DE1508366A1 - Process for making cast iron and low carbon steel with preferred crystallographic orientations - Google Patents
Process for making cast iron and low carbon steel with preferred crystallographic orientationsInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Gusseisen und kohlenstoffarmem Stahl mit bevorzugten kristallographischen Orientierungen Method of making cast iron and low carbon Steel with preferred crystallographic orientations
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von orientierten Eisenlegierungen und insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung bevorzugter kristallographischer Orientierungen in Gusseisen und kohlenstoffarmem Stahl, sowie die nach diesem Verfahren erhaltenen Produkte.The invention relates to a method for producing oriented iron alloys and, in particular, a method for making preferred crystallographic Orientations in cast iron and low carbon steel, as well as the products obtained by this process.
Es wurde festgestellt, dass alle Metalle und ihre legierungen beim Walzen einen bestimmten Grad einer bevorzugten Orientierung und in der Regel eine andere Orientierung erhalten, wenn sie kalt bearbeitet und rekristallisiert werden« Wenn handelsübliches Eisen und kohlenstoffarme Stähle zu Blechen oder Bändern gewalzt und rekristallisiert werden, besitzen sie eine schwach entwickelte,nachIt has been found that all metals and their alloys have a certain degree of preference for rolling Orientation and usually a different orientation obtained when cold worked and recrystallized are «when commercial iron and low-carbon steels are rolled into sheets or strips and recrystallized become, they have a poorly developed, after
Br.Ha/MaBr.Ha / Ma
denthe
den Miller1 sehen Indices mit (100)/01j7 bezeichnete kubische Orientierung. Biese Orientierung hat für die derzeitige Verwendung von Gusseisen und kohlenstoffarmen Stählen keinen besonderen Wert·the Miller 1 see indices with (100) / 01j7 denoted cubic orientation. This orientation has no particular value for the current use of cast iron and low-carbon steels.
Es wurden bereits Versuche zur Entwicklung günstigerer Orientierungen in diesem Material unternommen· Zum Beispiel wurde die chemische Ausgangszusammensetzung der Schmelze durch Zugabe von Stoffen variiert, welche ein primäres Kristallwachstum verhindern. Andere Methoden, einsohliesslich solcher, die mit einer kritischen Spannung arbeiten, wurden angewendet, wobei die Methode und der Grad der Walz- und Wärmebehandlung variiert wurden· Trotzdem fand man bis zu der vorliegenden Erfindung die bevorzugten Orientierungen in dem Endprodukt nur in einer verhältnismässig kleinen Anzahl von Kristallen, nämlich in bis zu etwa 25 $> der gesamten Kristallstruktur.Attempts have already been made to develop more favorable orientations in this material. For example, the initial chemical composition of the melt was varied by adding substances which prevent primary crystal growth. Other methods, including those operating at critical stress, have been used, varying the method and the degree of rolling and heat treatment. Nevertheless, up to the present invention, the preferred orientations have only been found in a relatively small number in the end product of crystals, namely in up to about $ 25> of the entire crystal structure.
Es wurde nun gefunden, dass Gusseisen oder Armco-Eisen und kohlenstoffarmer Stahl so hergestellt werden können, dass sie mindestens zwei stark bevorzugte kristallographische Orientierungen aufweisen, welche einem polykristallinen Blech oder Band sehr günstige Eigenschaften verleihen« Diese Texturen sind so ausgeprägt, dass mehr als die Hälfte der gesamten Kristallstruktur die bevorzugten Texturen aufweist.It has now been found that cast iron or Armco iron and low carbon steel can be made so that they have at least two highly preferred crystallographic orientations, which are a polycrystalline Sheet metal or strip give very favorable properties «These textures are so pronounced that more than half the entire crystal structure has the preferred textures.
Unter Gusseisen oder Arraco-Eieen und kohlenstoffarmem Stahl iat ein Eisenmaterial zu verstehen, dessen Schmelzanlage bis su etwa 0,10 £ Kohlenstoff, 0,10 bis 0,40 # Mangan (vorzugsweise etwa 0,03 bis etwa 0,12 #), bis zu etwa 0,05 i» Schwefel, bis zu etwa 0,03 % Phosphor, bis zu etwa 0,25 fi Kupfer enthält und dessen Schmelze im übrigen aus Eisen besteht, bis auf die normalen Mengen von in solchen Materialien vorkommenden Verunreinigtingen. Das Gusseisen und der kohlenstoffarme Stahl können auch noch eine kleine Menge Aluminium enthalten. Auch Silicium kann als Desoxydationsmittel in geringen Mengen zugegen sein oder es kann in Mengen bis zu etwa 1,8 # zur Erhöhung dar Raumbeständigkeit des Produkts bei Verwendung für magnetische Zwecke zugesetzt werden. Die zugesetzte Silioiuamenge kann mit derjenigen übereinstimmen, die sich in bisher bekannten nieht-orientierten Siliciumstahl en findet und ergibt eich aus der Phasengrenze zwischen alpha-Eisen und gamma-Eisen· Der Kohlenstoff- und Mangangehalt richtet sich danach, ob das Material als Gusseisen oder kohlenstoffarmer Stahl eingestuft wird, wpbei der letztere in der Regel über 0,05 $> Kohlenstoff und über 0,20 + Mangan enthält.Cast iron or arraco iron and low-carbon steel is to be understood as meaning an iron material whose smelting plant is up to about 0.10 pounds of carbon, 0.10 to 0.40 # manganese (preferably about 0.03 to about 0.12 #), up to to about 0.05 i "sulfur, up to about 0.03% phosphorus, up to about 0.25 fi contains copper and the melt in the rest consisting of iron, up to the normal quantities of occurring in such materials contaminated rings. The cast iron and low carbon steel may also contain a small amount of aluminum. Silicon can also be present as a deoxidizer in small amounts or it can be added in amounts up to about 1.8 # to increase the dimensional stability of the product when used for magnetic purposes. The amount of silicon added can match that found in previously known non-oriented silicon steels and is derived from the phase boundary between alpha-iron and gamma-iron.The carbon and manganese content depends on whether the material is cast iron or low-carbon Steel is classified, where the latter usually contains over $ 0.05> carbon and over 0.20 + manganese.
Diethe
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Die beiden stark bevorzugten kristallographischen Orientierungen, die Gusseisen und kohlenstoffarmem Stahl gemäss der Erfindung erteilt werden können, entsprechen den Miller'sehen Indices (Ι1θ)^δ"θΐ7 und (112)/T1O7. Die (110^OO^-Ori en ti erung ist als Sossstruktur bekannt· Wie nachstehend beschrieben wird, besitzt ein aus Gusseisen und kohlenstoffarmem Stahl gemäss der Erfindung erhaltenes Material mit dieser Orientierung gewisse magnetische Eigenschaften, die etwa genau so gut oder sogar besser sind als sie in handelsüblichem, 3 i» Silicium enthaltendem, orientiertem Siliciumeisen gefunden werden. Bisher war ea unmöglich, stark orientierten, kohlenstoffarmen Stahl oder Gusseisen mit Gossstruktur ohne Verwendung von ainde~ stens 2 1> Silicium zu erhalten«The two highly preferred crystallographic orientations cast iron and low-carbon steel according to the invention correspond to the Miller indices (Ι1θ) ^ δ "θΐ7 and (112) / T1O7. The (110 ^ OO ^ -Orientation is known · as is described below as Sossstruktur, has a cast iron and low carbon steel obtained according to the invention, material having this orientation certain magnetic properties, which are approximately just as good or even better than it oriented in a commercially available, 3 i "silicon-containing, silicon iron are found. So far ea was impossible to obtain highly oriented, low-carbon steel or cast iron with Goss structure without using ainde ~ least 2 1> silicon "
Die (I12)/Tio7-Orientierung ist eine Art ron Würfel-Eokteztur, die bisher in Eisenmaterial noch nie in wesentlichem Anteil erhalten wurde. Wie nachstehend näher beschrieben wird, besitzt ein erfindungegemäss erhaltenes Material mit dieser Orientierung eine gute Verformbarkeit.The (I12) / Tio7 orientation is a kind of cube eoctecure, which up to now has never been preserved in a substantial proportion in ferrous material. As follows is described in more detail, has an according to the invention obtained material with this orientation good deformability.
Aufgabetask
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Erzeugung von kohlenstoffarmem Eisen oder Stahl mit ausgeprägter (110)/$0i7-0rientierung und ferner die Herstellung von kohlenstoffarmem Eisen oder Stahl mit stark entwickelter (112)/Ti07-0rientierung.The object of the invention is therefore the production of low-carbon iron or steel with pronounced (110) / $ 0i7 -orientation and also the production of low carbon iron or steel with highly developed (112) / Ti07 orientation.
Die Erfindung betrifft daher die Sohaffung eines Verfahrens zur Erzeugung stark bevorzugter kristallographischer Orientierungen in Gusseisen und kohlenstoff armem Stahl.The invention therefore relates to the creation of a method for producing highly preferred crystallographic ones Orientations in cast iron and low carbon steel.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann man Gusseisen und kohlenstoff armen Stahl mit einer (11O)/o"Oji7-Orientierung erhalten, wobei mehr als die Hälfte der gesamten Kristallstruktur diese Orientierung aufweist.Cast iron can be used according to the process of the invention and low carbon steel with a (11O) / o "Oji7 orientation obtained, with more than half of the entire crystal structure having this orientation.
Das erfindungsgemäss erhaltene Gusseisen und der kohlenstoffarme Stahl mit Gossstruktur zeichnen sich duroh überlegene magnetische Eigenschaften aus.The cast iron obtained according to the invention and the low-carbon steel with a cast structure are characterized by durohy superior magnetic properties.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Erzeugung von Gusseisen und kohlenstoffarmem Stahl mit einer (112)^Tio7-Orientierung, wobei mehr als die Hälfte der gesamten Kristallstruktur sioh duroh diese Orientierung auszeichnet·The invention also provides a method of making cast iron and low carbon steel with a (112) ^ Tio7 orientation, being more than half of the entire crystal structure sioh duroh this orientation distinguishes
Das 909843/0720The 909843/0720
Das erfindungsgemäss erhaltene Gusseisen und der kohlenstoff arme Stahl mit der (112)/T1^-Orientierung kennzeichnen sich durch gute Verformbarkeit.The cast iron obtained according to the invention and the low-carbon steel with the (112) / T1 ^ orientation are characterized by good deformability.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Ausführungen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail by the following statements in conjunction with the drawing. In the Drawing show:
Fig. 1 eine Mikrophotographie in 50-fächer Vergrösserung, welche die bevorzugte, gleichmässige, feinkörnige Struktur des erfindungsgemässen, warm gewalzten Materials zeigt,Fig. 1 is a photomicrograph enlarged 50 times, which is the preferred, even, fine-grained Shows the structure of the hot-rolled material according to the invention,
welche das warm gewalzte, erfindungsgemässe Material mit unerwünscht grossen Kristallen an den Oberflächen zeigt,which the hot-rolled material according to the invention shows with undesirably large crystals on the surfaces,
Fig. 3 eine Mikrophotographie in 100-facher Vergrösserung, welche ein warm gewalztes Material zeigt, in dem grosse Oberflächenkristalle, wie z.B. die in Fig. 2 dargestellten, nicht verfeinert sind und nach dem Walzen und der Entkohlung bestehen bleiben,3 is a photomicrograph, magnified 100 times, showing a hot rolled material in which large surface crystals such as those shown in Figure 2 are not refined and persist after rolling and decarburization,
Fig. 909843/0720 Fig. 909843/0720
Pig. 4 eine Mikrophotographie in 100-fächer Vergröeserung, welche ein warn gewalztes Material zeigt, in dem grosse Oberfläehenkristalle nicht verfeinert sind und naoh der Kaltwalzung, der Entkohlung und der abschiieasenden Glühung bestehen bleiben,Pig. 4 a photomicrograph in 100x magnification, which shows a warning rolled material in which large surface crystals are not refined and after cold rolling, decarburization and the the annealing annealing remains,
Pig. 5 eine Mikrophotographie in 100-facher Vergröeserung, welche das erfindungsgemässe Material nach dem Warmwalzen, Kaltwalzen und der Entkohlung zeigt, wobei sich die Kristalle nach dem Warmwalzen in einem idealen Zustand befinden,Pig. 5 a photomicrograph enlarged 100 times, which the inventive material after Hot rolling, cold rolling and decarburization shows, with the crystals after hot rolling in are in an ideal state,
Pig. 6 eine (lOO)-optische Polfigur, welche orientiertes Eisen mit einer (i10)/0£i7-Textur zeigt,Pig. 6 a (100) optical pole figure, which is oriented Shows iron with an (i10) / 0 £ i7 texture
Pig. 7 eine (lOO)-optisohe Folfigur, welche orientiertes Eisen mit einer (112)/TiCj7-Textur zeigt, undPig. 7 a (100) -optisohe following figure, which is oriented Shows iron with a (112) / TiCj7 texture, and
Pig. 8 eine graphische Darstellung, in welcher die Gleichstrommagnetisierungskurven für erfindungsgemässes, orientiertes Gusseisen mit den Kurven für übliches magnetisches Gusseisen, nicht-orientierten Siliciumstahl und orientierten 3 % Siliciumstahl verglichen werden.Pig. Fig. 8 is a graph comparing the DC magnetization curves for oriented cast iron of the present invention with the curves for conventional magnetic cast iron, non-oriented silicon steel and oriented 3 % silicon steel.
Kurz 909843/0720 Short 909843/0720
Kurz ausgedrückt, beruht die Erfindung auf der Feststellung, dass die Rekristallisationetextur τοη Gruse-' eisen und kohlenstoffarmem Stahl dadurch geändert werden kann, dass man als abschliessende Behandlungsstufe das Wachstum von Kristallen mit den bevorzugten Orientierungen auf Kosten von Kristallen mit anderen Orientierungen fördert, welcher Vorgang als sekundäre Rekristallisation bezeichnet wirdo In der derzeitigen Praxis wendet der Hersteller von kohlenstoffarmem Eisenmaterial zur Erzielung einer gewünschten Endstärke eine Warm- und eine Kalt walzung und eine Glühung etwas unterhalb der A^ oder der unteren kritischen Temperatur zur Erweichung des Materials durch Rekristallisation der Kristallstruktur an. Es wurde gefunden, dass, wenn man das Material während dieser abschiiessenden Glühung höheren Temperaturen unterwirft oder es längere Zeit auf Temperatur hält, die Korngrösse zunimmt, was jedoch wenig Einfluss auf die Orientierung der Kristalle ausübt. Es ist dies darauf zurückzuführen, dass das Material eher eine primäre Rekristallisation und ein willkürliches und nicht-selektives Kristallwachstum als eine sekundäre Rekristallisation mit selektivem Kristallwachstum durchmacht.In short, the invention is based on the finding that the recrystallization texture τοη Gruse- ' iron and low carbon steel can be changed as a result It is possible that the final treatment step is the growth of crystals with the preferred orientations at the expense of crystals with other orientations, which process promotes secondary recrystallization o In current practice, the manufacturer of low carbon ferrous material turns to Achieving a desired final thickness hot and cold rolling and annealing slightly below the A ^ or the lower critical temperature for softening the material through recrystallization of the crystal structure at. It has been found that if the material is subjected to higher temperatures during this final annealing or if it keeps the temperature for a longer period of time, the grain size increases, but this has little effect on the orientation the crystals wields. This is due to the fact that the material is more of a primary recrystallization and an arbitrary and non-selective crystal growth as a secondary recrystallization with selective Undergoes crystal growth.
Eine ausgeprägte bevorzugte Orientierung kann erfindungsgemäss dadurch erzielt werden, dass man Schwefel in dieA pronounced preferred orientation can according to the invention can be achieved by adding sulfur to the
909843/0720 Korngrenzen 909843/0720 grain boundaries
Korngrenzen der Primärkörner oder -kristalle eindiffundieren lässt und dadurch deren Wachstum beschränkt, Das ermöglicht eine sekundäre Rekristallisation mit den vorstehend angegebenen Ergebnissen.The grain boundaries of the primary grains or crystals can diffuse and thereby limit their growth, Das enables secondary recrystallization with the results given above.
Bas Gusseisen oder der kohlenstoffarme Stahl können nach beliebigen bekannten Schmelz- und Vergütungsverfahren erhalten werden. Bei Verwendung von kohlenstoffarmem Stahl kann dies entweder unberuhigter oder beruhigter Stahl sein; wenn es jedoch beruhigter Stahl ist, wird beruhigter Siliciumstahl bevorzugt. Bas kohlenstoffarme Eisen oder der Stahl können kontinuierlich oder in Abständen zu Blöcken, Knüppeln oder Brammen vergossen werden. Bas Material kann auf eine beliebige Stärke, je nach der verwendeten Walzeinrichtung, warm gewalzt werden· Je nach den auf die Warmwalzung folgenden Kaltverformungen und der gewünschten Endstärke des Endprodukts kann die Bicke des warm gewalzten Bandes bei einer derzeitigen Einrichtung zwischen etwa 0,318 und 0,127 cm variieren.Bas cast iron or the low carbon steel can be made by any known melting and tempering process can be obtained. When using low carbon steel, this can be either calmer or calmer Be steel; however, if it is killed steel, silicon killed steel is preferred. Bas low carbon Iron or steel can be cast continuously or at intervals to form blocks, billets or slabs will. Bas material can be of any thickness, depending according to the rolling equipment used, hot rolled · Depending on the cold deformations that follow hot rolling and the desired final thickness of the end product can be the kink of the hot rolled strip at a current time Setup can vary between approximately 0.318 and 0.127 cm.
Bas Warmwalzen kann in Bezug auf die Temperatur des Guts beim Erhitzen vor dem Walzen, beim Eintritt in das Walzwerk, während des Walzens auf die verschiedenen zwischen« zeitlichen Stärken und während der Abkühlung auf Raumtemperatur variiert werden. Biese Temperaturen stehenBas hot rolling can be related to the temperature of the goods when heating before rolling, when entering the rolling mill, during rolling on the various between « temporal strengths and during the cooling down to room temperature can be varied. These temperatures stand
909843/0720 sowohl909843/0720 both
sowohl für Gusseisen als auch für kohlenstoffarmen Stahl) je nach den Endverwendungszweoken, festj diese Richtlinien können auch für das erfindungsgemässe Material befolgt werden.for both cast iron and low carbon Steel), depending on the end uses, determine these Guidelines can also be followed for the material of the invention.
Wichtig ist jedoch, dass die Korngröase des Materials nach dm Warmwalzen und vor dem Kaltwalzen duroh die ganze Dicke des Materials hindurch verhältnismässig klein und gleichförmig ist. Aus diesem Grund liegt die bevorzugte Temperatur bei der Beendigung des Warmwalzens von kohlenstoffarmen Stählen zur Erzielung einer feinen Kornstruktur über etwa 871 C. Eine solche erwünschte, feine Kornstruktur ist in der Mikrophotographie von Pig. 1 dargestellt. Gusseisen wird bei einer niedrigeren Temperatur in der üblichen Weise fertiggewalzt. Sowohl für Gusseisen als auch für kohlenstoffarmen Stahl sind Wickeltemperaturen unterhalb 704 G zur Verhinderung eines zu starken Kornwachstums bevorzugt.However, it is important that the grain size of the material after hot rolling and before cold rolling through the entire thickness of the material relatively is small and uniform. For this reason, the preferred temperature is at the completion of hot rolling of low-carbon steels to achieve a fine grain structure above about 871 C. One such desirable fine grain structure is in Pig photomicrograph. 1 shown. Cast iron is used at finish-rolled at a lower temperature in the usual way. For both cast iron and low carbon For steel, coiling temperatures below 704 G are preferred to prevent excessive grain growth.
Zur sicheren Erzielung einer gleichförmigen, feinen Kornstruktur nach dem Warmwalzen kann das Material einer offenen Ausglühung oder einer normalisierenden Wärmebehandlung unterworfen werden. Obwohl während dieser Verfahrensstufe eine Entkohlung stattfinden kann, wird doch bevorzugt der Kohlenstoff i^isinem späteren Stadium ent-In order to surely achieve a uniform, fine grain structure after hot rolling, the material can be one open annealing or normalizing heat treatment. Although during this stage of the procedure decarburization can take place, the carbon is preferably formed in a later stage.
909842/0720 f erat. 909842/0720 f erat.
fernt, wie nachstehend näher beschrieben wird. Der Hauptsweck der auf die Warmwalzung folgenden Wärmebehandlung besteht in einer Verfeinerung und Ausgleichung der Kornstruktur· Das kann durch eine kontinuierliche oder Strangnornalisierungsglühung erfolgen, die in einer kurzzeitigen Erhitzung über den A, oder oberen kritischen Funkt (etwa 8850C) besteht. Eine Temperatur von etwa 9820C ist ausreichend· Es wurde gefunden, dass, wenn nach den Warmwalzen grosse Körner an der Materialoberfläohe verbleiben (wie dies in Fig· 2 gaseigt ist), was in Innern eines bei verhältnisnäesig hoher Temperatur erhaltenen Wickels der Fall ist, und wenn diese grossen Körner nicht durch eine HoohtemperaturglUhung verfeinert werden« sie auch während einer späteren Entkohlung (siehe Fig. 3) und während der abeohliessenden Glühung (siehe Fig. 4} bestehen bleiben· Fig. 5 ist eine Mikrophotographie, welche die ideale Kornstruktur naoh der Entkohlung zeigtf wobei die Kornstruktur nach den Warmwaisen etwa der in Fig. 1 gezeigten entsprach oder durch eine Hormalisierungsglühung verfeinert wurde· Aus wirtschaftlichen Gründen empfiehlt es sich, naoh dem Warmwaisen eine Kornstruktur der in Fig. 1 gezeigten Art zu erhalten, so dass die Normalisierungsglühung entfalen kann·removes, as described in more detail below. The Hauptsweck of the hot rolling subsequent heat treatment consists of refining and stabilization of the grain structure · This can be done by a continuous or Strangnornalisierungsglühung, critical in a short-time heating above the A, or upper funct (about 885 0 C) consists. A temperature of about 982 0 C is sufficient · It has been found that when remain after the hot rolling large grains at the Materialoberfläohe (as gaseigt in Fig x 2), which is in the interior of a package obtained in verhältnisnäesig high temperature of the case, and if these large grains are not refined by high-temperature annealing, they will also persist during a later decarburization (see Fig. 3) and during the subsequent annealing (see Fig. 4). Fig. 5 is a photomicrograph showing the ideal grain structure After the decarburization, f shows where the grain structure according to the warm orphans corresponded roughly to that shown in Fig. 1 or was refined by a normalization annealing.For economic reasons, it is advisable to obtain a grain structure of the type shown in Fig the normalization annealing can be omitted
Ea 909843/0720Ea 909843/0720
Es wurde ferner gefunden, dass, wenn anfängliche G-lühungen nach dem Warmwalzen bei Temperaturen unterhalb des oberen kritischen Punkts.durchgeführt werden, sie nahezu keinen Einfluss auf die Kornstruktur des Materials besitzen, wenn eine solche Glühung weniger als 5 Minuten dauert· Bei längeren Zeiten erfolgt ein Kornwachsturn und eine Entkohlung und ein späteres sekundäres Kornwachstum ist schwieriger zu erzielen·It was also found that when initial annealing after hot rolling at temperatures below of the upper critical point. they have almost no influence on the grain structure of the material, if such annealing is less lasts than 5 minutes · For longer times, a grain growth and decarburization takes place and a later one secondary grain growth is more difficult to achieve
Das Gusseisen oder der kohlenstoffarme Stahl mit einem ·' Kristallzustand ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten wird zur Erzielung der gewünschten Endstärke in einer oder mehreren Stufen kalt gewalzt. Wie dem Fachmann klar ist, ist eine einstufige Kaltverminderung oft aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt, da eine mehrstufige Kaltverminderung eine Glühung zwischen den einzelnen Stufen erfordert. Wenn eine mehrstufige Kaitverminderung erforderlich ist, soll die zwischenzeitliche Glühung in einer offenen Ausglühung bei einer Temperatur zwischen etwa 593 und etwa 9820C in einer reduzierenden Atmosphäre, gegebenenfalls einer entkohlenden Atmosphäre, wenn eine Beizung vermieden werden soll, bestehen. Wenn die Atmosphäre oxydierend ist, ist eine Beizung erforderlich.The cast iron or low carbon steel having a crystal state similar to that shown in Fig. 1 is cold rolled in one or more stages to achieve the desired final thickness. As is clear to the person skilled in the art, a single-stage cold reduction is often preferred for economic reasons, since a multi-stage cold reduction requires annealing between the individual stages. If a multi-stage Kaitverminderung is required to the intermediate annealing in an open Ausglühung at a temperature between about 593 and about 982 0 C in a reducing atmosphere, optionally a decarburizing atmosphere, if a dressing is to be avoided, consist. If the atmosphere is oxidizing, pickling is required.
Wennif 909843/0720909843/0720
soll der Grad der Kaltverminderung in jeder Stufe weniger als 90 i» betragen. Verminderungen zwischen etwa 50 und 83 # haben sich als zufriedenstellend erwiesen·If the degree of cold reduction of less than 90 i "in each stage. Reductions between about 50 and 83 # have been found to be satisfactory
Wenn das Endprodukt eine (i12)/TiC>7-0rlentierung besitzen soll, soll die Kaltverminderung in einem einstufigen Verfahren 90 1> oder mehr betragen. Bei einer in zwei oder mehr Stufen erfolgenden Kaltverminderung mit zwischenzeitlichen Glühungen muss nur die letzte Kalt walzung eine Verminderung um 90 i» oder mehr ergeben. Verminderungen von 90 # haben sioh zur Erzielung einer (I12)/Tio7-Orientierung ia dem Endprodukt als ausgezeichnet erwiesen. Die maximale Verminderung wird lediglich durch die Kapazität des Walzwerke und die Fähigkeit des Materials, eine drastische Deformation auszuhalten, beschränkt.If the end product is to have a (i12) / TiC> 7 rating, the cold reduction in a one-step process should be 90 1> or more. With a successful end in two or more stages cold reduction with intermediate annealing only the last cold rolling has a reduction of 90 i "or make more. Reductions of 90 # have proven to be excellent for achieving a (I12) / Tio7 orientation in general for the end product. The maximum reduction is limited only by the capacity of the mill and the ability of the material to withstand drastic deformation.
Während die vorstehend zur Erzielung der beiden Arten von Kristallorientierung angegebenen Kaltverminderungsbereiche ziemlich genau sind, besitzen die Warmwalzbedingungen, die chemische Zusammensetzung und die Endstärke einen gewissen Einfluss auf die Neigung zur Ausbildung der einen oder anderen Orientierungsart.While the above to achieve the two types the cold reduction ranges given by the crystal orientation are fairly accurate, the hot rolling conditions the chemical composition and the final strength have a certain influence on the tendency to form one or the other type of orientation.
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Wie bereits gesagt, kann eine Entkohlung vor dem Kaltwalzen durchgeführt werden· Zweokmässig .entkohlt «an jedoch nach dem Kaltwalzen· Die Entkohlung erfolgt vorzugsweise mittels einer wenige Minuten dauernden Durchlaufglühung in einer feuchten, wasserstoffhaltig«! Atmosphäre bei etwa 8160G, wie dem Fachmann bekannt ist. Die Temperatur kann zwischen 649 und etwa 871 0 variieren und billigere» wasserstoffhaltige Gase, s.B. diasosiierter Ammoniak, können verwendet werden· Der Endkohlenstoffgehalt soll weniger als 0,01 £ und für einige Verwendungszwecke weniger als 0,005 1· betragen· Die Entkohlung kann auch mittels einer Kistenglühung erfolgen· Während der Entkohlungsglühung oder während einer der anderen Wärmebehandlungen kann auch Stickstoff bis auf weniger als 0,001 i» Stickstoff entfernt werden·As already mentioned, decarburization can be carried out before cold rolling · Two-way. Atmosphere at about 816 0 G, as is known to those skilled in the art. The temperature can vary between 649 and about 871 0 and cheaper hydrogen-containing gases, eg diassosed ammonia, can be used · The final carbon content should be less than 0.01 pounds and for some uses less than 0.005 1 · Kistenglühung done · during decarburization or during one of the other heat treatments can also be nitrogen to less than 0,001 are i »nitrogen removed ·
Die abschliessende Behandlung besteht in einer Kistenglühung bei einer Temperatur unmittelbar unterhalb der oberen kritischen oder A,-Temperatur in einer reduzierenden, nicht-oxydierenden Atmosphäre· Das Eisen oder der kohlenstoffarme Stahl muss in der alpha-Phase gehalten werden; wegen des Kohlenstoffverlusts bei der Entkohlung liegt die obere kritische Temperatur oder die A,-Temperatur dann jedoch bei etwa 899 C· Etwa 8430C sind dannThe final treatment consists of a box annealing at a temperature just below the upper critical or A, temperature in a reducing, non-oxidizing atmosphere. The iron or the low-carbon steel must be kept in the alpha phase; due to the carbon loss during the decarbonization is the upper critical temperature or the A, -temperature but then at about 899 C · Approximately 843 0 C are then
ausreichend,sufficient, 909843/0720909843/0720
auereichend, wenn 48 Stunden oder langer auf Temperatur gehalten wird· Ein bevorzugter Temperaturbereich liegt «wischen etwa 871 und etwa 899°C, und Innerhalb eines solohen beschränkten Temperaturbereiche kann die Zeit, wihrend welcher auf der Temperatur gehalten wird, weniger als 24 Stunden betragen*sufficient if at temperature for 48 hours or more · A preferred temperature range is «Between about 871 and about 899 ° C, and within one In limited temperature ranges, the time while which is held at the temperature is less than 24 hours *
Mit fortschreitender Entwicklung der Glühung offener Wickel können die Entkohlung, die Stickstoffentfernung und die absohliessende Glühung in einem einsigen Ofen erfolgen, indem man die Temperatur und die Atmosphäre in gleicher Weise ändert, wie wenn eine Strangglühung von einer Kistenglühung gefolgt wird·As the annealing of open coils progresses, decarburization and nitrogen removal can take place and the final annealing in a single furnace done by changing the temperature and atmosphere in the same way as when a strand anneal followed by a box glow
Eine ausgeprägte bevorzugte Orientierung kann in dem Gusseisen oder dem kohlenstoffarmen Stahl dadurch ersielt werden, dass man Sohwefel in die Korngrensen der Primärkristalle eindiffundieren lässt, wodurch deren Wachstum beschränkt und eine sekundäre Rekristallisation mit selektivem Kornwachstum ermöglicht wird· Es erfolgt dies durch Behandlung des Gusseisens oder des kohlenstoffarmen Stahls mit Sohwefel oder Schwefelverbindungen naoh Erreichen der Endstärke und unmittelbar vor oder während des ein primäres Kornwachstum ergebenden Teils einer Glühung· Hierzu existieren verschiedene Möglichkeiten·A distinctly preferred orientation can be obtained in the cast iron or the low carbon steel by adding sulfur to the grain size Primary crystals can diffuse, which limits their growth and a secondary recrystallization with selective grain growth is made possible · It takes place this by treating the cast iron or the low carbon steel with carbon dioxide or sulfur compounds near reaching the final strength and immediately before or during the part of an annealing which results in a primary grain growth There are various possibilities for this
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Die Erfindung kann so durchgeführt werden, dass man Ferrosulfid oder andere Schwefelverbindungen, welche bei den Temperaturen des primären Kornwachstums dissoziieren oder sich zersetzen, dem während der abeohliessenden Glühung verwendeten Glühseparator zusetzt. Auch elementarer Schwefel kann dem Separator zu den gleichen Zweck zugesetzt werden.The invention can be carried out using ferrous sulfide or other sulfur compounds, which dissociate or decompose at the temperatures of the primary grain growth, that during the abeohliessende Annealing used annealing separator adds. Elemental sulfur can also be the same in the separator Purpose to be added.
Bevorzugte Glühseparatoren sind Magnesia, Aluminiumoxyd oder Calciumoxyd oder Mischungen derselben in fein- ' teiliger Form; auch andere Stoffe können gegebenenfalls verwendet werden, z.B. Titanoxyd und andere hochschmelzende Metalloxyde·Preferred annealing separators are magnesia, aluminum oxide or calcium oxide or mixtures thereof in fine ' part shape; other substances can also be used if necessary, e.g. titanium oxide and other high-melting points Metal oxides
Die abschliessende Glühung, die sowohl eine primäre als auch sekundäre Rekristallisation einschliessen kann, besteht in der Regel in einer Ausglühung in trockenem Wasserstoff in einem Muffel- oder Kistenofen. Das der Glühung unterworfene Material kann sich entweder in Form gestapelter Bleche oder von Wickeln befinden? wenn die Glühatmosphäre auf das Gusseisen oder den kohlenstoffarmen Stahl einwirken soll, erzielt man ausgezeichnete Ergebnisse beim Glühen lockerer Wickel, die nach modernen Methoden erhalten werden. Unabhängig davon, ob das Material als Blechstapel oder als Wickel vorliegt, soll bevorzugtThe final annealing, which can include both primary and secondary recrystallization, usually consists of annealing in dry hydrogen in a muffle or box furnace. That the Material subjected to annealing can either be in the form of stacked sheets or coils? if the If the annealing atmosphere is to act on the cast iron or the low-carbon steel, excellent results are obtained Results of the annealing of loose wraps obtained by modern methods. Regardless of the material is present as a stack of sheets or as a roll, should be preferred
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die Menge des schwefelhaltigen Stoffs an den Oberflächen des Guts innerhalb bestimmter, nachstehend näher angegebener Grenzen gehalten werden. Man nimmt an, dass der Schwefel oder die schwefelhaltige Verbindung mit der trockenen, wasserstoffhaltigen Glühatmosphäre unter Bildung von Schwefelwasserstoff reagiert; dass der Schwefel dann über den Schwefelwasserstoff als Träger auf den Stahl übertragen wird und der Schwefelwasserstoff dann mit dem Stahl unter Bildung von Sulfiden an den Korngrenzen reagiert. Die Reaktion tritt bei einer Ofentemperatur zwischen etwa 538 und 899° 0 ein· Durch die Schwefelabsorption stellen sich an den Korngrenzen der Primärstruktur hohe Schwefelkonzentrationen ein, was die primäre Kornstruktur an einem solchen Kornwachstum hindert, welches die anschliessende sekundäre Rekristallisation stören würde. Auf diese Weise wird eine feinkörnige Matrix bewahrt, bis sekundäre Kristalle mit der bevorzugten Orientierung die Kristalle mit anderen Orientierungen anfangen aufzubrauchen. Dann schreitet mit weiter ansteigender Temperatur das sekundäre Kornwachstum durch Korngrenzenenergie fort und wandelt die feinkörnige Matrix in eine gut entwickelte Struktur mit bevorzugter Orientierung um.the amount of sulfur-containing substance on the surfaces of the goods within certain specified below Limits are kept. It is believed that the sulfur or the sulfur-containing compound is associated with the dry, hydrogen-containing annealing atmosphere with formation reacts with hydrogen sulfide; that the sulfur is then transferred to the hydrogen sulfide as a carrier Steel is transferred and the hydrogen sulfide then with the steel forming sulfides at the grain boundaries reacted. The reaction occurs at an oven temperature between about 538 and 899 ° 0 Sulfur absorption sets in high sulfur concentrations at the grain boundaries of the primary structure, what the primary grain structure prevents such grain growth as the subsequent secondary recrystallization would disturb. In this way a fine-grained matrix is preserved until secondary crystals with the preferred one Orientation the crystals with other orientations start to use up. Then continue with increasing Temperature the secondary grain growth continues through grain boundary energy and transforms the fine-grained matrix into a well-developed structure with preferential orientation around.
Austhe end 909843/0720909843/0720
Aus den vorstehenden Erklärungen ergibt sich, dass man den Schwefel oder eine schwefelhaltige Ve-rbindung anstatt dem Glühseparator zuzugeben auch unter Erzielung vergleichbarer Ergebnisse der Glühatmosphäre in Form von Schwefelwasserstoff oder einer anderen gasförmigen Schwefelverbindung, z.B„ Schwefeldioxyd, Schwefelbacafluorid und dergleichen, zusetzen kann, welche Verbindung dann an den Korngrenzen bei Temperaturen bei oder etwas über 3380G reagiert. Es kann dies während der primären Kornwachstumsperiode, die während des Erhitzens des Materials auf die Temperatur, bei weloher eine sekundäre Rekristallisation in einer abschliessenden Glühung erfolgt, auftritt, geschehen. Selen oder Selenwasserstoff verhalten sich ähnlich wie Schwefel oder Schwefelwasserstoff, obwohl diese Substanzen teuerer sind; sie werden daher als die Äquivalente von Schwefel und Schwefelwasserstoff betrachtet.From the above explanations it follows that the sulfur or a sulfur-containing compound can be added instead of adding to the annealing separator while achieving comparable results in the annealing atmosphere in the form of hydrogen sulfide or another gaseous sulfur compound, e.g. sulfur dioxide, sulfur bacafluoride and the like, which Compound then reacts at the grain boundaries at temperatures at or slightly above 338 ° G. This can happen during the primary grain growth period, which occurs during the heating of the material to the temperature at which secondary recrystallization occurs in a final anneal. Selenium or hydrogen selenide behave similarly to sulfur or hydrogen sulfide, although these substances are more expensive; they are therefore considered to be the equivalents of sulfur and hydrogen sulfide.
Bei noch einer anderen Ausführungsform kann der Schwefel oder die schwefelhaltige Verbindung an den Oberflächen des Blechmaterials während einer Entkohlungsglühung vor der abschliessenden Glühung zugegen sein. Wenn beispielsweise das Gusseisen oder kohlenstoffarmes Stahlband durch einen eine SpezialatmoSphäre zur Entfernung von Kohlenstoff enthaltenden, länglichen Ofen geführt wird, kann manIn yet another embodiment, the sulfur can or the sulfur-containing compound on the surfaces of the sheet material during a decarburization annealing be present for the final annealing. For example, if the cast iron or low carbon steel belt through a special atmosphere for removing carbon containing, elongated furnace is performed, one can
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Schwefelwasserstoff mit der Entkohlungsatmosphäre unter Bildung eines geregelten.Eisensulfidfilms auf dem Material mischen, welcher PiIm das während der anschliessenden abschliessenden Glühung andauernde primäre Kornwaohstum unterbindet·Hydrogen sulfide with the decarburization atmosphere with the formation of a regulated iron sulfide film mix with the material, which PiIm lasts during the subsequent final annealing primary grain growth prevented
Sie Menge elementaren Schwefels oder von Schwefel in Form einer schwefelhaltigen Verbindung, die dem Glühseparator zugesetzt wird, kann etwa 1/2 bis 10 Gew. bezogen auf den Glühseparator, betragen, wenn dieser in einer Menge von etwa 5 kg pro, Tonne Gusseisen oder kohlenstoffarmem Stahl aufgebracht wird. Es wurde gefunden, dass innerhalb dieses Schwefelzusatzbereichs erzeugte Sekundärkristalle eine Neigung besitzen, mit zunehmendem Sohwefelzusatz grosser zu werden. Die Menge ▼on den Gusseisen oder dem kohlenstoffarmen Stahl zugängigem Schwefel kann die Löslichkeit von Schwefel im Bereich der Korngrenzen übersteigen. Etwas Schwefel geht während des Trocknens einer Uberzugsaufschlämmung und der Handhabung des getrockneten Überzugs verloren. Deshalb muss man einen diesen Verlust ausgleichenden Überschuss zugeben, und die angegebenen Werte beziehen sich in allen Fällen auf die während der Glühbehandlung anwesende Schwefel« oder Sulfidmenge.They amount of elemental sulfur or of sulfur in the form of a sulfur-containing compound, which is added to the annealing separator, about 1/2 to 10 wt. based on the annealing separator, if this is in an amount of about 5 kg per, ton of cast iron or low carbon steel is applied. It was found to be within this sulfur addition range Secondary crystals produced have a tendency to become larger with increasing addition of sulfur. The amount ▼ On the cast iron or the low carbon steel accessible sulfur can reduce the solubility of sulfur in the Exceed the range of grain boundaries. Some sulfur goes off during the drying of a coating slurry and handling of the dried coating is lost. Therefore you have to add a surplus to compensate for this loss and use the values given in all cases to those during the annealing treatment Amount of sulfur or sulphide present.
Wie 909843/0720 Like 909843/0720
Wie bereits gesagt, können der Glühatmosphäre Schwefelwasserstoff oder andere schwefelhaltige Gase zugesetzt werden, anstatt Schwefel dem Glühseparator einzuverleiben. In diesem Fall und in der Annahme, dass die Atmosphäre freien Zutritt zu allen Oberflächen des Gusseisens oder des kohlenstoffarmen Stahls hat, sollen in der Atmosphäre mindestens 750 ppm Schwefelwasserstoff oder von dessen Äquivalent enthalten sein. Man kann jedoch auch grössere Mengen schwefelhaltiger Gase zusetzen, und zwar sogar so grosse Mengen, dass sich ein Eisensulfidfilm oder eine · Eisensulfidoberflächenschicht bildet, wie dies in der belgischen Patentschrift 665 687 beschrieben ist. Wenn das Gusseisen oder der kohlenstoffarme Stahl einer Glühbehandlung, z.B. einer Entkohlungsglühung, vor der abschliessenden Glühung unterworfen wird, bildet sich der Sulfidfilm vor der abschliessenden Glühung und die Sulfide diffundieren dann während der abschliessenden Glühung in die Korngrenzen der Primärkristalle ein.As already mentioned, hydrogen sulphide or other sulphurous gases can be added to the annealing atmosphere instead of adding sulfur to the annealing separator. In this case and assuming that the atmosphere Have free access to all surfaces of cast iron or low carbon steel are said to be in the atmosphere at least 750 ppm hydrogen sulfide or its Be included equivalent. However, larger ones can also be used Add amounts of sulphurous gases, even like that large amounts that an iron sulfide film or an iron sulfide surface layer forms, as shown in FIG Belgian patent 665 687 is described. When the cast iron or low carbon steel undergoes an annealing treatment, e.g. a decarburization annealing, before the final Is subjected to annealing, the sulphide film and the sulphides are formed before the final annealing then diffuse into the grain boundaries of the primary crystals during the final annealing.
Der Gesamtschwefelgehalt des Gusseisens oder kohlenstoffarmen Stahls ist nicht unbedingt von Bedeutung. Von primärer Wichtigkeit ist die Anwesenheit von fein dispergierten Sulfiden an den Korngrenzen während der abschliessenden Glühung. Daraus folgt, dass ein kohlenstoffarmer 909843/0720 The total sulfur content of the cast iron or low carbon steel is not necessarily important. The presence of finely dispersed sulfides at the grain boundaries during the final annealing is of primary importance. It follows that a low carbon 909843/0720
armer Stahl oder Gusseisen mit einer ausreichenden Sulfidkonzentration an den Korngrenzen für ein primäres und sekundäres Kornwachstum geeignet sein kann, selbst wenn der G-esamtschwefelgehalt verhältnismässig niedrig ist, während eine Behandlung, welche eine Entfernung von Sulfiden an den Korngrenzen bewirkt, die Fähigkeit des Materials, eine ausgeprägte, bevorzugte Orientierung zu erlangen, beeinträchtigen kann, selbst wenn durch diese Behandlung der Gesamtschwefelgehalt des Materials nicht wesentlich verringert wird. Bei Durchführung der Erfindung wird daher etwas Schwefel oder Sulfid dem Gusseipen oder kohlenstoffarmen Stahl nach dem Walzen auf die Endetärke, im wesentlichen unabhängig von seinem Gesamtschwefelgehalt, . zugegeben, insbesondere da die hier beschriebenen Methoden zur Schwefel- oder Sulfidzugabe sich i#erster Linie an den Korngrenzen bemerkbar machen.poor steel or cast iron with sufficient sulfide concentration at the grain boundaries for a primary and secondary grain growth may be suitable even if the total sulfur content is relatively low is, while a treatment which causes sulfides to be removed from the grain boundaries, the ability of the Materials can impair the ability to acquire a distinct, preferred orientation, even if through this Treatment does not significantly reduce the total sulfur content of the material. In carrying out the invention therefore, some sulfur or sulfide will be added to the cast iron or low carbon steel after rolling on the Final starch, essentially independent of its total sulfur content, . added, especially since the methods described here for adding sulfur or sulfide i # make themselves felt primarily at the grain boundaries.
Die Eigenschaften des Eisens oder Stahls können durch zu viel Schwefel beeinträchtigt werden. Obwohl begrenzte Mengen bei Glühtemperaturen unterhalb 899°C entfernt werden können, wird der Sohwefel dadurch doch in der Regel nicht beträchtlich verringert.Too much sulfur can affect the properties of iron or steel. Although limited Quantities can be removed at annealing temperatures below 899 ° C, the sulfur is thereby in the Usually not reduced considerably.
Wenn auf den Metalloberflächen ein Eisensulfidfilm gebildet wird, z.B. durch Vermischen von Sohwefelwasser-If an iron sulphide film is formed on the metal surfaces, e.g. by mixing sulfur water
909843/0720909843/0720
stoff mit der Entkohlungsatmosphäre, soll die Eisensulf id schicht etwa 0,02 bis etwa 0,10 mil dick sein.With the decarburizing atmosphere, the iron sulfide layer should be about 0.02 to about 0.10 mils thick.
Die Anwendung einer Vakuumglühung ist bei dem erfindungsgemässen Verfahren nicht ausgeschlossen. Auch kann Stickstoff oder ein anderes inertes Gas mit oder ohne Wasserstoff oder in einem partiellen Vakuum verwendet werden. Schwefel kann offensichtlich aus dem Glühseparator direkt in das Metall eindiffundieren·The application of a vacuum annealing is in the case of the invention Procedure not excluded. Nitrogen or another inert gas can also be used with or can be used without hydrogen or in a partial vacuum. Sulfur can obviously be from the Diffuse annealing separator directly into the metal
Beispiel 1
Einstufiges Verfahren zur Erzeugung einer (112 )/Ti ÖJ-Textur example 1
One-step process for generating a (112) / Ti ÖJ texture
Kohlenstoff 0,010 i» Carbon 0.010 i »
Mangan 0,965 Ί» Manganese 0.965 Ί »
Schwefel 0,025 *Sulfur 0.025 *
Die Stufen des Verfahrens;The stages of the procedure;
1. Das Material wurde warm auf 0,100 Zoll heruntergewalzt.1. The stock was hot rolled down to 0.100 inches.
2. Das Material wurde dann gebeizt.2. The material was then pickled.
3. Das Material wurde unter 92jiiger Dickever*inderung auf 0,008 Zoll kalt heruntergewaist.3. The material was 92jiiger Dick Ever * mak- ing any changes to 0.008 inch cold slipped down waist.
909843/0720909843/0720
4. Dae Material wurde in einer Streifenglühung entkohlt, indem man es 4 Minuten in feuohteo Wasserstoff auf 8160G erhitzte, bis zu einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,004 J*.4. The material was decarburized in a strip anneal by heating it for 4 minutes in feuohteo hydrogen to 816 0 G, up to a carbon content of about 0.004 J *.
5. Das Material wurde mit 8 % Schwefel enthaltender Magnesia überzogen·5. The material was coated with magnesia containing 8% sulfur.
6. Das Material wurde 16 Stunden in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre bei 8820C geglüht.6. The material was calcined in a dry hydrogen atmosphere at 882 ° C. for 16 hours.
Das Endprodukt besass eine ausgeprägte (112)/Tio7-Textur und sehr gute Verformbarkeit.The final product had a pronounced (112) / Tio7 texture and very good deformability.
Die folgende Tabelle 2 gibt die Endstärke, die prozentuale Diokererminderung, die Art der Behandlung, die magnetischen Eigenschaften und die Art der erzielten Orientierung für fünf verschiedene Proben wieder. Alle Proben waren ron dem gleichen warm gewalzten Wickel wie in Beispiel 1 genommen worden.The following table 2 gives the final strength, the percentage reduction in dioker, the type of treatment, the magnetic Properties and the type of orientation achieved for five different samples. All samples were ron the same hot rolled coil as in Example 1 was taken.
Der kohlenstoffarme Stahl wurde kalt gewalzt, in einer Bandglühung bei 816°C entkohlt, mit 4 Gew.# elementaren Schwefel enthaltender Magnesia überzogen und 24 StundenThe low-carbon steel was cold-rolled, decarburized in a strip annealing at 816 ° C., with 4 wt. # Elementary Sulfur containing magnesia coated and 24 hours
bei 909843/0720 at 909843/0720
bei 888UC kistengeglüht,box annealed at 888 U C,
EndstärkeFinal strength
i» Kaltverformung i » cold deformation
Verfahrensweise Procedure
Permeabilität
bei H-1O
Örstedpermeability
at H-1O
Örsted
Art der OrientierungType of orientation
Beisp.1 0,017 ZollEx. 1 0.017 in
Beisp.2 0,015 Zoll 70 +Ex. 2 0.015 inches 70+
einstufig 1820single stage 1820
zweistufig* 1762two-stage * 1762
Sekundärkristalle mit GrossstrukturSecondary crystals with a large structure
Sekundärkristalle mit Grossstruktu-rSecondary crystals with a large structure
* Das Material wurde in der ersten Kaltwalzstufe um 70 Ji auf eine mittlere Stärke von 0,030 Zoll und um 50 *f» in der zweiten Stufe auf die Bndstärke von 0,015 Zoll vermindert .* The material was in the first cold rolling step 70 Ji to an average thickness of 0.030 inches and about 50 * f "in the second stage to the Bndstärke of 0.015 inches reduced.
Eine andere Gruppe von Proben wurde aus einer Gusseisenschmelze mit der folgenden Schmelzanalyse entnommen:Another group of samples were taken from a cast iron melt with the following melt analysis:
Kohlenstoffcarbon
Manganmanganese
Schwefelsulfur
0,015
0,052
0,0220.015
0.052
0.022
DasThat
909843/0720909843/0720
Das Material wurde warm auf eine Stärke von 0,100 Zoll heruntergewalzt und bei etwa 8160C abschiiessend geglüht. Das warm gewalzte Band wurde in einem Bandofen bei 982 C normalisiert und gebeizt. Nach einer einstufigen, verschieden starken, in der nachstehenden Tabelle 3 angegebenen Kaltwalzung wurde das Material bei 816 0 entkohlt, mit 4 $> elementaren Schwefel enthaltender Magnesia überzogen und 24 Stunden bei 8710C kistengeglüht. Die Permeabilität war bei allen Stärken ausgezeichnet, was anzeigt, dass das Produkt eine ausgeprägte G-ossstruktur besitzt·The material was hot rolled down to a thickness of 0.100 inches and annealed at about 816 abschiiessend 0 C. The hot rolled strip was normalized and pickled in a belt furnace at 982 ° C. After a one-step, different thicknesses, shown in the following Table 3, cold rolling the material is decarburized at 816 0, coated with 4 $> elemental sulfur-containing magnesia and by box 24 hours at 871 0 C. The permeability was excellent for all strengths, which indicates that the product has a pronounced G-oss structure
Endstärke # Kaltver- Permeabilität formung bei H»10 Örsted Final thickness # Cold forming permeability forming at H »10 Örsted
Beispiel 4 0,025 Zoll 62 1885Example 4 0.025 inch 62 1885
Beispiel 5 0,014 Zoll 79 1892Example 5 0.014 inch 79 1892
Beispiel 6 0,011 Zoll 83 1835Example 6 0.011 inch 83 1835
Die magnetischen Eigenschaften von erfindungsgemäss behandeltem Material wurden für Gusseisenproben mit der folgenden Schmelzanalyse bestimmt:The magnetic properties of material treated according to the invention were determined for cast iron samples with the the following melt analysis determined:
Kohlenstoff 909843/0720 Carbon 909843/0720
Kohlenstoffcarbon
Manganmanganese
Schwefelsulfur
0,020 0,045 0,0230.020 0.045 0.023
Das Material wurde kalt auf eine Stärke von 0,065 Zoll heruntergewalzt und in einem Bandofen bei 982 C normalisiert. Nach dem Beizen wurden Proben kalt auf sechs verschiedene Endstärken heruntergewalzt, 5 Minuten bei 8160C in feuchtem Wasserstoff entkohlt, mit einer Aufschlämmung von 2 1/2 # elementaren Schwefel enthaltendem Magnesia überzogen und 24 Stunden bei 8880C kistengeglüht. The stock was cold rolled down to 0.065 inches and normalized in a belt furnace at 982 ° C. After pickling samples were cold rolled down to six different final thickness, decarburized for 5 minutes at 816 0 C in wet hydrogen, coated with a slurry of 2 1/2 # elemental sulfur-containing magnesia and by box 24 hours at 888 0 C.
EndstärkeFinal strength
i» Kaltver- Permeabili- Kernverlust Watt/Lb.
formung tat bei H*10
örsted i » Cold permeability core loss Watt / Lb. formation did at H * 10
örsted
P10;60 P15;6O P17;60P10; 60 P15; 6O P17; 60
909843/0720909843/0720
Diethe
Die ausgezeichneten Kernverlustwerte der erfindungsgemäseen Materialien sind bei hohen Frequenzen auegeprägter· Die Materialien von Beispiel 9 und 11 wurden bei einer Frequenz τοη 400 Hs und bei Induktionen yon 1O1 15 und 17 Kilogaues getestet. Die Ergebniese sind in Tabelle 5 zusammengefasst.The excellent core loss values of the erfindungsgemäseen materials are at high frequencies auegeprägter · The materials of Example 9 and 11 were at a frequency τοη 400 ms and at inductions yon 1 1O 15 and 17 Kilogaues tested. The results are summarized in Table 5.
119
11
Watt / Ib.Watt / Ib.
33 65
33
2547
25th
Beispielexample
1111
Aus den Tabellen 4 und 5 ergibt sich ohne weiteres, dass die Permeabilität und die Werte für den Kernverlust der Materialien ausgezeichnet sind, was anzeigt, dass in allen diesen Proben eine ausgeprägte Gossstruktur existierte.Tables 4 and 5 clearly show that the permeability and the values for the core loss of the Materials are excellent, indicating that a distinct cast structure existed in all of these samples.
In Fig. 8 sind die Gleichstrommagnetisierungskurven für die Materialien von Beispiel 7, 8 und 9 mit den Gleichstrommagnetisierungskurven für übliches Gusseisen, nichtorientierten Siliciumstahl und orientierten 3#igen SiliciumIn Fig. 8 are the DC magnetization curves for the materials of Examples 7, 8 and 9 with the DC magnetization curves for common cast iron, non-oriented silicon steel and oriented 3 # silicon
stahl 909843/0720steel 909843/0720
stahl aufgezeichnet. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, er« fordert das erfindungsgemäss behandelte Gusseisen eine wesentlich geringere Magnetisierungsstärke bis zum Erreichen der gleichen Induktion wie handelsübliches Gusseisen und nicht»orientierte Siliciumstähle. Bei Magnetisierungsstärken von etwa 1 Örsted und höher ist das erfindungsgemäss erhaltene Gusseisen günstig mit den teuereren, orientierten 3#igen Siliciumstahlen vergleichbar. steel recorded. As can be seen from Fig. 8, he « the cast iron treated according to the invention requires a significantly lower magnetization strength until it is reached the same induction as commercial cast iron and non-oriented silicon steels. With magnetization strengths of about 1 Örsted and higher, the cast iron obtained according to the invention is cheap with the comparable to more expensive, oriented 3 # silicon steels.
Der wirksame Schwefelgehalt in Nähe des Stahls soll während der primären Kornwaohstumsperiode, bis der Stahl eine Temperatur von etwa 816 bis 8710O erreicht hat, aufrechterhalten werden. Alsdann wird das Kornwaohstum in ausreichender Weise gehemmt und die Kristalle mit der bevorzugten Orientierung werden frei und können so die endgültige Orientierung des Produkts während des sekundären Kornwachstums bestimmen und steuern. Allgemein gesprochen, kann die zur Durchführung der Erfindung wirksame Schwefelmenge wie folgt angegeben werden:The effective sulfur content in the vicinity of the steel is intended to be maintained during the primary grain growth period until the steel has reached a temperature of about 816 to 871 0 O. The grain growth is then sufficiently inhibited and the crystals with the preferred orientation become free and can thus determine and control the final orientation of the product during the secondary grain growth. Generally speaking, the effective amount of sulfur in practicing the invention can be given as follows:
1) Bei Zugabe von elementarem Schwefel, z.B. als gelbes Schwefelpulver oder Schwefelblüte, zu einem Glühseparator werden etwa 1/2 bis etwa 10 f> Schwefel, bezogen auf das Gewicht des Überzugs, eingesetzt,1) When adding elemental sulfur, e.g. as yellow sulfur powder or sulfur bloom, to an annealing separator, about 1/2 to about 10 f> sulfur, based on the weight of the coating, are used,
wennif
909843/0720909843/0720
wenn dieser Überzug in für Glühseparatoren üblichen Stärken zur Anwendung kommt.if this coating is used in the thicknesses customary for annealing separators.
2) Bei Verwendung von Ferrosulfid zur Lieferung des Schwefels soll der Glühseparator etwa l/K) bis 1 Gew.$> dieser Verbindung enthalten·2) When using ferrous sulphide for the delivery of sulfur to the annealing separator should be about $ l / K) to 1 wt.> Contain this compound ·
3) Wenn Schwefelwasserstoff einer Entkohlungsatmosphare zur Bildung eines Eisensulfidfilms zur Steuerung des primären Kornwachstums in einer anschliessenden Glühung zugesetzt wird, soll die Behandlung so geregelt werden, dass sich ein etwa 0,1 bis 0,02 Mil dicker Sulfidfilm ausbildet.3) When hydrogen sulfide of a decarburizing atmosphere for the formation of an iron sulfide film to control the primary grain growth in a subsequent annealing is added, the treatment should be controlled to produce a sulfide film about 0.1 to 0.02 mils thick trains.
4) Auf jeden Fall, unabhängig davon, ob Schwefel zur Bildung eines Eisensulfidfilms oder ob Schwefel während der primären Kornwachstumsperiode einer abschliessenden Glühung zugesetzt wird, oder ob der Zusatz zur Glühatmosphäre oder zum Glühseparator oder zu beiden erfolgt, erzielt man beste Ergebnisse dann, wenn die so zugesetzte Schwefelmenge den Schwefelgehalt des Gusseisens oder des kohlenstoffarmen Stahls um nicht mehr als etwa 0,005 i» und um nicht weniger als etwa 0,001 $> zu dem Zeitpunkt erhöht wird, in welohem der Stahl bei der abschliessenden Glühung eine Temperatur von etwa 871 bis 899°0 erreicht hat.4) In any case, regardless of whether sulfur is added to form an iron sulfide film or whether sulfur is added to a final annealing during the primary grain growth period, or whether it is added to the annealing atmosphere or to the annealing separator or both, the best results are achieved when the so added amount of sulfur to the sulfur content of the cast iron or low carbon steel is increased by no more than about 0.005 i "and by not less than about 0.001 $> at the time in welohem the steel during the final annealing, a temperature of about 871-899 ° Has reached 0.
909843/0720909843/0720
Es wurde ferner festgestellt, dass bei einen hohen Mangangehalt des kohlenstoffarmen Stahls oder Gusseisens der Schwefelzusatz zu dem Glüheeparator zur Erzielung des besten sekundären Wachstums erhöht werden muss. Aus diesem Grund soll der Mangangehalt zweckmässig unter etwa 0,2 $> liegen.It has also been found that if the low carbon steel or cast iron has a high manganese content, the addition of sulfur to the annealing separator must be increased for best secondary growth. For this reason, the manganese content should expediently be below about $ 0.2.
Wie sich aus den vorstehenden Beispielen ergibt, bestimmen die Unterschiede in der Behandlung des Gusseisens oder kohlenstoffarmen Stahls weitgehend, ob in dem Endprodukt eine Gossstruktur oder eine Würfel« eckenorientierung oder eine Mischung dieser beiden Orientierungen erzielt wird. Pig. 6 ist eine Polfigur, welche die Orientierung des Materials von Beispiel 7 zeigt. Wie man sieht, zeigt das Muster unmissverständlich eine ausgeprägte (i10)/0"0j£7-0rientierung an.As can be seen from the preceding examples, the differences in the treatment of the cast iron determine or low carbon steel largely whether in the end product a cast structure or a cube " corner orientation or a mixture of the two Orientations is achieved. Pig. 6 is a pole figure showing the orientation of the material of Example 7 shows. As you can see, the pattern clearly shows a pronounced (i10) / 0 "0j £ 7-0 orientation.
Fig. 7 ist eine Polfigur, welche die Orientierung des Materials vonBeJEtp. 6 erläutert, und das Muster zeigt eine ausgeprägte (112)/Ti0J7-0rientierung an·Figure 7 is a pole figure showing the orientation of the material of BeJEtp. 6 and shows the pattern a pronounced (112) / Ti0J7 orientation to
Me Korngrösse der erfindungsgemäss als Endprodukt erhaltenen Materialien ist verhältnismässig gross. Während die A.S.T.M. Korngrössen-Normentabelle eine 100-fache Vergrösserung vorsieht, können die KorngrössenMe grain size according to the invention as the end product obtained materials is relatively large. While the A.S.T.M. Grain size standard table a Provides 100-fold enlargement, the grain sizes can
derthe 909843/0720 909843/0720
der erfindungsgemäss erhaltenen Materialien bei gleicher Vergrösaerung mit der S.D.T.M, Tabelle verglichen werden, und entsprechen bei diesem Vergleich im allgemeinen der Nr. 8 bis Nr. OO und sogar grosser. Auseerdem sind die Kristalle in der Regel mindestens etwa 10 mal so lang wie das Blech dick ist.the materials obtained according to the invention are compared with the S.D.T.M table at the same magnification, and in this comparison generally correspond to No. 8 to No. 00 and even greater. Besides, they are Crystals usually at least about 10 times as long as the sheet metal is thick.
Wie bereite gesagt, erhöht die Erzeugung einer (112)/T1O7~ Orientierung in Gusseisen oder kohlenstoffarmem Stahl die Verformbarkeit des Produkts wesentlich, trotz einer verhältnismässig grossen Korngrösse.As already stated, the generation of a (112) / T1O7 ~ increases Orientation in cast iron or low carbon steel the deformability of the product is essential, despite a relatively large grain size.
Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren, ohne dass dadurch ihr Rahmen verlassen wird.The invention can be modified widely without departing from its scope.
909843/0720909843/0720
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