DE4143012C2 - Verwendung eines Stahls für Kaltwalzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Stahls für Kaltwalzen.

Für Kaltwalzen sind Stähle mit den aus Tabelle 1 ersichtlichen Zusammensetzungen handelsüblich.

Tabelle 1

Bekannt sind aus der DE-PS 30 06 512 tiefeinhärtende verschleißbeständige Kaltwalzen aus einem Stahl, der 0,7 bis 0,9% C, 0,2 bis 2,0% Si, 0,2 bis 1,0% Mn, 2,5 bis 3,5% Cr, 0,5 bis 2,0% Mo, 0,7 bis 1,5% Ni und 0,1 bis 0,8 V enthält. Dabei wird die Bruchsicherheit der Walzen durch ein mildes Abkühlmittel, wie Öl, nach dem Austenitisieren gewährleistet. Das hat zur Folge, daß diese Stähle zur Erreichung einer ausreichenden Einhärtetiefe mit bis zu 1,5% Ni legiert werden müssen. Der Verschleißwiderstand wird durch Zusatz von bis 0,8% V erzielt. Vanadium bildet in legierten Stählen keine reinen Vanadiumcarbide vom Typ VC, sondern Misch(MC-)Carbide, in denen auch andere Legierungselemente, wie Chrom und Molybdän, gelöst sind. MC-Carbide sind aber wenig stabil. Sie werden beim Härten der Walzen teilweise gelöst und setzen dadurch in ihrer Umgebung hohe Kohlenstoffgehalte in der Grundmasse frei. Das führt zu einer unerwünschten lokalen Stabilisierung von Restaustenit. Hierdurch wird einerseits die Gefahr von Brüchen und Spannungsrissen erhöht und andererseits der Verschleißwiderstand verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Stahl für Kaltwalzen mit erhöhtem Verschleißwiderstand vorzuschlagen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß für diesen Zweck ein Stahl aus (in Massen-%)
mehr als 0,7 bis 1,0% C
0,1 bis 1,5% Si
0,1 bis 1,5% Mn
1,8 bis 3,5% Cr
0,1 bis 1,0% Mo
0,1 bis 1,0% Ni
0,05 bis 1,0% Nb
sowie gegebenenfalls bis 0,8% V, bis 2,0% W, bis 0,05% B, Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen vorgeschlagen.

Bevorzugt wird für den genannten Zweck ein Stahl aus (in Masse-%)
mehr als 0,70 bis 0,95% C
0,30 bis 1,5% Si
0,10 bis 1,0% Mn
2,0 bis 3,0% Cr
0,10 bis 0,7% Mo
0,10 bis 0,7% Ni
0,10 bis 0,5% V
0,10 bis 0,5% Nb
Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen vorgeschlagen.

Weiter wird für den genannten Zweck ein Stahl mit folgender Zusammensetzung vorgeschlagen (in Masse-%):

0,85% C
1,0% Si
0,3% Mn
2,5% Cr
0,5% Mo
0,3% Ni
0,2% V
0,1% Nb

Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.

Insbesondere wird bei Kaltwalzen mit Ballendurchmessern bis 900 mm und Ballenbreiten bis zu 3000 mm, die nach dem Lösungsglühen (Austenitisieren bei 800 bis 1000°C), gefolgt von schroffem Abschrecken, eine Einhärtetiefe von bis 30 mm, bezogen auf 60 HRC (700 HV30) bei Walzendurchmessern von 600 mm, erzielt.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl hat eine härtbare Grundmasse, die nahezu unlösliche, stabile Niobcarbide (NbC) eingelagert sind. Die aus diesem Stahl hergestellten Kaltwalzen, bevorzugt mit Ballendurchmessern bis 900 mm und Ballenbreiten bis zu 3000 mm, werden bei Temperaturen von 800 bis 1000°C lösungsgeglüht und schroff abgeschreckt. Hierdurch können die großen Einhärtetiefen erzielt werden. Die in der Grundmasse eingelagerten Niobcarbide werden bei der Austenitisierung nicht beeinflußt und verändern dadurch weder die Härtbarkeit der Walzen, noch erhöhen sie durch Abgabe von Kohlenstoff den Anteil an Restaustenit. Dadurch wird die Gefahr von Spannungsrissen und Ausschalungen, die zu schweren Unfällen und Schäden führen können, verringert. Dagegen bleibt der Verschleißwiderstand, den die in der Matrix eingelagerten Niobcarbide mit einer Härte von ca. 3000 HV hervorrufen, voll erhalten.

Ein Zusatz von bis 2,0% Wolfram kann die Härte und den Verschleißwiderstand der Walzen noch steigern. Ein Zusatz von bis zu 0,050% B erhöht die Härte, die Einhärtetiefe und die Feinkörnigkeit des Stahls.

Die Oberflächenhärte und die Einhärtetiefe bei Kaltwalzen einerseits aus einem erfindungsgemäßen Stahl und einem bekannten Stahl andererseits, deren Analysen in der folgenden Tabelle 2 enthalten sind, zeigt Fig. 1.

Tabelle 2

Bei gleicher Oberflächenhärte von 800 HV30 fällt die Härte bei einer Kaltwalze aus dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl B erst bei einer Tiefe von 30 mm gegenüber 20 mm bei dem bekannten Vergleichsstahl 1.2327 auf 700 HV30.

Die durchschnittliche Leistungssteigerung, die mit den Walzen aus dem erfindungsgemäßen Stahl aufgrund des verminderten Abriebs beim Walzen von Bändern aus Stahl erzielt wurde, liegt bei ca. 20%. Zusätzliche Vorteile ergeben sich daraus, daß die längeren Standzeiten der Walzen und deren erhöhte Ausschaltungs- und Bruchsicherheit, die mit dem Walzenwechsel verbundenen Stillstandzeiten der Walzenstraßen verringern.

Claims (4)

1. Verwendung eines Stahls mit (in Masse-%)
mehr als 0,7 bis 1,0% C
0,1 bis 1,5% Si
0,1 bis 1,5% Mn
1,8 bis 3,5% Cr
0,1 bis 1,0% Mo
0,1 bis 1,0% Ni
0,05 bis 1,0% Nb
sowie gegebenenfalls
bis 0,8% V,
bis 2,0% W,
bis 0,05% B, Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen als Werkstoff zur Herstellung von Kaltwalzen.

2. Verwendung eines Stahls mit (in Masse-%)
mehr als 0,70 bis 0,95% C
0,30 bis 1,5% Si
0,10 bis 1,0% Mn
2,0 bis 3,0% Cr
0,10 bis 0,7% Mo
0,10 bis 0,7% Ni
0,10 bis 0,5% V
0,10 bis 0,5% Nb
Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Verwendung eines Stahls mit Mittel aus (in Masse-%)
0,85% C
1,0% Si
0,3% Mn
2,5% Cr
0,5% Mo
0,3% Ni
0,2% V
0,1% Nb
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen für den Zweck nach Anspruch 1.

4. Verwendung eines Stahls der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 zur Herstellung von Kaltwalzen mit Ballendurchmessern bis 900 mm und Ballenbreiten bis zu 3000 mm, die nach dem Lösungsglühen (Austenitisieren bei 800 bis 1000°C), gefolgt von schroffem Abschrecken, eine Einhärtetiefe von bis 30 mm, bezogen auf 60 HRC (700 HV30) bei Walzendurchmessern von 600 mm, erzielen.