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DE3440752A1 - Verfahren zur herstellung von warmband mit zweiphasen-gefuege - Google Patents

Verfahren zur herstellung von warmband mit zweiphasen-gefuege

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DE3440752A1
DE3440752A1 DE3440752A DE3440752A DE3440752A1 DE 3440752 A1 DE3440752 A1 DE 3440752A1 DE 3440752 A DE3440752 A DE 3440752A DE 3440752 A DE3440752 A DE 3440752A DE 3440752 A1 DE3440752 A1 DE 3440752A1
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Germany
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rolling
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hot
slab
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Olaf Dipl.-Ing. 4220 Dinslaken Maid
Antonio Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Massip
Lutz Dipl.-Ing. Dr. 4223 Voerde Meyer
Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 4220 Dinslaken Müschenborn
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Thyssen Stahl AG
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Thyssen Stahl AG
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Publication date
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    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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Description

Verfahren zur Herstellung von Warmband mit Zweiphasen-Gefüge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Warmband mit einem Zweiphasen-Gefüge gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren zur Herstellung von Warmband mit einem Zweiphasen-Gefüge aus feinkörnigem Ferrit (> 70 %) und darin dispergierten Körnern aus Martensit, bei dem die im wesentlichen Kohlenstoff, Mangan, Silizium und Chrom enthaltende Bramme zunächst auf Warmwalztemperatur erwärmt, anschließend oberhalb A _ warm- und fertiggewalzt, im Anschluß daran beschleunigt abgekühlt und schließlich bei niedriger Temperatur gehaspelt wird, ist aus der EP-PS 19 193 und aus der EP-OS 72 867 bekannt.
Bei dem aus der EP-PS 19 193 bekannten Verfahren wird die Bramme, die im wesentlichen 0,05 - 0,20 % C, 0,5 - 1,5 % Mn und 0,5 2,0 % Si sowie ggf. Cr, V, Mo, Ti und Nb, Rest Eisen enthält, im austenitischen Zustand warmgewalzt, anschließend bis auf eine Temperatur im Bereich von ca. 800 - 650° C abgekühlt, gehaspelt und bei dieser Temperatur mindestens eine Minute lang gehalten. Im Anschluß daran wird das Band in einem weiteren Verfahrensschritt abgewickelt, mit einer Geschwindigkeit 10° C/s auf eine Temperatur < 450° C gekühlt und schließlich bei dieser Temperatur erneut gehaspelt.
Bei dem aus der EP-OS 72 867 bekannten Verfahren wird die auf WaIztemperatür erwärmte Bramme, die im wesentlichen 0,02 0,20 % C, 0,5 - 2,0 % Mn, 0,05 - 2,0 % Si und 0,3 - 1,5 % Cr sowie £ 0,15 % P und = 0,1 % Al, Rest Eisen enthält, mit einer. Endwalztemperatur > 780° C warmgewalzt. Nach dem Verlassen der Fertigstaffel wird das Warmband mit einer Geschwindigkeit
> 40° C/s auf eine Zwischentemperatur T in der Größenordnung von ca. 750 - 650 C abgekühlt und mindestens 5 Sekunden lang
EPO COPY ά
auf dieser Temperatur gehalten. Im Anschluß daran erfolgt eine weitere beschleunigte Abkühlung mit einer Geschwindigkeit y 50° C/s auf eine Temperatur im Bereich von 550 - 200° C, bevor das Band schließlich bei dieser Temperatur gehaspelt wird.
, Mit beiden vorbekannten Verfahren werden ein geringes Streckgrenzenverhältnis (< ca. 0,70) und gute Kaltumformbarkeit des warmgewalzten Bandes bzw. der daraus erzeugten Bleche erzielt. Um das entsprechende Zweiphasen-Gefüge einzustellen, sind jedoch in beiden Fällen ein gesteuertes bzw. gestuftes Abkühlverfahren nach dem Warm- bzw. Fertigwalzen des Warmbandes vorgesehen. Es wechseln Phasen der beschleunigten Abkühlung und Phasen des Haltens des Warmbandes bei einarbestimmten Temperatur (Abkühlung an ruhender Luft) miteinander ab. Vorrichtungsmäßig erfordern beide Abkühlverfahren aufwendige Kühlstrecken bzw. im Falle des aus der EP-PS 19 193 vorbekannten Verfahrens eine zweite Ab- und Aufwickelvorrichtung für das fertiggewalzte Warmband.
Andererseits ist aus der EP-OS 68 598 ein Verfahren zum Herstellen von Warmband mit einem Zweiphasen-Gefüge, niedrigem Streckgrenzenverhältnis und guter Umformbarkeit bekannt, bei dem im Unterschied zu den beiden vorgenannten Verfahren das Warmband nach dem Fertigwalzen ohne zusätzlichen Aufwand auf eine niedrige Haspeltemperatur abgekühlt wird. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Bramme neben 0,03 - 0,15 % C, 0,6 1,8 % Mn, "£ 0,10 % Al, < 0,008 % S und ggf. 0,2 - 2,0 % Si allein oder zusammen mit Cr,einen erhöhten Phosphorgehalt im Bereich von 0,04 - 0,20 %, Rest Eisen enthält. Zusätzlich muß die Bramme auf eine bestimmte Temperatur in dem vorgegebenen
Bereich von 1.100 - 1.250° C erwärmt werden bevor sie anschließend „warmgewalzt und ' _
/ bei einer Temperatur im Bereich von 900 - 780 C fertiggewalzt sowie nach dem Fertigwalzen mit einer Geschwindigkeit im Bereich von
o wird
10 - 200 C/s abgekühlt/und schließlich bei einer Temperatur = 450 C gehaspelt werden kann. Zwar besitzt dieses vorbekannte
EPO COPY
Verfahren den Vorteil, daß das Warmband auf herkömmlichen Walzstraßen mit der zugehörigen Kühlstrecke ohne zusätzlichen apparativen Aufwand hergestellt werden kann. Andererseits bedeutet jedoch die Erhöhung de's Phosphorgehaltes eine Verschlechterung der Schweißbarkeit des Warmbandes. Desweiteren nimmt die Neigung zur Anlaßversprödung des Warmbandes mit zunehmendem bzw. erhöhtem Phosporgehalt zu. Diese Anlaßversprödung macht sich insbesondere dann negativ bemerkbar, wenn das aus dem Warmband mit dem' erhöhten Phosphorgehalt hergestellte Blech anschließend bei der Weiterverarbeitung beispielsweise geschweißt werden muß. Darüber hinaus muß bei diesem vorbekannten Verfahren die Temperatur des Ofens zur Erwärmung und Durcherwärmung der Bramme bis auf Walztemperatur exakt eingestellt werden, wobei diese Temperatur aus dem vorgegebenen Temperaturbereich darüber hinaus unterhalb der üblichen Temperaturen liegt.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung eines Verfahrens zur Erzeugung von Warmband mit Zweiphasen-Gefüge das bei mindestens gleich gutem Eigenschaftsprofil, nämlich niedrigem Streckgrenzenverhältnis (unter ca. 0,70), isotroper Kaltumformbarkeit, guter Schweißbarkeit, mit einfachen Mitteln, insbesondere auf herkömmlichen Walzstraßen mit zugehöriger Kühlstrecke, d.h. ohne zusätzlichen apparativen Aufwand hergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Im Vergleich zu dem vorgenannten bekannten Stand der Technik ist dabei erfindungswesentlich, daß der Mangan-Gehalt der Bramme reduziert und auf einen Wert im Bereich von 0,20 - 0,40 % eingestellt wird, die auf eine übliche Walztemperatur erwärmte und durcherwärmte Bramme nach dem Fertigwalzen bei einer Tem-
und möglichst dicht an peratur oberhalh'~Ar3 mit einer Geschwindigkeit im Bereich von
copy J
30 - 70° C/s ohne Unterbrechungen beschleunigt abgekühlt und schließlich bei einer Temperatur im Bereich von 350 -190 C gehaspelt wird.
Erfindungsgemäß enthält die Bramme zusätzlich Titan im stöchiometrischen Verhältnis zum Stickstoffgehalt, um bei der erfindungsgemäßen niedrigen Haspeltemperatür eine Stickstoffalterung des fertiggewalzten Warmbandes bzw. der daraus hergestellten Bleche zu vermeiden.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Warmband mit einem Zweiphasen-Gefüge aus feinkörnigem, globularem Ferrit (> 80 %) und darin dispergierten Körnern aus Martensit auf herkömmlichen Warmbandstraßen mit der zugehörigen nachgeschalteten Kühlstrecke hergestellt werden kann. Im Vergleich zu den beiden aus der EP-PS 19 193 und EP-OS 72 867 vorbekannten Verfahren ^sind apparative Änderungen und vorrichtungsmäßige Ergänzungen der Kühlstrecke nicht erforderlich. Darüber hinaus ist es im Vergleich zu dem aus der EP-OS 68 598 bekannten Verfahren auch nicht notwendig, die Temperatur, mit der das Warmwalzen begonnen wird, zu steuern und zuvor exakt einzustellen. Vielmehr kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei einer Temperatur > 1.250 C mit dem Warmwalzen begonnen werden.
Trotz des Hinweises in der EP-OS 68 598, Seite I1 daß zur Einstellung des Zweiphasen-Gefüges ein Mn-Gehalt von mindestens 0,6 % erforderlich ist, hat sich.überraschenderweise gezeigt, daß dies erfindungsgemäß auch mit einem reduzierten Mn-Gehalt,· vorzugsweise im Bereich | von 0,2 - 0,4 % möglich ist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß aufgrund des reduzierten Mn-Gehaltes die Herstellungskosten reduziert werden. Darüber hinaus bewirkt der erfindungsgemäß geringe Mn-Gehalt in vorteilhafter Weise, daß sich praktisch keine gestreckten Sulfide (MnS) bilden, die üblicherweise bei hochfesten Stählen eine Verschlechterung der Kaltumformbarkeit, insbesondere in Querrichtung, verursachen. Aus diesem
EPO COPY
Grund kann beispielsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf eine Absenkung des Schwefelgehaltes verzichtet werden, um damit die Ausbildung gestreckter Sulfide bei höheren Mn-Gehalten zu steuern. Dies bedeutet aber eine Verringerung der Herstellungskosten der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Warmbänder.
Dabei kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gegensatz zu dem gemäß EP-OS 68 598 auf den erhöhten Zusatz von Phosphor der zur Versprödung führt, verzichtet werden.
Insgesamt kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Warmband mit einem Zweiphasen-Gefüge aus > 80 % feinkörnigem, globularem Ferrit und Martensit und mit einem Streckgrenzenverhältnis< 0,70 hergestellt werden, das sich ohne Probleme schweißen läßt und sowohl in Längs- als auch in Querrichtung eine gute gleichmäßige Kaltumformbarkeit besitzt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin', daß bei dem nach dem Verfahren hergestellten Warmband nach einer Verformung und anschließenden Anlaßbehandlung, beispielsweise durch das Einbrennen einer aufgetragenen Lackschicht, eine zusätzliche Streckgrenzensteigerung erreicht wird. Des weiteren ermöglicht der geringe Legierungsgehalt die Erzeugung von Warmband mit einem
2 Zweiphasen-Gefüge mit Zugfestigkeiten von 500 bis 600 N/mm , die insbesondere für die Fertigung von Teilen geeignet sind, die eine hohe Kaltumformbarkeit erfordern.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Stranggußbrammen mit den in Tabelle 1 angegebenen chemischen Zusammensetzungen A und B wurden zunächst auf eine Temperatur von ca. 1.250° C erwärmt und durcherwärrnt. Im Anschluß daran wurden sie bei einer Temperatur oberhalb A _ warm- und bis auf eine Enddicke d (s. Tabelle 2) fertiggewalzt. Dabei wurde die
EPO COPY
— ο —
Endwalz-'bzw. Fertigwalztemperatur möglichst dicht an A _ gelegt. Anschließend wurden die fertiggewalzten Bänder mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 30 - 70° C/s auf einer herkömmlichen der Warmbandstraße nachgeordneten Kühlstrecke ohne Unterbrechungen beschleunigt abgekühlt und bei den verschiedenen in Tabelle 2 angegebenen Haspeltemperaturen HT aufgewickelt. Es ergaben sich dabei die in Tabelle 2 zusammengestellten mechanischen Eigenschaften der fertiggewalzten Bleche.
Die in Tabelle 2 angegebenen Werte verdeutlichen, daß bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bändern bzw. Blechen ein Streckgrenzenverhältnis<0,70 sowohl in Längsrichtung L als auch in Querrichtung Q erreicht werden konnte. Ferner ist der Tabelle 2 zu entnehmen, daß erfindungsgemäß eine Haspeltemperatur HT im Bereich von 350 - 190 C eingehalten werden muß. Demgegenüber wird bei höheren Haspeltemperaturen das gewünschte ferritisch/ martensitische Gefüge nicht erreicht, wie anhand der ausgeprägten Streckgrenze und des höheren Streckgrenzenverhältnisses der Proben A1 und B1 zu erkennen ist.
Darüber hinaus zeigt die Tabelle 2, daß die Haspeltemperatur HT vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb 2000C einzustellen ist, weil sich bei einer niedrigeren Haspeltemperatur, s. Proben A3 und B3, das Streckgrenzenverhältnis wieder erhöht und die Bruchdehnung A1- zu noch schlechteren Werten hin abnimmt. Beides wirkt sich aber ungünstig auf die Kaltumformbarkeit des Warmbandes bzw. Bleches aus.
Ferner ergab eine künstlich durchgeführte Alterungsbehandlung bei 100 C und ca. eine Stunde lang keine Veränderung der Streckgrenze. Andererseits wurde zum Beispiel bei den beiden Bändern bzw. Blechen A2 und B2 eine Streckgrenzensteigerung im Bereich von 40 - 80 N/mm nach einer Anlaßbehandlung bei ca. 1700C und 20 Minuten lang ermittelt, nachdem die Bänder bzw. Sieche zuvor einer dreiprozentigen Vorverformung unterworden wurden.
EPO COPY
Tabelle 1
Stahl C Si Mn Cr P S N Al Ti
A 0,07 0,60 0,32 0,60 0,017 0,006 0,006 0,025 0,02 Rest Eisen und die üblichen Verunreinigungen.
B 0,09 0,71 0,38 0,62 0,013 0,009 0,006 0,025 0,02 Rest Eisen und die üblichen Verunreinigungen.
Tabelle 2 400 Probenlage d
mm		 RP 0 2
N/mm ^		 ReH
N/mm2 		R
m
N/mm 2		 R /R
e m		 A5
%
Stahl HT
0C		 280 L
Q		 3,8 378
401		 486
484 -		 0,80
0,85		 38,8
37,2
Al 200 L
Q		 3,8 330
351		 515
514		 0,64
0,68		 34,8
36,9
A2 420 L
Q		 4,0 385
401		 563
581		 0,68
0,69		 27,8
26,8
A3 330 L
Q		 3,3 393
391		 536
541		 0,73
0,72		 32,5
30,5
Bl 200 L
Q		 3,3 338
363		 569
577		 0,59
0,63		 30,5
31,0
B2 L
Q		 3.1 368
388		 579
570		 0,64
0,68		 28,5
26.4
B3
po,2 : Ersatzdehngrenze
R /R e m :
obere Streckgrenze Zugfestigkeit
Streckgrenzenverhältnis Bruchdehnung

Claims (1)

1 Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Warmband mit einem Zweiphasen-Gefüge aus einer zuvor durch Blockgießen oder Stranggießen hergestellten Bramme, die neben Eisen als. wesentliche Bestandteile Kohlenstoff, Mangan, Silizium und Chrom enthält, durch Erwärmen der Bramme bis auf Walztemperatur, durch Warmwalzen bei einer Temperatur > A ~, durch beschleunigtes Abkühlen aus der Walzhitze und durch Haspeln bei verhältnismäßig niedriger Temperatur,
dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband
a) aus einem Stahl erzeugt wird, der neben 0,05 bis 0,12 % C, 0,5 bis 1,0 % .Si, 0,3 bis 1,5 % Cr, 'S 0,015 % P, ^ 0,015 % S1 0,02 bis 0,10 % Al und = 0,011 % N, 0,2 bis 0,4 % Mn, Rest Eis~en und die üblichen Verunreinigungen enthält,
b) unmittelbar nach dem Fertigwalzen mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 30 bis 70" C/s und ohne Unterbrechungen beschleunigt abgekühlt wird und
c) anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 350 bis 190° C gehaspelt wird.
84/327
3O W/Ka
COPY M
1 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch geke η η zeichnet , daß dem Stahl für die Bramme zusätzlich Titan im stöchiometrischen Verhältnis zum vorhandenen Stick-
5 stoff zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Warmband bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 50° C oberhalb A 3 fertiggewalzt und nach der
beschleunigten Abkühlung aus der Walzhitze bei einer Temperatur im Bereich von 330 bis 260° C gehaspelt wird -
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