DE2602007A1 - Verfahren zur herstellung von bandstahl oder streifenblech - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Bandstahl oder Streifenblech, wobei der Stahl kugelige Karbidpartikel in einer ferritischen Grundmasse enthält und als Ausgangsmaterial ein Stahl verwendet wird, der - was sein Gefüge anbelangt - zum überwiegenden Teil, d. h. zu mindestens 50 Gew.-% ein kohlenstoffhaltiges ferritisches Austenit-Umwandlungsprodukt ist, das gefügemäßig aus wenigstens einem Vertreter der Stoffgruppe streifiger Perlit, körniger Perlit, Sorbit, Bainit und Martensit besteht. Das Ausgangsmaterial kann auch restlichen Austenit und andere Gefügekomponenten in kleinen Mengen enthalten.

In der schwedischen Patentschrift 226 911 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bandstahl beschrieben, bei dem feinkörniger Perlit verwendet und der Stahl im ferritischen Zustand bei einer Temperatur von 450 bis 650°C, vorzugsweise 500 bis 600°C, gewalzt wird.

Es ist auch bekannt, dass man technisch günstige Produkteigenschaften und Verfahrensbedingungen erzielen kann, wenn man Bandstahl bei Temperaturen bis herauf zu jenen Temperaturen walzt, bei denen die Austenit-Umwandlung im Stahl einsetzt, d. h. bis zur sogenannten A[tief]c1 -Temperatur, die bei unlegiertem Stahl bei 720°C und bei martensitischem, rostfreiem Chromstahl bei 790°C liegt. Bei diesem Verfahren ist es möglich, ein ferritisches Austenit-Umwandlungsprodukt zu verwenden, z. B. ein Gefüge, das im wesentlichen aus Perlit besteht, wie es in der US-PS 3 660 174 oder der DT-PS 1 927 428 beschrieben ist, oder ein Gefüge, das vor dem Aufheizen auf Walztemperatur zum größten Teil aus Martensit in Gemeinschaft mit restlichem Austenit und gegebenenfalls einer kleinen Menge Karbid besteht, wie es in der schwedischen Patentschrift 367 653 beschrieben ist.

Die nach den oben beschriebenen Arbeitsmethoden erhaltenen Produkte weisen im Vergleich zu den konventionellen Kaltwalzprodukten einen geringen Verformungswiderstand auf, und dies führt zu einer niedrigen Walzfestigkeit, guten Duktilität und einer zu vernachlässigenden Verformungshärtung, was eine extensive Verformung ohne gesondertes Rekristallisationsglühen ermöglicht. Darüber hinaus wird ein Kugelkarbid-Gefüge schnell erhalten, wenn das Ausgangsmaterial weitgehend aus streifigem Perlit, Sorbit, Bainit oder Martensit besteht, bzw. ein kugeliges Gefüge mit hohem Dispersionsgrad beibehalten, wenn das Ausgangsmaterial ein solches Gefüge bereits aufweist. Wird die Behandlung mit einem Gefüge vorgenommen, das bei Raumtemperatur stabil ist, dann besteht, was das Kaltwalzen anbelangt, keine Notwendigkeit, die Abkühlungszeit zu überwachen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bandstahl oder Streifenblech, wobei der Stahl Kugelkarbidpartikel in einer ferritischen Grundmasse aufweist, bei welchem Verfahren ein Stahl, der zum überwiegenden Teil ein kohlenstoffhaltiges, ferritisches Austenit-Umwandlungsprodukt darstellt, dessen Gefüge aus mindestens einem Vertreter der Stoffgruppe streifiger Perlit, körniger Perlit, Sorbit, Bainit und Martensit besteht, und der eine unter der Stahl-A[tief]c1-Temperatur liegende Temperatur aufweist, auf eine Temperatur erhitzt wird, die über der A[tief]c1-Temperatur und innerhalb des Ferrit-Metastabilitätsbereichs liegt, der Stahl dann bei einer Temperatur in dem erwähnten metastabilen Temperaturbereich gewalzt und danach auf eine unter der A[tief]c1-Temperatur liegende Temperatur heruntergekühlt wird, wobei das Erhitzen, das Walzen und das Herunterkühlen in einer Zeit vorgenommen wird, die kurz genug ist, um sicherzustellen, dass keine wesentliche Umwandlung zu Austenit in dem Stahl eintritt.

Die Grundlage der Erfindung beruht auf der Tatsache, dass die Anlaufzeit für das Einsetzen der Umwandlung selbst bei einer Temperatur von z. B. 30°C über der A[tief]c1-Temperatur und in Verbindung mit der plastischen Verformung für das notwendige Aufheizen und den Verformungsprozeß ausreicht. Im Falle der Verformung bei dieser Temperatur wird nur eine minimale Walzkraft zusammen mit der maximalen Duktilität aufgewendet, und hieraus erwächst die Möglichkeit einer äußerst wirksamen Verformung. Gleichzeitig erfolgt eine sehr schnelle Entwicklung von Kugelkarbidpartikeln aus einem kohlenstoffhaltigen, ferritischen Austenit-Umwandlungsprodukt.

Die Erfindung soll nur unter Bezugnahme auf das Diagramm der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.

Bei dem Diagramm handelt es sich um eine grafische Darstellung, in der die Kurve XY die Beziehung zwischen der Temperatur für das Einsetzen der Austenit-Umwandlung (d. h. die Bildung von wenigstens 1 Gew.-% Austenit) und dem Logarithmus der Zeit veranschaulicht. Die Kurve soll nicht die quantitativen Bedingungen des Funktionierens, sondern lediglich den fundamentalen Zusammenhang erläutern. Es ist wesentlich, dass eine spezifische Anlaufzeit für das Einsetzen der Austenit-Umwandlung erforderlich ist und ein metastabiler Temperaturbereich für Ferrite existiert, der zwischen der Stahl-A[tief]c1-Temperatur, die im Diagramm durch die unterste gestrichelte waagerechte Linie dargestellt und durch "A[tief]c1" markiert ist, und der Kurve XY, die das Einsetzen der Austenit-Umwandlung wiedergibt, liegt.

Nach der Lehre der Erfindung wird der Stahl auf eine Temperatur erhitzt, die über der A[tief]c1-Temperatur und im ferritischen Metastabilitätsbereich liegt, und er wird bei einer innerhalb dieses Bereichs liegenden Temperatur gewalzt, und danach wird er auf eine unter der A[tief]c1-Temperatur liegende Temperatur heruntergekühlt, und zwar so schnell, dass die Austenit-Umwandlung nicht einsetzt. Die Stufenfolge des Aufheizens, der Verformung und des Herunterkühlens sind in dem Diagramm durch die Linie BCDE veranschaulicht. Es ist vorteilhaft, den Stahl auf eine Temperatur zu erhitzen, die 10 bis 50°C über der A[tief]c1-Temperatur liegt. Diese Temperaturgrenzen sind in dem Diagramm mit T[tief]1 bzw. T[tief]2 bezeichnet. Das Aufheizen, das Einführen zwischen die Walzen, der Walzvorgang und das Herunterkühlen müssen so schnell durchgeführt werden, dass keine Austenit-Umwandlung einsetzt. Dies bedeutet in der Praxis, dass die Gesamtzeit t[tief]1 vom Überschreiten der A[tief]c1-Linie an bis zu dem Punkt, an dem die Stahltemperatur nach erfolgter Verformung wieder absinkt und die A[tief]c1-Linie nach unten erneut passiert, vorzugsweise 20 Sekunden, insbesondere 10 Sekunden, nicht übersteigen soll.

Der Stahl, der dem erfindungsgemäßen Erhitzungs- und Walzprozeß unterworfen wird, liegt vorzugsweise in Form eines Bandstahls von 0,5 bis 10 mm Dicke, insbesondere 1 bis 5 mm Dicke, vor.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern.

Beispiel

Das Ausgangsmaterial besteht aus einem heißgewalzten, 2,5 mm dicken Stahlband. Das Band besteht aus einem unlegierten Stahl, der etwa 1,3% Kohlenstoff enthält und ein überwiegend aus Sorbit bestehendes Gefüge aufweist. Das Band wird schnell von Raumtemperatur auf 750°C in etwa 5 Sekunden erhitzt und dann bei der gleichen Temperatur derart gewalzt, dass eine Querschnittsverminderung von 65% in einem einzigen Walzdurchgang erzielt wird. Das gewalzte Band wird dann auf Raumtemperatur heruntergekühlt und aufgewickelt. Die Gesamtzeit, während der das Band auf einer über der A[tief]c1-Temperatur liegenden Temperatur verbleibt, beträgt etwa 8 Sekunden. In dem Stahl tritt als Folge dieser Behandlung eine im wesentlichen vollständige Kugelkarbidbildung ein, und das erhaltene Band weist einen technisch günstigen Querschnitt auf der Grundlage einer zu vernachlässigenden Verformbarkeit und ein völliges Freisein von Defekten, welche die Duktilität beeinträchtigen, wie z. B. Kantenstörungen, auf. Nach dieser Erhitzungs- und Walzbehandlung weist das Stahlband im Vergleich zu dem überwiegend sorbitischen Ausgangsmaterial eine unveränderliche Zugfestigkeit (stress limit) auf, während die Streckgrenzen beträchtlich ansteigen. Dies kann dem Umstand zugeschrieben werden, dass die Kugelkarbidbildung dazu beiträgt, die Zugfestigkeit (stress limit) herabzusetzen, dem die Unterkornbildung im Ferrit entgegenwirkt, die auch zu einem beträchtlichen Anstieg der Dehngrenze (stretch limit) führt.

Die physikalischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials und des erfindungsgemäß gewalzten Bandes sind in der unten stehenden Tabelle zusammengestellt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Bandstahl oder Streifenblech, wobei der Stahl Kugelkarbidpartikel in einer ferritischen Grundmasse aufweist, durch Erhitzen eines Stahls, der zum überwiegenden Teil ein kohlenstoffhaltiges, ferritisches Austenit-Umwandlungsprodukt darstellt, dessen Gefüge aus mindestens einem Vertreter der Stoffgruppe streifiger Perlit, körniger Perlit, Sorbit, Bainit und Martensit besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der kohlenstoffhaltige, ferritische Austenit-Umwandlungsprodukt-Stahl, dessen Temperatur unterhalb der Stahl-A[tief]c1-Temperatur liegt, auf eine Temperatur erhitzt wird, die über der A[tief]c1-Temperatur und innerhalb des Ferrit-Metastabilitätsbereich liegt, der Stahl dann bei einer Temperatur, die innerhalb des besagten metastabilen Temperaturbereichs liegt, gewalzt wird und der Stahl dann auf eine Temperatur, die unter der A[tief]c1-Temperatur liegt, heruntergekühlt wird, wobei das Erhitzen, das Walzen und das Herunterkühlen in einer Zeit durchgeführt werden, die so kurz ist, dass keine wesentliche Umwandlung des Austenits in dem Stahl erfolgt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl bei einer Temperatur gewalzt wird, die 10 bis 50°C über der A[tief]c1-Temperatur liegt.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtzeit, in welcher der Stahl auf der über der A[tief]c1-Temperatur liegenden Temperatur verbleibt, 20 Sekunden nicht übersteigt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtzeit 10 Sekunden nicht übersteigt.

5. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl, der erhitzt und gewalzt wird, in Form eines Bandes mit einer anfänglichen Dicke von 0,5 bis 10 mm vorliegt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Dicke 1 bis 5 mm beträgt.