DE4031119A1

DE4031119A1 - Stahllegierungsreifenkord und dessen waermebehandlungsprozess

Info

Publication number: DE4031119A1
Application number: DE4031119A
Authority: DE
Inventors: Dong Kwang Kim; Robert Martin Shemenski
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1991-04-11
Anticipated expiration: 2010-10-03
Also published as: BR9004804A; BE1007015A3; US4960473A; DE4031119C2; CA2009366A1; CA2009366C; JPH03140438A

Description

Es ist oft wünschenswert, Kautschuk- bzw. Gummiartikel, beispielsweise Reifen, Förderbänder, Kraftübertragungsriemen, Taktsteuerriemen, Schläuche und dgl. Produkte zuverstärken, indem Stahlverstärkungselemente darin eingebaut werden. Fahrzeugluftreifen werden oftmals mit Korden verstärkt, die aus mit Messing beschichteten Stahlfilamenten bzw. Stahleinzeldrähten hergestellt sind. Solche Reifenkorde setzen sich häufig aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt oder Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, der mit einer dünnen Schicht aus Messung beschichtet ist, zusammen. Ein solcher Reifenkord kann ein Monofilament bzw. Einzeldraht sein, wird jedoch üblicherweise aus mehreren Filamenten präpariert bzw. hergestellt, die als mehrere Drähte verdreht bzw. verzwirnt worden sind. In den meisten Fällen werden in Abhängigkeit vom verstärkenden Reifentyp die Stränge bzw. Kardeele von Filamenten weiter verseilt, um den Reifenkord zu bilden.

Es ist wesentlich, daß die Stahllegierung die in Filamenten für Verstärkungselemente benutzt wird, eine hohe Festigkeit und Duktilität ebenso wie eine hohe Ermüdungsfestigkeit bzw. Ermüdungsfreiheit bzw. Dauerhaltbarkeit zeigt. Unglücklicherweise können viele Legierungen, die diese anspruchsvolle Kombination von erforderlichen Eigenschaften besitzen, nicht in einem praktischen wirtschaftlichen Arbeitsablauf verarbeitet werden. Um genauer zu sein, es ist extrem unpraktisch, viele solcher Legierungen zu patentieren (Erwärmen und Abschrecken), die andererseits extrem gute physikalische Eigenschaften zeigen, da sie eine geringe Rate bzw. Geschwindigkeit der isothermischen Umformung haben, die eine lange Periode in der Durchwärm- bzw. Durchheizzone (Umformungszone) erfordert. Mit anderen Worten ist in dem Patentierungsprozeß eine lange Zeitdauer in der Transformationszone bzw. Umformungszone erforderlich, um die Mikrostruktur der Stahllegierung von einer kubisch-flächenzentrierten in eine kubisch-raumzentrierte Form zu ändern.

Bei wirtschaftlichen Betriebsabläufen ist es erwünscht, daß die Umformung von einer kubisch-flächenzentrierten Mikrostruktur zu einer kubisch-raumzentrierten Mikrostruktur in der Transformationsphase des Patentierungsprozesses so schnell wie möglich auftritt. Je schneller die Transformationsrate bzw. Transformationsgeschwindigkeit ist, um so weniger anspruchsvoll sind die Anlagen-Anforderungen bei einem gegebenen Durchsatz. Mit anderen Worten, wenn mehr Zeit bis zum Auftreten der Transformation bzw. Umformung erforderlich ist, dann muß die Länge der Transformationszone vergrößert werden, um das selbe Durchsatzniveau aufrechtzuerhalten. Es ist natürlich ebenfalls möglich, die Durchsätze zu verringern, um eine Anpassung an die geringe Transformationsgeschwindigkeit vorzunehmen, indem die Aufenthaltszeit in der Transformationszone (Durchwärmung) erhöht wird. Aus diesen Gründen ist es ersichtlich, daß es erwünscht ist, eine Stahllegierung mit einer schnellen isothermischen Transformationsgeschwindigkeit beim Patentieren zu entwickeln, die ebenfalls hohe Festigkeit, hohe Duktilität und hohe Ermüdungsfreiheit zeigt.

Der Patentierungsprozeß ist eine Wärmebehandlung, die bei einem Stahl-Stab und Draht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,25% oder höher angewendet wird. Der typische Stahl für eine Reifenverstärkung enthält üblicherweise etwa 0,65 bis 0,75% Kohlenstoff, 0,5 bis 0,7% Mangan und 0,15 bis 0,3% Silizium, wobei der verbleibende Teil natürlich Eisen ist. Das Ziel der Patentierung besteht darin, eine Struktur bzw. einen Aufbau zu erhalten, welche hohe Zugfestigkeit bzw. Zerreißfestigkeit mit hoher Duktilität verbindet, und somit dem Draht die Fähigkeit verliehen wird, einer großen bzw. erheblichen Flächenreduktion bzw. Querschnittsverminderung zu widerstehen, um die gewünschten abschließenden Abmaße herzustellen, die eine Kombination an hoher Zugfestigkeit bzw. Zerreißfestigkeit und guter Zähigkeit bzw. Tenazität besitzen.

Die Patentierung bzw. das Patentieren wird normalerweise als ein kontinuierlicher Prozeß ausgeführt und besteht typischerweise darin, die Legierung zuerst auf eine Temperatur im Bereich von etwa 850°C bis etwa 1150°C aufzuwärmen bzw. aufzuheizen bzw. zu erwärmen, um Austenit zu bilden, und dann mit einer schnellen Rate bzw. Geschwindigkeit auf eine geringere Temperatur abzukühlen, bei welcher eine Transformation bzw. Umformung eintritt, die die Mikrostruktur von einer kubisch-flächenzentrierten in eine kubisch-raumzentrierte Form ändert und die gewünschten mechanischen Eigenschaften ergibt. In vielen Fällen wird, während es erwünscht ist, einen einzigen Allotrop zu bilden, eine Mischung von Allotropen mit mehr als einer Mikrostruktur tatsächlich erzeugt.

Die Erfindung offenbart Stahllegierungen, die in Filamente bzw. Einzeldrähte gezogen werden können und eine hohe Festigkeit, ein hohes Niveau an Duktilität und eine außergewöhnliche Ermüdungsfestigkeit zeigen. Diese Legierungen zeigen ebenfalls eine sehr schnelle Transformationsgeschwindigkeit in Patentierungsprozessen.

Diese Erfindung offenbart mehr im einzelnen eine Stahllegierungszusammensetzung, die für die Benutzung bei der Herstellung von Verstärkungsdraht für Kautschukprodukte besonders geeignet ist und im wesentlichen besteht aus (a) etwa 96,5 bis etwa 99,05 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium, (d) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (e) etwa 0,1 bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom und (f) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt.

Die Anmeldung beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination aus Festigkeit und Duktilität, welches die sequentiellen bzw. aufeinanderfolgenden Schritte umfaßt

(1) Erwärmen bzw. Heizen bzw. Aufheizen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 95 bis etwa 99,1 Gew.-% Eisen (b) etwa 0,6 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-% Silizium und (e) 0,1 bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom;
(2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden;
(3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahles im Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umzuwandeln;
(4) Kaltziehen des Stahldrahtes bis zu einer Querschnittsreduktion, die genügt, den Durchmesser des Stahldrahts um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern.
(5) Erwärmen bzw. Heizen bzw. Aufheizen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde;
(6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden;
(7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umzuformen, und
(8) Kaltziehen des Stahldrahtes bis zu einer Querschnittsverringerung, die genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

Stahllegierungszusammensetzungen gemäß der Erfindung zeigen hohe Festigkeit, hohe Duktilität und hohe Ermüdungsfestigkeit bzw. Ermüdungsfreiheit bzw. Dauerhaltbarkeit. Zusätzlich zeigen sie eine extrem schnelle Rate bzw. Geschwindigkeit eines isothermischen Umwandlungsverhaltens. Beispielsweise können erfindungsgemäße Legierungen von einer kubisch-flächenzentrierten Mikrostruktur in eine kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur durch einen Patentierungsprozeß innerhalb etwa 20 Sekunden im wesentlichen vollständig umgewandelt werden. In den meisten Fällen können die erfindungsgemäßen Legierungen in eine kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur innerhalb weniger als etwa 10 Sekunden in dem Patentierungsprozeß im wesentlichen vollständig umgewandelt werden. Dies ist sehr wesentlich, da es bei handelsüblichen Prozeßabläufen bzw. Verarbeitungsabläufen nicht praktikabel ist, mehr als etwa 15 Sekunden für das Auftreten der Umwandlung zuzulassen. Es ist für die Transformation bzw. Umwandlung im hohen Maße erwünscht, daß sie in etwa 10 Sekunden oder weniger auftritt. Legierungen, die für das Auftreten der Umwandlung mehr als 20 Sekunden erfordern, sind im hohen Maße unpraktikabel.

Acht Legierungen wurden präpariert bzw. hergestellt, die eine zufriedenstellende Kombination von Eigenschaften zeigen. Aus diesen Legierungen wurde eine bestimmt bzw. ermittelt, die eine exzellente Kombination von Eigenschaften für eine Benutzung bzw. Anwendung in Stahlfilamenten für Kautschuk- bzw. Gummiverstärkungen aufweist. Sie besteht im wesentlichen aus etwa 95,5 Gew.-% bis etwa 99,05 Gew.-% Eisen, von etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, von 0,1 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom und von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt. Diese Legierung enthält bevorzugt etwa 97,4 Gew.-% bis 98,5 Gew.-% Eisen, von etwa 0,7 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, von etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, von etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Chrom und von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt.

Eine Legierung, die eine sehr gute Kombination von Eigenschaften aufweist, besteht im wesentlichen aus 95,8 Gew.-% bis etwa 99,3 Gew.-% Eisen, von etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, von etwa 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% Molybdän, und von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt. Diese Legierung besteht bevorzugt im wesentlichen aus 97,6 Gew.-% bis etwa 98,5 Gew.-% Eisen, von etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 0,7 Gew.-% Kohlenstoff, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, von etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Mangan, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Molybdän und von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt.

Eine andere Legierung, von der festgestellt wurde, daß sie eine gute Kombination von Eigenschaften aufweist, besteht im wesentlichen aus etwa 96 Gew.-% bis etwa 99,1 Gew.-% Eisen, von etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, und von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom. Diese Legierung besteht bevorzugt im wesentlichen aus etwa 97,5 Gew.-% bis etwa 98,5 Gew.-% Eisen, von etwa 0,8 Gew.-% bis etwa 0,9 Gew.-% Kohlenstoff, von etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Mangan, von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 0,7 Gew.-% Silizium, und von etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 0,4 Gew.-% Chrom.

Eine weitere Legierung, bei der eine gute Kombination von Eigenschaften festgestellt wurde, besteht im wesentlichen aus etwa 95,74 Gew.-% bis etwa 99,09 Gew.-% Eisen, von etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 0,06 Gew.-% Niob, von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Molybdän und von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt. Diese Legierung besteht bevorzugt im wesentlichen aus etwa 97,66 Gew.-% bis etwa 98,58 Gew.-% Eisen, von etwa 0,7 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, etwa 0,02 Gew.-% bis etwa 0,04 Gew.-% Niob, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Molybdän und etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt.

Eine Legierung, die eine zufriedenstellende Kombination von Eigenschaften aufweist, besteht im wesentlichen aus etwa 96,3 Gew.-% bis etwa 99,15 Gew.-% Eisen, aus etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, und von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Vanadium. Diese Legierung besteht bevorzugt im wesentlichen aus etwa 97,9 Gew.-% bis etwa 98,7 Gew.-% Eisen, etwa 0,7 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, und etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Vanadium.

Eine weitere Legierung, bei der eine zufriedenstellende Kombination von Eigenschaften festgestellt wurde, besteht im wesentlichen aus etwa 95,4 Gew.-% bis etwa 99,29 Gew.-% Eisen, etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom, und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 0,06 Gew.-% Niob. Diese Legierung besteht bevorzugt im wesentlichen aus etwa 97,66 Gew.-% bis etwa 98,68 Gew.-% Eisen, etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 0,7 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Chrom, etwa 0,02 Gew.-% bis etwa 0,04 Gew.-% Niob.

Eine weitere Legierung, bei der das Vorhandensein einer zufriedenstellenden Kombination von Eigenschaften festgestellt wurde, besteht im wesentlichen aus etwa 94,94 Gew.-% bis etwa 98,99 Gew.-% Eisen, etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom, etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Vanadium, etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 0,06 Gew.-% Niob, etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt. Diese Legierung besteht bevorzugt im wesentlichen aus etwa 97,16 Gew.-% bis etwa 98,38 Gew.-% Eisen, etwa 0,7 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Chrom, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Vanadium, etwa 0,02 Gew.-% bis etwa 0,04 Gew.-% Niob und etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt.

Eine weitere Legierung, bei der das Vorhandensein einer zufriedenstellenden Kombination von Eigenschaften festgestellt wurde, besteht im wesentlichen aus etwa 94 bis etwa 99,29 Gew.-% Eisen, etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Vanadium, etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Molybdän, und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 0,06 Gew.-% Niob. Diese Legierung besteht bevorzugt im wesentlichen aus etwa 97,76 Gew.-% bis etwa 98,68 Gew.-% Eisen, etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 0,7 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Vanadium, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Molybdän, und etwa 0,02 Gew.-% bis etwa 0,04 Gew.-% Niob.

Eine weitere Legierung, bei der das Vorhandensein einer zufriedenstellenden Kombination von Eigenschaften festgestellt wurde, besteht im wesentlichen aus etwa 95,74 Gew.-% bis etwa 99,09 Gew.-% Eisen, etwa 0,6 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silizium, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 0,06 Gew.-% Niob, etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Molybdän, und etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt. Diese Legierung besteht bevorzugt im wesentlichen aus etwa 97,26 Gew.-% bis etwa 98,38 Gew.-% Eisen, etwa 0,7 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 0,7 Gew.-% Silizium, etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, etwa 0,02 Gew.-% bis etwa 0,04 Gew.-% Niob, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Molybdän, und etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt.

Stäbe mit einem Durchmesser von etwa 5 mm bis etwa 6 mm, die sich aus den erfindungsgemäßen Stahllegierungen zusammensetzen, können in Stahlfilamente bzw. Stahleinzeldrähte verarbeitet bzw. umgeformt werden, die in Verstärkungselementen für Kautschukprodukte bzw. Gummiprodukte benutzt werden können. Solche Stahlstäbe werden typischerweise bis zu einem Durchmesser, der im Bereich von etwa 2,8 mm bis 3,5 mm liegt, kaltgezogen. Beispielsweise kann ein Stab mit einem Durchmesser von etwa 5,5 mm zu einem Draht mit einem Durchmesser von etwa 3,2 mm kaltgezogen werden. Dieser Kaltzieh- bzw. Kaltverstreckungsvorgang erhöht die Festigkeit und Härte des Metalls.

Der kaltgezogene Draht wird dann patentiert durch Aufheizen bzw. Erwärmen des Drahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt und zwar für eine Periode bzw. Zeitdauer von zumindest etwa 5 Sekunden. In Fällen, in denen ein Elektrowiderstandsheizen bzw. -erwärmen angewendet wird, ist eine Erwärmungsdauer bzw. Heizdauer von etwa 5 bis etwa 15 Sekunden typisch. Ein Bereich von etwa 6 bis etwa 10 Sekunden für die Erwärmungsdauer ist typischer, wenn Elektrowiderstandsheizen angewendet wird. Es ist natürlich ebenfalls möglich, den Draht in einem Fließbettofen bzw. Wirbelschichtofen zu erwärmen. In solchen Fällen wird der Draht in einem Fließbett bzw. in einer Wirbelschicht aus Sand mit einer kleinen Korngröße erwärmt. Bei Fließbett- bzw. Wirbelschicht-Heiztechniken liegt die Erwärmungsdauer im allgemeinen im Bereich von etwa 10 Sekunden bis etwa 30 Sekunden. Typischer liegt die Erwärmungsdauer in einem Wirbelschichtofen in dem Bereich von etwa 15 Sekunden bis etwa 20 Sekunden. Es ist ebenfalls möglich, den Draht für den Patentierungsprozeß in einem Konvektionsofen zu erwärmen bzw. heizen bzw. aufzuheizen. Jedoch in Fällen, in denen ein Konvektionsheizen angewendet wird, sind längere Erwärmungsperioden bzw. Heizperioden erforderlich. Beispielsweise ist es typischerweise erforderlich, den Draht durch Konvektion über eine Dauer von wenigstens etwa 40 Sekunden zu erwärmen. Der Draht wird bevorzugt durch Konvektion für eine Zeitdauer in dem Bereich von etwa 45 Sekunden bis etwa 2 Minuten erwärmt bzw. aufgeheizt.

Die exakte Dauer der Erwärmungsperiode ist nicht kritisch. Es ist jedoch wesentlich, die Temperatur für eine Zeidauer aufrechtzuerhalten, die für das Austenitisieren der Legierung genügt. In handelsüblichen Abläufen bzw. Arbeitsgängen werden Temperaturen in dem Bereich von 950°C bis etwa 1050°C benutzt, um die Legierung im Draht zu austenitisieren.

Es ist in dem Patentierungsprozeß, nachdem sich das Austenit gebildet hat, von Bedeutung, den Stahldraht auf eine Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden schnell abzukühlen. Es ist wünschenswert, daß das Abkühlen innerhalb einer Zeitdauer von 3 Sekunden oder weniger erfolgt. Dieses schnelle Abkühlen kann erreicht werden, indem der Draht in geschmolzenes Blei eingetaucht bzw. untergetaucht wird, welches auf einer Temperatur von 580°C gehalten wird. Zahlreiche andere Techniken für das schnelle Abkühlen des Drahtes können ebenfalls angewendet werden.

Nachdem der Draht auf eine Temperatur im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C abgeschreckt worden ist, ist es erforderlich, den Draht auf einer Temperatur in diesem Bereich für eine Zeitdauer zu halten, die für die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht genügt, sich in eine im wesentlichen kubisch-flächenzentrierte Mikrostruktur aus der kubisch-raumzentrierten Mikrostruktur des Austenits umzuformen. Wie es angedeutet worden ist, ist es aus praktischen Gründen sehr wichtig, daß diese Umformung innerhalb etwa 15 Sekunden auftritt, wobei es im hohen Maße bevorzugt ist, daß die Umformung innerhalb einer Periode von 10 Sekunden oder weniger auftritt.

Der Patentierungsprozeß wird als abgeschlossen angesehen, nachdem die Umformung zu einer im wesentlichen kubisch-raumzentrierten Mikrostruktur erreicht worden ist. Nach dem Abschluß des ersten Patentierungsschrittes (Erwärmungs- und Abschreckungsschrittes) wird der patentierte (erwärmte und abgeschreckte) Draht weiter gezogen bzw. verstreckt unter Benutzung eines Kaltziehprozesses. In diesem Ziehprozeß wird der Durchmesser des Drahtes um etwa 40 bis etwa 80% reduziert bzw. verringert. Bevorzugt wird der Durchmesser des Drahtes um 50% bis 60% im Ziehvorgang reduziert. Nachdem dieser Ziehprozeß abgeschlossen ist, weist der gezogene Draht typischerweise einen Durchmesser von etwa 1 mm bis etwa 2 mm auf. Beispielsweise kann ein Draht mit einem ursprünglichen Durchmesser von 3,2 mm auf einen Durchmesser von etwa 1,4 mm gezogen werden.

Der kaltgezogene Draht wird dann in einem zweiten Patentierungsschritt (Erwärm- und Abschreckschritt) patentiert. Dieser zweite Patentierungsprozeß wird unter Benutzung im wesentlichen derselben Techniken ausgeführt, wie sie im ersten Patentierungsschritt angewendet worden sind. Jedoch ist aufgrund des verringerten Durchmessers des Drahtes eine geringere Erwärmungszeit bzw. Heizzeit erforderlich, um die Legierung in dem Draht zu austenitisieren. Wenn beispielsweise Elektrowiderstandsheizen benutzt wird, kann der Erwärmungsschritt in dem zweiten Patentierungsprozeß in einer so geringen Zeit wie etwa 1 Sekunde ausgeführt werden. Es kann jedoch erforderlich sein, den Draht einem Elektrowiderstandsheizen für eine Periode von 2 Sekunden oder länger auszusetzen, um die Legierung zu austenitisieren, wie es erforderlich ist. In Fällen, in denen ein Wirbelschichtofen zum Erwärmen verwendet wird, ist eine Erwärmungszeit von 4 bis 12 Sekunden typisch. In Situationen, in denen ein Konvektionsheizen benutzt wird, ist eine Erwärmungszeit im Bereich von etwa 15 Sekunden bis etwa 60 Sekunden typisch.

Nachdem der Draht den zweiten Patentierungsprozeß abgeschlossen hat, wird er wiederum kaltgezogen. In diesem Kaltziehprozeß wird der Durchmesser des Drahtes um etwa 60% bis etwa 98% reduziert, um die erfindungsgemäßen Stahlfilamente bzw. Stahleinzeldrähte herzustellen. Es ist typischer, den Durchmesser des Drahtes um etwa 85% bis etwa 90% zu reduzieren. Somit haben die erfindungsgemäßen Filamente typischerweise einen Durchmesser, der im Bereich von etwa 0,15 mm bis etwa 0,38 mm liegt. Filamente mit einem Durchmesser von etwa 0,175 mm sind typisch.

In vielen Fällen ist es wünschenswert, zwei oder mehr Filamente bzw. Einzeldrähte zu einem Kabel bzw. Seil bzw. Kord zur Benutzung als Verstärkungen für Kautschuk- bzw. Gummiprodukte zu vertwisten bzw. verdrillen bzw. verzwirnen. Beispielsweise ist es typisch, zwei solcher Filamente zu einem Kord zur Benutzung in Personenwagenreifen zu verzwirnen. Es ist natürlich ebenfalls möglich, eine größere Anzahl solcher Filamente zu einem Seil bzw. Kord zur Benutzung in anderen Anwendungsfällen zu verzwirnen bzw. zu verdrillen.

Beispielsweise ist es typisch, etwa 50 Filamente zu Kabeln bzw. Korden zu verdrillen, die letztlich in Reifen für Erdbewegungsmaschinen verwendet werden. In vielen Fällen ist es wünschenswert, die Stahllegierung mit einem Messingüberzug zu beschichten. Ein solcher Prozeß zur Beschichtung von Stahlverstärkungselementen mit einer ternären Messinglegierung ist in der US-PS 44 46 198 beschrieben, deren Inhalt hier als Offenbarung herangezogen wird.

Die Erfindung wird mehr im einzelnen anhand der folgenden Beispiele erläutert. Diese Bespiele dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung und sind nicht als Begrenzung des Umfangs der Erfindung oder der Art und Weise ihrer Praktizierung anzusehen. Wenn es nicht ausdrücklich anders angegeben ist, sind alle Teile und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.

Beispiele 1-9

In diesem Versuch wurden neun Legierungen präpariert und durch Abschreckungsdilatometrie bzw. Quenchdilatometrie getestet, um die isothermischen Umformungszeiten zu bestimmen. Die näherungsweisen Anteile der verschiedenen Metalle in diesen neun Legierungen sind in der Tabelle I angegeben. Die in Tabelle I gezeigten Mengen sind Gewichtsprozente.

Tabelle I

Der Dilatometrietest simuliert den Wärmebehandlungszyklus in einem Patentierungsprozeß bzw. Erwärmungs- und Abschreckprozeß. Er bestand aus drei Schritten. Jede der drei Legierungen wurde bei 980°C für 64 Sekunden austenitisiert. Nachdem sie austenitisiert wurden, wurde jede der Legierungen auf 550°C innerhalb einer Periode von 4 Sekunden gequencht bzw. abgeschreckt. Es wurden Messungen durchgeführt, um zu bestimmen, wie lange die Mikrostruktur in jeder der Legierungen benötigte, um mit der Änderung von einer kubisch-flächenzentrierten Mikrostruktur zu einer kubisch-räumlichzentrierten Mikrostruktur zu beginnen (Beginn). Diese Bestimmung wurde ausgeführt, indem die Wärmeentwicklung überwacht wurde. Sie wurde ebenfalls bestätigt durch Prüfung einer Expansionskurve und der tatsächlichen Mikrostrukturen der gequenchten Proben. Die Zeit, die die Mikrostruktur der Legierung benötigte, um sich im wesentlichen vollständig in eine kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umzuwandeln, wurde ebenfalls gemessen (Ende). Diese Zeiten sind in Tabelle II für jede der Legierungen angegeben.

Tabelle II

Umformungsraten

Wie ersichtlich, betrug die für die Legierung im Beispiel 4 erforderliche gesamte Umformungszeit bzw. Umwandlungszeit nur 3,5 Sekunden. Alle Legierungen mit Ausnahme des Beispiels 3 hatten Umformungszeiten in 10 Sekunden oder weniger. Beispiel 3 hatte eine Umformungsrate bzw. Umformungsgeschwindigkeit, die etwa geringer war. Jedoch waren die physikalischen bzw. körperlichen Eigenschaften der Filamente, die aus der Legierung nach Beispiel 3 hergestellt worden waren, außergewöhnlich gut.

Stahlstäbe, die sich aus jeder der neun Legierungen zusammensetzten, wurden in 0,25 mm Filamente bzw. Einzeldrähte umgearbeitet. Dies wurde ausgeführt durch Kaltziehen von 5,5 mm Stäben von jeder der Legierungen zu 3,2 mm Drähten. Die Drähte wurden dann patentiert (erwärmt und abgeschreckt) und wieder kaltgezogen zu einem Durchmesser von 1,4 mm. Die Drähte wurden erneut in einem zweiten Patentierungsschritt patentiert und nachfolgend wiederum kaltgezogen zu einem endgültigen Filamentdurchmesser von 0,25 mm. Die Drähte wurden dann getestet, um deren Zugfestigkeit, Prozent der Verlängerung bei Bruch bzw. Bruchdehnung in Prozent und Verringerung des Querschnittsbereiches bei Bruch zu bestimmen. Die physikalischen Parameter sind in Tabelle III angegeben.

Tabelle III

Wie man sieht, zeigte jede der neun Legierungen eine ausgezeichnete Kombination aus hoher Zugfestigkeit bzw. Zerreißfestigkeit und hoher Duktilität. Wie gezeigt wurde, können diese Legierungen auf einer praktischen wirtschaftlichen Basis aufgrund ihrer schnellen Umformungsgeschwindigkeiten patentiert werden.

Vergleichsbeispiele 10-30

Die neun erfindungsgemäßen Legierungen zeigen eine ungewöhnliche Kombination von hoher Zugfestigkeit bzw. Zerreißfestigkeit, hoher Duktilität und schnellen Umformungsgeschwindigkeiten. Diese Reihe von Vergleichsbeispielen ist aufgenommen worden, um zu zeigen, daß viele ähnliche Legierungen Umformungsgeschwindigkeiten haben, die unbefriedigend sind. In diesem Vergleichsexperiment wurden 21 Legierungen präpariert und durch Quenchdilatometrie getestet, wie es in Verbindung mit den Beispielen 1 bis 9 beschrieben worden ist. Die näherungsweisen Anteile der verschiedenen Metalle in den 21 getesteten Legierungen sind in Tabelle IV angegeben. Die in Tabelle IV gezeigten Mengen sind Gewichtsprozente.

Tabelle IV

Die für jede der 21 Legierungen festgestellten Umformungs- bzw. Umwandlungs-Raten bzw. -Geschwindigkeiten sind in Tabelle V wiedergegeben.

Tabelle V

Ersichtlich erreichte keine der getesteten Vergleichslegierungen in weniger als 10 Sekunden das Ende (in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umgewandelt). Somit kann keine der Vergleichslegierungen auf einer wirtschaftlichen Basis leicht patentiert werden. Andererseits erreichten die in den Beispielen 1, 4 und 9 angegebenen Legierungen das Ende in 5 Sekunden oder weniger.

Die in den Tabellen angegebenen Punkte bei den Ziffern entsprechen Kommas.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Aufheizen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 96 bis etwa 99,1 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium und (e) etwa 0,1 bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom; (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu tranformieren bzw. umzuformen; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

2. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 96,5 bis etwa 99,05 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,1 bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom und (f) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt; (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu tranformieren; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

3. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 95,8 bis etwa 99,3 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,40 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Molybdän und (f) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt; (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu transformieren; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

4. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 95,2 bis etwa 99 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,1 bis etwa 0,6 Gew.-% Niob, (f) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Molybdän und (g) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt; (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu tranformieren; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

5. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 96,3 bis etwa 99,15 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium und (e) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Vanadium; (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu tranformieren; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

6. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 95,4 bis etwa 99,29 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,4 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,1 bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom und (f) etwa 0,01 bis etwa 0,6 Gew.-% Niob; (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu transformieren; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

7. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 94,94 bis etwa 98,99 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,1 bis etwa 0,8 Gew.-% Chrom, (f) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Kobalt, (g) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Vanadium und (h) etwa 0,01 bis 0,06 Gew.-% Niob; (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu transformieren; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis etwa 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

8. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 94 bis etwa 99,29 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,4 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Vanadium, (f) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Molybdän und (g) etwa 0,01 bis 0,06 Gew.-% Niob, (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu transformieren; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

9. Verfahren zur Herstellung von Stahlfilament mit einer außergewöhnlichen Kombination an Festigkeit und Duktilität, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte (1) Aufwärmen bzw. Erwärmen eines Stahldrahtes in einem ersten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von 900°C bis etwa 1100°C liegt für eine Periode von zumindest 5 Sekunden, wobei der Stahldraht im wesentlichen besteht aus (a) etwa 95,74 bis etwa 99,09 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,1 bis etwa 1,2 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,01 bis etwa 0,06 Gew.-% Niob, (f) etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Molybdän und (g) etwa 0,05 bis 0,5 Gew.-% Kobalt, (2) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, innerhalb einer Periode von weniger als etwa 4 Sekunden; (3) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur zu tranformieren; (4) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, das genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 40 bis etwa 80% zu verringern; (5) Aufwärmen bzw. Erwärmen des Stahldrahtes in einem zweiten Patentierungsschritt auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 900°C bis 1100°C liegt, für eine Periode von zumindest etwa 1 Sekunde; (6) schnelles Abkühlen des Stahldrahtes auf eine Temperatur, die in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C liegt, in einer Periode von weniger als 4 Sekunden; (7) Halten des Stahldrahtes auf einer Temperatur in dem Bereich von etwa 540°C bis etwa 620°C für eine Periode, die genügt, daß sich die Mikrostruktur des Stahls in dem Stahldraht in eine im wesentlichen kubisch-raumzentrierte Mikrostruktur umformt; und (8) Kaltziehen des Stahldrahtes auf ein Ziehverhältnis, welches genügt, den Durchmesser des Stahldrahtes um etwa 60 bis etwa 98% zu verringern, um das Stahlfilament herzustellen.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) 97,5 bis etwa 98,5 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,8 bis etwa 0,9 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,3 bis etwa 0,7 Gew.-% Silizium, (d) etwa 0,2 bis etwa 0,5 Gew.-% Mangan und (e) etwa 0,2 bis etwa 0,4 Gew.-% Chrom besteht.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) etwa 97,4 bis etwa 98,5 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,7 bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,4 bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,2 bis etwa 0,5 Gew.-% Chrom und (f) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) etwa 97,6 bis etwa 98,5 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 0,7 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,6 bis etwa 1,0 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Molybdän und (f) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) etwa 97,66 bis etwa 98,58 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,7 bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,4 bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,02 bis etwa 0,04 Gew.-% Niob, (f) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Molybdän und (g) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) etwa 97,9 bis etwa 98,7 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,7 bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,4 bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium und (e) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Vanadium besteht.

15. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) etwa 97,66 bis etwa 98,68 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 0,7 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,4 bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,2 bis etwa 0,5 Gew.-% Chrom und (f) etwa 0,02 bis etwa 0,04 Gew.-% Niob besteht.

16. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) etwa 97,16 bis etwa 98,38 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,7 bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,4 bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,2 bis etwa 0,5 Gew.-% Chrom, (f) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Kobalt, (g) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Vanadium und (h) etwa 0,02 bis 0,04 Gew.-% Niob besteht.

17. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) etwa 97,76 bis etwa 98,68 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,6 bis etwa 0,7 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,4 bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Vanadium, (f) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Molybdän und (g) etwa 0,02 bis 0,04 Gew.-% Niob besteht.

18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht im wesentlichen aus (a) etwa 97,26 bis etwa 98,38 Gew.-% Eisen, (b) etwa 0,7 bis etwa 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, (c) etwa 0,4 bis etwa 0,8 Gew.-% Mangan, (d) etwa 0,3 bis etwa 0,7 Gew.-% Silizium, (e) etwa 0,02 bis etwa 0,04 Gew.-% Niob, (f) etwa 0,1 bis etwa 0,2 Gew.-% Molybdän und (g) etwa 0,1 bis 0,2 Gew.-% Kobalt besteht.