(57) Die Erfindung betrifft ein warmgewalztes Stahlflachprodukt, bei dem Zugfestigkeiten
von mindestens 1100 MPa mit guten Dehnungseigenschaften und guten Verformungseigenschaften
kombiniert sind. Dazu ist das Stahlflachprodukt aus einem Komplexphasenstahl hergestellt,
der neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) C: 0,13 - 0,2 %, Mn:
1,8 - 2,5 %, Si: 0,70 - 1,3 %, Al: 0,01 zu 0,1 %, P: bis zu 0,1 %, S: bis zu 0,01
%, Cr: 0,25 - 0,70 %, optional Mo, wobei die Summe der Cr- und Mo-Gehalte 0,25 - 0,7
% beträgt, Ti: 0,08 - 0,2 %, B: 0,0005 - 0,005 %, enthält, und weist ein Gefüge auf,
das höchstens zu 10 Vol.-% aus Restaustenit, zu 10 - 60 Vol.-% aus Martensit, zu höchstens
30 Vol.-% aus Ferrit und mindestens 10 Vol.-% Bainit besteht. Ebenso betrifft die
Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stahlflachproduktes.
[0001] Die Erfindung betrifft ein aus einem Komplexphasenstahl hergestelltes warmgewalztes
Stahlflachprodukt und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Produktes.
[0002] Aus der
EP 2 028 282 A1 ist ein aus einem Dualphasenstahl kaltgewalztes Stahlflachprodukt bekannt, der neben
einer Zugfestigkeit von mindestens 950 MPa und einer guten Verformbarkeit auch eine
Oberflächenbeschaffenheit aufweist, die es unter Anwendung eines einfachen Herstellverfahrens
erlaubt, das aus diesem Stahl erzeugte Flachprodukt im unbeschichteten oder mit einem
vor Korrosion schützenden Überzug versehenen Zustand zu einem komplex geformten Bauteil,
wie einem Teil einer Automobilkarosserie, zu verformen. Dies wird dadurch erreicht,
dass der erfindungsgemäße Stahl zu 20 - 70 % aus Martensit, bis zu 8 % aus Restaustenit
und als Rest aus Ferrit und / oder Bainit besteht und (in Gew.-%): C: 0,10 - 0,20
%, Si: 0,10 - 0,60 %, Mn: 1,50 - 2,50 %, Cr: 0,20 - 0,80 %, Ti: 0,02 - 0,08 %, B:
< 0,0020 %, Mo: < 0,25 %, Al: < 0,10 %, P: ≤ 0,2 %, S: ≤ 0,01 %, N: ≤ 0,012 % sowie
als Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen enthält. Die in der Praxis aus solchem
Stahl hergestellten Stahlflachprodukte erreichen Zugfestigkeiten von bis zu 1050 MPa.
[0003] Eine andere Möglichkeit der Herstellung eines hochfesten Stahls ist in der
EP 0 966 547 B1 beschrieben. Gemäß dem dort erläuterten Verfahren wird ein Stahl der (in Gew.-%)
0,10 - 0,20 % C, 0,30 - 0,60 % Si, 1,50 - 2,00 % Mn, max. 0,08 % P, 0,30 - 0,80 %
Cr, bis 0,40 % Mo, bis 0,20 % Ti und/oder Zr, bis 0,08 % Nb, Rest Fe und unvermeidbare
Verunreinigungen enthält, erschmolzen, zu Brammen abgegossen und anschließend zu Warmband
ausgewalzt. Die Walzendtemperatur liegt dabei oberhalb 800 °C. Anschließend erfolgt
eine Abkühlung des Warmbands mit einer Abkühlgeschwindigkeit auf dem Auslaufrollgang
von mindestens 30 °C/s, so dass die Umwandlung des Stahls weitestgehend in der Bainitstufe
erfolgt und eine Umwandlung des Stahls zu Perlit vermieden wird. Anteile von Martensit
im Gefüge des Warmbands können die Zugfestigkeiten weiter steigern. Des Weiteren trägt
die vergleichbar schnelle Abkühlung zur Ausscheidung von feinsten Teilchen bei, durch
die die Festigkeit weiter gesteigert wird. Der Abkühlvorgang ist bei einer Temperatur
unter 600 °C zu beenden, indem das Band auf einen Haspel aufgewickelt wird und danach
im Coil weiter abkühlt. Das so erhaltene Warmband erreicht regelmäßig Zugfestigkeiten
von bis zu 1150 MPa.
[0004] Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die
Aufgabe der Erfindung darin, ein Stahlflachprodukt zu schaffen, bei dem weiter gesteigerte
Zugfestigkeiten mit guten Dehnungseigenschaften und damit einhergehend guten Verformungseigenschaften
kombiniert sind. Ebenso sollte ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stahlflachproduktes
angegeben werden.
[0005] In Bezug auf den Stahl ist diese Aufgabe durch einen Komplexphasenstahl mit der in
Anspruch 1 genannten Zusammensetzung und Gefügestruktur gelöst worden.
[0006] Das die voranstehend angegebene Aufgabe erfindungsgemäß lösende Verfahren ist durch
die in Anspruch 14 angegebenen Maßnahmen gekennzeichnet.
[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben
und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
[0008] Der für die Herstellung eines erfindungsgemäß warmgewalzten Stahlflachprodukts verwendete
Komplexphasenstahl enthält neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%)
C: 0,13 - 0,2 %, Mn: 1,8 - 2,5 %, Si: 0,70 - 1,3 %, Al: bis zu 0,1 %, P: bis zu 0,1
%, S: bis zu 0,01 %, Cr: 0,25 - 0,70 %, optional Mo, wobei die Summe der Cr- und Mo-Gehalte
0,25 - 0,7 % beträgt, Ti: 0,08 - 0,2 % und B: 0,0005 - 0,005 %.
[0009] Dank seines Komplexphasengefüges besitzt ein aus dem erfindungsgemäßen Stahl warmgewalztes
Stahlflachprodukt eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Dehnung. Dabei ist das
Gefüge eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts in Folge seiner in engen grenzen
ausgewählten Legierung dadurch gekennzeichnet, dass sein Gefüge höchstens zu 10 Vol.-%
aus Restaustenit, zu 10 - 60 Vol.-% aus Martensit, zu höchstens 30 Vol.-% aus Ferrit
und als Rest aus Bainit besteht, wobei der Anteil mindestens 10 Vol.-% betragen soll.
Perlit ist in einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt allenfalls in unwirksamen
Spuren vorhanden, wobei der Perlit-Anteil möglichst auf ein Minimum reduziert ist.
[0010] Erfindungsgemäße Stahlflachprodukte erzielen so im warmgewalzten Zustand eine Zugfestigkeit
Rm, die mehr als 1100 MPa beträgt, insbesondere regelmäßig mindestens 1150 MPa und
mehr erreicht, und eine Streckgrenze Re von ebenso regelmäßig mindestens 720 MPa.
Für seine Bruchdehnung A80 können gleichzeitig Werte von mehr als 7 %, insbesondere
mehr als 8 %, garantiert werden. Diese hohe Festigkeit gepaart mit den vergleichbar
guten Dehnungseigenschaften sind durch die erfindungsgemäße Einstellung des Komplexphasengefüges
erzielt worden.
[0011] Kohlenstoff wird im erfindungsgemäß verwendeten Komplexphasenstahl zur Gefügehärtung
und zur Bildung von Feinstausscheidungen beigefügt. So bildet sich durch die Anwesenheit
von C in den erfindungsgemäß vorgegebenen Gehalten von 0,13 - 0,2 Gew.-% ein für die
gewünschte Härte ausreichend hoher Martensit- und Bainitanteil im Gefüge. Bei Gehalten
von mehr als 0,20 Gew.-% behindert Kohlenstoff die Entstehung des gewünscht hohen
bainitischen Gefügeanteils. Auch wirken sich höhere C-Gehalte negativ auf die Schweißeignung
aus, was für die Anwendung des erfindungsgemäßen Materials beispielsweise im Bereich
des Automobilbaus von besonderer Bedeutung ist. Besonders sicher kann die vorteilhafte
Wirkung von Kohlenstoff in einem zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts
verwendeten Stahls dann genutzt werden, wenn der C-Gehalt 0,15 - 0,18 Gew.-%, insbesondere
höchstens 0,17 Gew.-%, beträgt.
[0012] Mangan verzögert bei einem Gehalt von mindestens 1,8 Gew.-% die Umwandlung und bewirkt
die Bildung harter, festigkeitssteigernder Umwandlungsprodukte. So wird durch die
Anwesenheit von Mn die Entstehung von Martensit unterstützt. Zur Vermeidung unzulässig
starker Mikroseigerungen ist der Gehalt erfindungsgemäß auf max. 2,5 Gew.-% begrenzt,
wobei die vorteilhaften Einflüsse von Mn dann besonders sicher eintreten, wenn der
Mn-Gehalt des erfindungsgemäßen Stahls auf 2,05 - 2,2 Gew.-% beschränkt ist.
[0013] Si dient in einem erfindungsgemäß verwendeten Stahl ebenfalls zur Steigerung der
Festigkeit, indem es einerseits die Mischkristallhärtung des Ferrits bzw. Bainits
unterstützt und andererseits den Restaustenit stabilisiert. Der Restaustenitanteil
trägt dabei zur Erhöhung von Dehnung und Festigkeit bei (TRIP-Effekt). Um die angestrebt
hohen mechanischen Kennwerte zu erreichen, weist erfindungsgemäßer Stahl 0,70 - 1,3
Gew.-% Si, insbesondere mindestens 0,75 Gew.-% Si auf. Die festigkeits- und dehnungssteigernde
Wirkung tritt dabei insbesondere dann ein, wenn der Si-Gehalt eines erfindungsgemäßen
Stahls mindestens 0,75 Gew.-%, insbesondere mindestens 0,85 Gew.-% beträgt. Im Hinblick
darauf, dass ein aus einem erfindungsgemäßen Stahl erzeugtes Flachprodukt eine für
die weitere Verarbeitung und erforderlichenfalls aufgetragene Beschichtungen optimale
Oberflächenbeschaffenheit besitzen soll, ist gleichzeitig die Obergrenze des Si-Gehaltes
auf 1,3 Gew.-% festgelegt worden. Auch ist bei Einhaltung dieser Obergrenzen die Gefahr
von Korngrenzenoxidation minimiert. Dabei lässt sich ein ungünstiger Einfluss von
Si auf die Eigenschaften des erfindungsgemäß verwendeten Stahls dadurch mit noch größerer
Sicherheit vermeiden, dass der Si-Gehalt des erfindungsgemäßen Stahls auf 1,1 Gew.-%,
insbesondere 0,95 Gew.-%, beschränkt ist.
[0014] Der Stahl, aus dem das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt besteht, ist Al-beruhigt.
Aluminium wird bei der Erschmelzung eines erfindungsgemäßen Stahls zur Desoxidation
und zum Abbinden von gegebenenfalls in dem Stahl enthaltenem Stickstoff genutzt. Zu
diesem Zweck kann dem erfindungsgemäßen Stahl erforderlichenfalls Al in Gehalten von
weniger als 0,1 Gew.-% zugegeben werden, wobei die gewünschte Wirkung von Al dann
besonders sicher eintritt, wenn dessen Gehalte im Bereich von 0,01 - 0,06 Gew.-%,
insbesondere 0,020 - 0,050 Gew.-%, liegen.
[0015] Phosphor kann zur weiteren Steigerung der Mischkristallverfestigung eingesetzt werden,
sollte aber aus Gründen der Schweißbarkeit wegen der sonst steigenden Gefahr der Bildung
von Seigerungen einen Gehalt von 0,1 Gew.-% nicht übersteigen.
[0016] Bei unterhalb der erfindungsgemäß vorgegebenen Obergrenze liegenden Gehalten an Schwefel
wird die Bildung von MnS bzw. (Mn,Fe)S in dem erfindungsgemäß verwendeten Stahl unterdrückt,
so dass eine gute Dehnbarkeit des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts gewährleistet
ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der S-Gehalt unter 0,003 Gew.-% liegt.
[0017] Chrom behindert bei Gehalten von mindestens 0,25 Gew.-% die Ferrit- und Perlitbildung.
Es fördert dementsprechend die Bildung eines Härtungsgefüges und damit die Festigkeit
des für das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt verwendeten Stahls. Um die Umwandlung
nicht zu stark zu verzögern, sollte sein Gehalt auf max. 0,7 Gew.-% begrenzt werden.
Indem der Cr-Gehalt eines erfindungsgemäßen Stahls auf 0,7 Gew.-% beschränkt ist,
ist die Gefahr der Entstehung von Korngrenzenoxidation vermindert und die guten Dehnungseigenschaften
des erfindungsgemäßen Stahls gesichert. Auch wird bei Einhaltung dieser Obergrenze
eine Oberfläche des aus dem Stahl erzeugten Stahlflachproduktes erreicht, die gut
mit einer metallischen Beschichtung versehen werden kann.
[0018] Die optional vorhandenen Gehalte an Molybdän tragen wie Cr zur Erhöhung der Festigkeit
eines erfindungsgemäßen Stahls bei, indem es die Bildung von Feinstausscheidungen
und von Martensit im Gefüge des Stahls unterstützt. Dabei wirkt sich die Anwesenheit
von Mo nicht negativ auf die Beschichtbarkeit des Flachproduktes mit einer metallischen
Beschichtung und seiner Dehnbarkeit aus. Praktische Versuche haben gezeigt, dass sich
die positiven Einflüsse von Mo bis zu Gehalten von 0,25 Gew.-%, insbesondere 0,22
Gew.-%, auch unter Kostengesichtspunkten besonders effektiv nutzen lassen. So wirken
sich bereits Gehalte von 0,05 Gew.-% Mo positiv auf die Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Stahls aus.
[0019] Um jedoch zu verhindern, dass die Bruchdehnung durch einen zu hohen Martensitanteil
negativ beeinflusst wird, ist die Summe der Cr- und Mo-Gehalte in einem erfindungsgemäß
verwendeten Stahl auf 0,25 - 0,7 Gew.-% beschränkt.
[0020] Mit Titan in Gehalten von mindestens 0,08 bis höchstens 0,2 Gew.-%, insbesondere
0,09 - 0,15 Gew.-%, lässt sich in erfindungsgemäßem Stahl die Bildung von Feinstausscheidungen
in Form von von TiC bzw. Ti(C,N) mit aushärtender Wirkung unterstützen und eine Kornfeinung
bewirken. Eine weitere positive Wirkung von Ti besteht in der Abbindung eventuell
vorhandenen Stickstoffs, so dass die Bildung von Bornitriden im erfindungsgemäßen
Stahl verhindert wird. Durch die Anwesenheit von Ti wird somit im Fall einer Zugabe
von Bor zur Festigkeitssteigerung auch sichergestellt, dass das Bor seine Wirkung
im gelösten Zustand voll entfalten kann. Besonders sicher kann die positive Wirkung
von Ti in einem erfindungsgemäßen Stahl genutzt werden, wenn sein Ti-Gehalt 0,11 -
0,13 Gew.-% beträgt.
[0021] Bor verbessert bei erfindungsgemäß verwendetem Stahl die Härtbarkeit, wenn B in Gehalten
von 0,0005 - 0,005 Gew.-% vorhanden ist. Im Austenit seigert Bor an die Korngrenzen
und behindert die Ferrit- und Perlitbildung. Dabei ruft Bor eine signifikante Steigerung
der Festigkeit bei nur geringer Erniedrigung der Umformbarkeit hervor. Die günstigen
Einflüsse von B auf die erfindungsgemäße Legierung stellen sich dann besonders sicher
ein, wenn der B-Gehalt des erfindungsgemäßen Stahls auf 0,001 - 0,002 Gew.-% festgelegt
ist.
[0022] In erfindungsgemäßer Weise beschaffene Stahlflachprodukte zeichnen sich durch eine
besonders hohe Feinkörnigkeit, eine hohe Streckgrenze und eine erhöhte Festigkeit
aus. Die in seinem Gefüge enthaltenen Anteile an Martensit, Bainit und Feinstausscheidungen
tragen zur hohen Festigkeit bei. Die Restaustenit- und Ferritanteile des Gefüges stellen
seine guten Dehnungseigenschaften sicher.
[0023] Sollen erfindungsgemäß erzeugte Stahlflachprodukte besonders gegen Korrosion geschützt
werden, so können die Warmbänder vor oder nach ihrer Umformung zu einem Bauteil mit
einem metallischen Schutzüberzug versehen werden. Dies kann durch Feuerverzinken,
oder elektrolytisches Beschichten erfolgen.
[0024] Bei der erfindungsgemäßen Erzeugung eines erfindungsgemäßen warmgewalzten Stahlflachprodukts
mit einer Zugfestigkeit von mehr als 1100 MPa und dem voranstehend erläuterten Gefüge
wird zunächst eine Stahlschmelze mit einer unter die Legierung des erfindungsgemäß
verwendeten Stahls fallende Zusammensetzung zu einem Vorprodukt vergossen, bei dem
es sich typischerweise um einen Strang, der zu Brammen oder Dünnbrammen geschnitten
wird, handelt.
[0025] Anschließend wird das Vorprodukt auf eine 1150 - 1350 °C betragende Temperatur erwärmt,
um für das anschließend erfolgende Warmwalzen ein vollständig austenitisches Gefüge
des Stahls zu gewährleisten und die Ausscheidungen in Lösung zu bringen.
[0026] Ausgehend von dieser Erwärmungstemperatur wird das Vorprodukt dann zu einem Warmband
warmgewalzt, wobei die Endtemperatur des Warmwalzens 800 - 950 °C beträgt. Die Walzendtemperatur
sollte im Bereich des homogenen Austenits und damit nicht unter 800 °C liegen, um
verformungsinduzierte Ausscheidungen gering zu halten und die Ausprägung der angestrebten
Gefügezusammensetzung zu ermöglichen.
[0027] Nach dem Warmwalzen wird das erhaltene Warmband mit einer Abkühlgeschwindigkeit,
die mindestens 30 °C/s beträgt, auf die jeweils gewählte Haspeltemperatur abgekühlt.
Die Abkühlbedingungen sind so zu wählen, dass eine Umwandlung zu Perlit vermieden
wird und die Umwandlung weitestgehend so erfolgt, dass die hohen Bainit-Anteile sowie
die erfindungsgemäß vorgegebenen Anteile an Martensit und Restaustenit erhalten werden.
[0028] Der Abkühlvorgang wird beendet, wenn der erfindungsgemäß vorgegebene Bereich der
Haspeltemperatur von 400 - 570 °C erreicht ist, in der die Bainitstufe des erfindungsgemäßen
Stahls erreicht ist. Das entsprechend abgekühlte Warmband wird dann zu einem Coil
gewickelt und kühlt im Coil weiter ab. Dabei kommt es zu weiteren Umwandlungen in
Bainit und Martensit und zur Ausscheidungsbildung.
[0029] Aufgrund seiner besonderen Kombination aus hoher Festigkeit und guten Dehnungseigenschaften
eignet sich erfindungsgemäßer Stahl insbesondere zur Herstellung von im praktischen
Einsatz hoch belasteten Profilen sowie für crash- und festigkeitsrelevante Bauteile
für Fahrzeugkarosserien.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Versuch 1
[0030] Unter Laborbedingungen ist ein Stahl mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung
erschmolzen und zu Blöcken vergossen worden.
[0031] Anschließend sind die Blöcke auf 1270 °C erwärmt und ausgehend von dieser Temperatur
zu Warmband mit einer Dicke von 2,5 mm warmgewalzt worden. Die Warmwalzendtemperatur
betrug 900 °C.
[0032] Das erhaltene Warmband ist nach dem Warmwalzen mit einer Abkühlgeschwindigkeit von
80 °C/s und bei einer Temperatur von 490 °C im Ofen langsam abgekühlt worden, um das
Abkühlen im Coil zu simulieren.
[0033] Das erhaltene Warmband wies quer zur Walzrichtung eine Zugfestigkeit Rm von 1192
MPa und eine Dehnung A80 von 10,5 % auf. Das erhaltene Gefüge besteht aus 35 - 40
Vol.-% Martensit, etwa 5 Vol.-% Ferrit, 6 Vol.-% Restaustenit und als Rest aus Bainit.
[0034] Für einen ersten Vergleich sind die in der voranstehend erläuterten Weise erzeugten
Warmbänder nach dem Warmwalzen zunächst auf eine Temperatur von 75 °C und anschließend
im Ofen langsam weiter auf Raumtemperatur abgekühlt worden, um auch hier das Abkühlen
im Coil zu simulieren. Die so erhaltenen Warmbänder wiesen eine Zugfestigkeit Rm von
1550 MPa und eine vergleichbar niedrige Dehnung A80 von 5,9 % auf. Sie waren überwiegend
martensitisch.
[0035] Für einen zweiten Vergleich sind die voranstehend erläuterten Warmbänder nach dem
Warmwalzen zunächst auf eine der "Haspeltemperatur" entsprechende Temperatur von 600
°C abgekühlt und daraufhin wiederum langsam auf Raumtemperatur gekühlt worden, um
die Abkühlung im Coil zu simulieren. Die so erhaltenen Warmbänder wiesen eine Zugfestigkeit
Rm von 955 MPa und eine Dehnung A80 von 15,5 % auf. Das Gefüge bestand aus Ferrit
mit einem Perlit-Anteil von 25 - 30 Vol.-%.
Versuch 2
[0036] Ebenfalls unter Laborbedingungen ist ein Stahl mit der in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzung
erschmolzen und zu Blöcken vergossen worden. Im Unterschied zu dem beim ersten Versuch
untersuchten Stahl enthielt dieser Stahl zusätzlich 0,25 Gew.-% Mo.
[0037] Anschließend sind die Blöcke auf 1270 °C erwärmt und ausgehend von dieser Temperatur
zu Warmband mit einer Dicke von 2,5 mm warmgewalzt worden. Die Warmwalzendtemperatur
betrug 900 °C.
[0038] Das erhaltene Warmband ist nach dem Warmwalzen mit einer Abkühlgeschwindigkeit von
80 °C/s auf eine "Haspeltemperatur" von 550 °C abgekühlt worden, ab der wiederum die
Coilabkühlung in der voranstehend schon beschriebenen Weise simuliert worden ist.
[0039] Das erhaltene Warmband wies eine Zugfestigkeit Rm von 1180 MPa und eine Dehnung A80
von 11 %. Ihr Gefüge wies einen Martensitanteil von 35 - 40 Vol.-%, einen Restaustenit-Gehalt
von 7,5 Vol.-%, einen Ferrit-Gehalt von 10 Vol.-% und als Rest Bainit auf
Versuch 3
[0040] Für einen Betriebsversuch 3a - 3c ist ein Stahl mit der in Tabelle 3 angegebenen
erfindungsgemäßen Legierung erschmolzen und zum Strang vergossen worden. Die von dem
Strang abgeteilten Brammen sind anschließend auf eine Temperatur von ca. 1260 °C wiedererwärmt,
daraufhin mit einer Warmwalzendtemperatur WET zu Warmbändern mit einer Dicke D warmgewalzt
und schließlich mit einer Abkühlrate V
T auf einer Haspeltemperatur HT abgekühlt worden, bei der sie zu einem Coil gehaspelt
worden sind. Die jeweils eingestellten Parameter und die mechanischen Eigenschaften
der erhaltenen Warmbänder (quer zur Walzrichtung bestimmt) sind in Tabelle 4 angegeben.
[0041] Es zeigte sich, dass das beim Betriebsversuch 3c erhaltene Warmband aufgrund der
zu hohen Haspeltemperatur durch einen hohen Ferritanteil (und Perlit) eine deutlich
niedrigere Zugfestigkeit aufwies als die in den Versuchen 3a und 3b erhaltenen, im
erfindungsgemäßen Temperaturbereich gehaspelten Warmbänder.
Versuch 4
[0042] Für einen zum Vergleich durchgeführten weiteren Betriebsversuch V ist ein Stahl mit
der in Tabelle 5 angegebenen, aufgrund ihres deutlich zu geringen Si-Gehaltes und
ihrer ebenfalls zu geringen Gehalte an Mn, Cr und Ti nicht erfindungsgemäßen Legierung
erschmolzen und zu einem Strang vergossen worden, von dem Brammen abgeteilt worden
sind. Die Brammen sind anschließend auf eine Temperatur von 1250 °C wiedererwärmt,
daraufhin mit einer Warmwalzendtemperatur WET zu einem Warmband mit einer Dicke D
warmgewalzt und schließlich mit einer Abkühlrate V
T auf einer Haspeltemperatur HT abgekühlt worden, bei der sie zu einem Coil gehaspelt
worden sind. Die jeweils eingestellten Parameter und die mechanischen Eigenschaften
des erhaltenen Warmbands sind in Tabelle 6 angegeben.
[0043] Es zeigte sich, dass das beim Vergleichsversuch V erhaltene Warmband zwar eine hohe
Zugfestigkeit aufwies, dass jedoch seine Dehnungseigenschaften ungenügend waren.
Tabelle 1
| C |
Si |
Mn |
P |
S |
Al |
Cr |
Mo |
N |
Ti |
B |
| 0,15 |
0,89 |
2,06 |
0,013 |
0,004 |
0,041 |
0,36 |
- |
0,0047 |
0,12 |
0,0011 |
| Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, Angaben in Gew.-% |
Tabelle 2
| C |
Si |
Mn |
P |
s |
Al |
Cr |
Mo |
N |
Ti |
B |
| 0,155 |
0,87 |
1, 94 |
0,013 |
0,006 |
0,029 |
0,36 |
0,25 |
0,0050 |
0,11 |
0,0009 |
| Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, Angaben in Gew.-% |
Tabelle 3
| C |
Si |
Mn |
Al |
Cr |
Mo |
N |
Ti |
B |
| 0,16 |
0,86 |
2,05 |
0,033 |
0,33 |
- |
0,004 |
0,12 |
0,002 |
| Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, Angaben in Gew.-% |
Tabelle 4
| Versuch |
WET [°C] |
D [mm] |
VT [°C/s] |
HT [°C] |
Re [MPa] |
Rm [MPa] |
A80 [%] |
Erfindungsgemäß? |
| 3a |
900 |
3 |
50 |
470 |
794 |
1194 |
11, 0 |
JA |
| 3b |
900 |
1,6 |
90 |
500 |
825 |
1203 |
9,6 |
JA |
| 3c |
910 |
1,6 |
85 |
590 |
693 |
789 |
14,7 |
NEIN |
Tabelle 5
| C |
Si |
Mn |
Al |
Cr |
Mo |
N |
Ti |
B |
| 0,12 |
0,08 |
1,40 |
0,029 |
0,23 |
0,23 - |
0,004 |
0,04 |
0,001 |
| Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, Angaben in Gew.-% |
Tabelle 6
| Versuch |
WET [°C] |
D [mm] |
VT [°C/s] |
HT [°C] |
Re [MPa] |
Rm [MPa] |
A80 [%] |
Erfindungsgemäß? |
| V |
860 |
1,6 |
125 |
50 |
1012 |
1284 |
6,3 |
NEIN |
1. Warmgewalztes Stahlflachprodukt mit einer hohen Zugfestigkeit von mindestens 1100
MPa und guter Dehnbarkeit, das aus einem Komplexphasenstahl, der neben Eisen und unvermeidbaren
Verunreinigungen (in Gew.-%)
C: 0,13 - 0,2 %,
Mn: 1,8 - 2,5 %,
Si: 0,70 - 1,3 %,
Al: 0,01 zu 0,1 %,
P: bis zu 0,1 %,
S: bis zu 0,01 %,
Cr: 0,25 - 0,70 %,
optional Mo, wobei die Summe der Cr- und Mo-Gehalte 0,25 - 0,7 % beträgt,
Ti: 0,08 - 0,2 %,
B: 0,0005 - 0,005 %,
enthält, hergestellt ist und ein Gefüge aufweist, das höchstens zu 10 Vol.-% aus Restaustenit,
zu 10 - 60 Vol.-% aus Martensit, zu höchstens 30 Vol.-% aus Ferrit und mindestens
10 Vol.-% Bainit besteht.
2. Stahlflachprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der C-Gehalt des Komplexphasenstahls 0,15 - 0,18 Gew.-% beträgt.
3. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der C-Gehalt des Komplexphasenstahls höchstens 0,17 Gew.-% beträgt.
4. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Mn-Gehalt des Komplexphasenstahls 2,05 - 2,2 Gew.-% beträgt.
5. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Si-Gehalt des Komplexphasenstahls mindestens 0,75 Gew.-% beträgt.
6. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Si-Gehalt des Komplexphasenstahls höchstens 1,1 Gew.-% beträgt.
7. Stahlflachprodukt nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Si-Gehalt des Komplexphasenstahls mindestens 0,85 Gew.-% beträgt.
8. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Si-Gehalt des Komplexphasenstahls höchstens 0,95 Gew.-% beträgt.
9. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Al-Gehalt des Komplexphasenstahls 0,02 - 0,05 Gew.-% beträgt.
10. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Cr-Gehalt des Komplexphasenstahls 0,30 - 0,40 Gew.-% beträgt.
11. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Ti-Gehalt des Komplexphasenstahls 0,09 - 0,15 Gew.-% beträgt.
12. Stahlflachprodukt nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ti-Gehalt des Komplexphasenstahls 0,11 - 0,13 Gew.-% beträgt.
13. Stahlflachprodukt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der B-Gehalt des Komplexphasenstahls 0,001 - 0,002 Gew.-% beträgt.
14. Verfahren zum Erzeugen eines warmgewalzten Stahlflachprodukts, umfassend folgende
Arbeitsschritte:
- Vergießen eines gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 beschaffenen Komplexphasenstahl
zu einem Vorprodukt,
- Erwärmen des Vorprodukts auf eine 1150 - 1350 °C betragende Temperatur,
- Warmwalzen des Vorprodukts zu einem Warmband, wobei die Endtemperatur des Warmwalzens
800 - 950 °C beträgt,
- Abkühlen des erhaltenen Warmbands mit einer Abkühlgeschwindigkeit, die mindestens
30 °C/s beträgt,
- Haspeln des erhaltenen Warmbands bei einer 400 - 570 °C betragenden Haspeltemperatur.