °C nicht unterschreitet, sofern das Erzeugnis mehr als 1,0 % Molybdän enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bramme aus einem nichtrostenden und hitze­beständigen, ferritischen oder martensitischen Stahl herge­stellt wird, bestehend aus max. 0,35 % C, max. 2,5 % Mn, max. 1,5 % Si, max. 3,0 % Ni, 6,0 bis 30,0 % Cr, max. 3,0 % Mo Rest Eisen und den unvermeidbaren Verunreinigungen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem nichtrostenden und hitzebeständigen, ferritischen oder mar­tensitischen Stahl zusätzlich noch max. 1,5 % Ti, max. 1,5 % Ta und/oder Nb, max. 1,5 % Al, max. 0,5 % N, max. 0,5 % V, max. 0,5 % S einzeln oder zu mehreren zulegiert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bramme aus einem nichtrostenden und hitze­beständigen, austenitisch-ferritischen Stahl hergestellt wird, bestehend aus max. 0,05 % C, max. 10,0 % Mn, max. 1,5 % Si, 4,0 bis 7,0 % Ni, 10,0 bis 30,0 % Cr, max. 5,0 % Mo, Rest Eisen und den unvermeidbaren Verunreinigungen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem nichtrostenden und hitzebeständigen, austenitisch-ferritischen Stahl zusätzlich noch max. 1,5 % Ti, max. 1,5 % Ta und/oder Nb, max. 5,0 % Cu, max. 0,5 % Al, max. 0,5 % N einzeln oder zu mehreren zulegiert werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bramme aus einer Knetlegierung auf Nickel­basis hergestellt wird, bestehend aus max. 0,1 % C, max. 4,0 % Mn, max. 4,0 % Si, 10,0 bis 30,0 % Cr, max. 10,0 % Mo Rest Nickel und den unvermeidbaren Verunreinigungen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Knetlegierung auf Nickelbasis zusätzlich noch max. 1,5 % Ti, max. 1,5 % Ta und/oder Nb, max. 5,0 % Cu, max. 0,5 % Al, max. 0,5 % N, max. 45,0 % Fe einzeln oder zu mehreren zulegiert werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bramme aus einem nichtrostenden und hitze­beständigen, austenitischen Stahl hergestellt wird, bestehend aus max. 0,15 % C, max. 20,0 % Mn, max. 4,0 % Si, max. 35,0 % Ni, 10,0 bis 30,0 % Cr, max. 7,0 % Mo Rest Eisen und den un­vermeidbaren Verunreinigungen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem nichtrostenden und hitzebeständigen, austenitischen Stahl noch zusätzlich max. 1,5 % Ti, max. 1,5 % Ta und/oder Nb, max. 5,0 % Cu, max. 1,0 % Al, max. 0,5 % N, max. 1,0 % V, max. 0,3 % S einzeln oder zu mehreren zulegiert werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Bramme aus einem nichtrostenden und hitzebeständigen, austenitischen Stahl mit max. 3,0 % Si, 7,0 bis 35,0 % Ni, max. 0,5 % Al, max. 0,035 % S, hergestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtrostende und hitzebeständige, austenitische Stahl mit 7,0 bis 20,0 % Ni, 15,0 bis 25,0 % Cr, max. 5,0 % Mo legiert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Delta-Ferrit-Gehalt in dem verwendeten nichtrostenden und hitzebeständigen, austenitischen Stahl auf einen Wert kleiner 10 % eingestellt wird, vorzugsweise durch Steuerung der dem Stahl zugegebenen Mengen der Legierungselemente Ni, N, Mn und/­oder Cu.
19. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 auf die Herstellung von Warmband oder Grobblechen mit einer Enddicke im Bereich von 8 bis 40 mm.
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