DE1124067B

DE1124067B - Verfahren zur Herstellung von unlegiertem Stahldraht und Bandstahl mit hohen elastischen Eigenschaften

Info

Publication number: DE1124067B
Application number: DEF29019A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Schuell; Dr-Ing Fritz Schwier
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1959-07-25
Filing date: 1959-07-25
Publication date: 1962-02-22
Also published as: FR1261531A; CH379544A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

F 29019 VIa/18c

ANMELDKTAG: 25. JULI 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 22. F E B RU AR 1962

Bekanntlich werden Stahldrähte mit hohen elastischen Eigenschaften für viele Verwendungszwecke, beispielsweise als Federdrähte, Spannbetondrähte u. dgl., benötigt. Dabei versteht man unter hohen elastischen Eigenschaften das Verhältnis der Lage der 0,01-Grenze und der 0,2-Grenze zur Zugfestigkeit. Bei den erwähnten Feder- und Spannbetondrähten muß dieses Verhältnis möglichst hoch sein, damit man bei der Gebrauchsspannung im vollen elastischen Bereich bleibt.

Es ist bekannt, daß man bei patentiert gezogenen oder kaltgewalzten Stahldrähten eine hohe Elastizität dadurch erreichen kann, daß man den Stahldraht nach dem Ziehen einer Anlaßbehandlung unterwirft, die in einer Erwärmung auf Temperaturen zwischen 170 und 420⁰C besteht. Durch diese Behandlung wird die Elastizitätsgrenze (0,01-Grenze) gezogener Drähte um über lOO^fl/o und die 0,2-Grenze um ungefähr 50°/» erhöht. Die Wirkung dieser Anlaßbehandlung kann man noch dadurch steigern, daß man sie unter Zugspannung ausübt.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei patentiert gezogenen oder kaltgewalzten Stählen selbst nach dieser Anlaßbehandlung der Übergang vom elastischen zum plastischen Bereich bei hohen Belastungen nicht plötzlich, d. h. mit einer ausgeprägten Elastizitäts- oder Streckgrenze, sondern allmählich erfolgt. Dies hat zur Folge, daß ζ. Β. bei Spannbetondrähten diese gezogenen und angelassenen Stähle eine etwas niedrigere Kriechgrenze aufweisen als beispielsweise schlußvergütete Stähle, die infolge ihres martensitischen Gefügezustandes ein sehr hohes Elastizitätsund Streckgrenzenverhältnis aufweisen.

Schließlich ist es bekannt, daß man als Wärmebehandlung für die Herstellung von Stahldrähten, neben dem Patentieren oder Schlußvergüten, auch eine Zwischenstufenvergütung anwenden kann, die einen Gefügezustand ergibt, welcher von den Gefügen deutlich verschieden ist, die man durch die beiden erstgenannten Wärmebehandlungsverfahren erhält. So ist eine in zwei Arbeitsgängen durchgeführte Zwischenstufenvergütung von unlegierten und legierten Bändern, Drähten usw. bekanntgeworden, wobei der Stahl im ersten Arbeitsgang so schnell in ein Gebiet erhöhter Austenitbeständigkeit überführt wird, daß der austenitische Zustand erhalten bleibt und in einem anschließenden zweiten Arbeitsgang so lange auf einer so hohen Temperatur gehalten wird, daß eine vollständige Umwandlung in Zwischenstufengefüge erfolgt. Vorteilhaft soll es sein, den Stahl im ersten Arbeitsgang kurzzeitig in einem Bad aus Öl, Wasser wäßriger

Verfahren zur Herstellung

von unlegiertem Stahldraht und Bandstahl

mit hohen elastischen Eigenschaften

Anmelder:

Feiten & Guilleaume Carlswerk

Eisen und Stahl Aktiengesellschaft,

Köln-Mülheim, Schanzenstr. 28

Dipl.-Ing. Wilhelm Schüll

und Dr.-Ing. Fritz Schwier, Köln-Dellbrück,

sind als Erfinder genannt worden

Lösung von Natronlauge oder Kochsalz mit Raumtemperatur, von einer Temperatur im Bereich beschleunigter Martensitbildung abzuschrecken. Bei dünnen Drähten, vor allem dünnen Bändern, soll, da bei diesen die Abkühlung in Bädern mit hoher Abschreckwirkung so schnell vor sich geht, daß schon nach kurzer Verweilzeit im Abschreckbad das Ge-

. biet beschleunigter Martensitbildung erreicht wird und eine unerwünschte Martensitbildung nicht oder nur schwierig zu vermeiden ist, die Abkühlung in einem Druckluftstrom erfolgen, dessen Abschreckwirkung durch Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit oder gegebenenfalls durch Zuführung von Wasserdampf geregelt wird. Zur Regelung des Abschreckvorganges und/oder zur Einstellung und Einhaltung der Temperatur der Umwandlung im zweiten Arbeitsgang wird eine elektroinduktive Erwärmung benutzt.

Bei dem nach diesem Verfahren behandelten Drähten und Bändern lassen sich jedoch weder die Perlit- noch die Martensitbildung mit Sicherheit vermeiden. Bei der Anwendung des Verfahrens auf Drähte bzw. Bänder aus unlegiertem Stahl ist das Verfahren beschränkt auf Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,6%, um die Umwandlung in Perlit beim Abschrecken im Wärmebad unterdrücken zu können.

Untersuchungen über die Anwendbarkeit dieser Wärmebehandlung bei der Herstellung unlegierter gezogener oder kaltgewalzter Stähle haben auch ergeben, daß die Zwischenstufenvergütung im Vergleich zu dem üblichen Verfahren des Patentierens

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Claims

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nicht zu dem gewünschten Erfolge führt, da ver- Spannungsverlust im Kriechversuch in % der Anschiedene Gütewerte des zwischenstufenvergüteten fangsspannung nach 1000 Stunden bei einer Anfangsgezogenen Stahldrahtes oder kaltgewalzten Bandes spannung von deutlich unter denen normal patentierter und ge- 0,55-ög = 1,2% zogener oder kaltgewalzter Drähte oder Bänder 5 0,65 · σ« = 3,1% liegen. Dies trifft vor allem auf die Zahl der Bie- _η'_7ς _ Jq₀, gungen und Verwindungen zu, deren Hohe fur die _ qualitative Bewertung eines Stahldrahtes oder Stahl- ⁰^ ' ^aB ~~ ^yH ^/o bandes von der Fachwelt ganz allgemein als aus- Demgegenüber hatte der gleiche Draht von 7,0 mm schlaggebend angesehen wird. Die Festigkeitseigen- 10 Durchmesser, jedoch normal patentiert und auf eine schäften einschließlich der elastischen Dehngrenze Festigkeit von 173 kg/mm² gezogen und angelassen, und der Streckgrenze (0,01- und 0,2-Grenze) ent- einen Spannungsverlust im gleichen Kriechversuch sprechen dabei durchaus den bei patentierten und bei einer Anfangsspannung von gezogenen Drähten oder kaltgewalzten Bändern üb- __ liehen Werten (vgl. hierzu Zeitschrift »Stahl und ₁₅ 0,55 ■ σ_β - 1,8% Eisen«, Nr. 2, 1950, S. 52 bis 57). 0,65 · a_B ■= 5,2% Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum 0,75 · σ β — 10,7% Herstellen von unlegiertem Stahldraht und Bandstahl 0.85 · a_B — 17,8 % mit hohen elastischen Eigenschaften unter Anwenden

einer Kaltverformung mittels Ziehens oder Walzens, 20 Die Streckgrenze (0,2-Grenze) lag bei 156 kg/mm²

wobei der Stahl vorher einer Homogenisierungs- Die Elastizitätsgrenze (0,01-Grenze)

glühung bei oberhalb Ac₃ gelegenen Temperatur lag bei 131 kg/mm²

unterzogen und anschließend abgeschreckt sowie

nach dem Kaltverformen unter Zugspannung ange- PATENTANSPRÜCHE· lassen wird, und schlägt vor, das Abschrecken als 25

Zwischenstufenvergütung durchzuführen und das ab- 1. Verfahren zur Herstellung von unlegiertem

schließende Anlassen unmittelbar nach dem letzten Stahldraht und Bandstahl mit hohen elastischen

Kaltverformen im gleichen Arbeitsgang bei Tempe- Eigenschaften unter Anwendung einer Kaltverfor-

raturen zwischen 150 und 400° C und Einwirkung mung mittels Ziehens oder Walzens, wobei der

starker Zugspannung vorzunehmen. ₃₀ Stahl vorher einer Homogenesierungsglühung bei

Erfindungsgemäß wird dazu die Zugspannung vor- oberhalb Ac₃ gelegenen Temperaturen unterzogen

zugsweise so groß gewählt, daß eine weitere, ge- und anschließend abgeschreckt sowie nach dem

ringere Querschnittsabnahme unter dem Einfluß der Kaltverformen unter Zugspannung angelassen

Zugspannung und der erhöhten Temperatur erfolgt. wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschrek-

Die Zugspannung liegt vorteilhaft etwa zwischen 35 ken als Zwischenstufenveigütung durchgeführt

35 und 60% der Zugfestigkeit des Ziehgutes. und das abschließende Anlassen unmittelbar nach

Die Anlaßbehandlung selbst kann durch elektrische dem letzten Kaltverformen im gleichen Arbeits-

Widerstandserwärmung, Induktionserhitzung oder gang bei Temperaturen zwischen 150 und 400° C

z. B. in Blei- oder Salzbädern erfolgen. unter Einwirkung starker Zugspannung vorge-

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann 40 nommen wird.

es insbesondere bei Spannbetondrähten oder-bändern 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gevon Vorteil sein, sie unmittelbar vor dem Anlassen kennzeichnet, daß die Zugspannung so groß geunter Zugspannung mit Kerben oder Eindrücken zu wählt wird, daß eine weitere, geringe Querversehen, d. h. sie zu profilieren, um ihre Haftung im schnittsabnahme unter dem Einfluß der Zugspan-Beton zu erhöhen. 45 nung und der erhöhten Temperatur erfolgt.

Die mit dem Verfahren gemäß der Erfindung er- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gezielbaren Gütewerte sind im folgenden an einem Bei- kennzeichnet, daß die Zugspannung zwischen spiel dargelegt: etwa 35 bis 60% der Zugfestigkeit des Ziehgutes

Ein nach dem beschriebenen Verfahren zwischen- liegt.

stufenvergüteter und anschließend von 8,0 mm auf 50 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch

7,0 mm in einem Arbeitsgang gezogener und ange- gekennzeichnet, daß die Stahldrähte bzw. -bänder

lassener Stahldraht mit einem C-Gehalt von 0,86% unmittelbar vor dem Anlassen unter Zugspannung

hatte z. B. folgende physikalischen Eigenschaften: mit Kerben oder Eindrücken versehen werden.

Zugfestigkeit 173 kg/mm² ge^nlDmckschriften:

Streckgrenze (0,2-Grenze) .160kgW _{Deutsdie Patent}i_el| _{v 1800 V}Ia/18c (be-

Elastizitatsgrenze(0,01-Grenze) 156 kg/mm² kanntgemacht am 2. 4.1953);

Bruchdehnung (1 = 10 · d) .. 7% »Industrie-Anzeiger«, 79. Jahrgang (1957), Nr. 84,

Einschnürung 37% S. 1261;

Biegungen (D = 5 · d) 7 60 »Stahl und Eisen«, 1950, S. 52 bis 57.

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