Acier au niobium et procédé de fabrication de produits plats à partir de celui-ci

Description

[0001] La présente invention est relative à un acier au niobium, extra doux, calmé à l'aluminium et exempt de titane, pour produits plats laminés à froid et recuits, présentant une composition chimique en % en poids comprenant :

de 0,010% à au maximum 0,100 % de C,

au maximum 1,000 % de Mn,

au maximum 0,100 % de P,

au maximum 0,020 % de S,

au maximum 0,080 % de Al,

au maximum 0,500 % de Si,

N ayant une teneur supérieure à 0 et au maximum de 0.012%,

le reste étant du fer et des impuretés résiduelles.

[0002] On connaît déjà depuis longtemps dès aciers au niobium de ce genre (voir par exemple EP-0101740, DE-19547181 et EP-A-0421087).

[0003] L'acier exempt de titane, indiqué dans la EP-A-0421087, est un acier à teneur ultrabasse en carbone, à savoir inférieure à 0,007 % en poids, dans lequel la teneur en Nb est très largement supérieure à la teneur en azote, de l'ordre de 20 fois. L'azote est donc dans cet acier entièrement fixé par le niobium nitrurigène et, si du bore est utilisé, il reste libre et non nitruré. Le bore est prévu pour protéger les joints des grains ferritiques en vue d'éviter la fragilité à la déformation à froid. Cet acier permet à l'élaboration d'obtenir une tôle équivalente ou proche des aciers IF (interstitiel free) qui présentent des coéfficients d'emboutissage r très élevés, mais également un Δr très élevé (forte anisotropie plane).

[0004] Dans le EP-0101740, on propose de fabriquer des produits plats dont la teneur en Nb est inférieure ou équivalente à la teneur en N. A la suite d'un laminage à chaud à une température finale inférieure à Ar₃, d'un laminage à froid et d'un recuit, on obtient des produits présentant des propriétés mécaniques de résistance faibles, parfois même inférieures aux exigences minimales usuelles.

[0005] Dans le DE-19547181, on fabrique un acier au niobium, dans lequel la teneur en Nb doit être au minimum 6 fois celle de l'azote. Le procédé de fabrication comprend ici aussi un laminage à chaud à une température finale inférieure à Ar₃, un laminage à froid et un recuit, ainsi qu'une cuisson après application de vernis. Les produits finals obtenus présentent une teneur nettement supérieure en niobium, pour des propriétés de résistance mécanique peu améliorées.

[0006] Dans le EP-B-0400031 on propose enfin, à titre d'exemple comparatif, un acier au niobium sans titane, présentant une teneur comportant plus de 12 fois la teneur en N. A la suite d'un laminage à chaud à une température finale supérieure à Ar₃, d'un laminage à froid et d'un recuit, on obtient un produit qui, de l'avis même de la brevetée, n'est pas approprié pour un emboutissage profond, quel que soit les degrés de réduction utilisés au cours du laminage à froid.

[0007] Le document EP-A-0 816 524 divulgue un acier à faible carbone présentant une composition chimique en poids : C 0,0010-0,01 %; Si 0-0,2 %; Mn 0,1-1,5 %; P 0-0,05 %; S 0-0,02 %; sol. Al 0,03-0,10 %; N 0-0,0040 %; au moins un élément choisi parmi le groupe consistant en Nb 0,005-0,08 % et Ti 0,01-0,07 %; le reste Fe et impuretés inévitables, les teneurs en Nb, Ti et C devant satisfaire des conditions supplémentaires.

[0008] Le document EP-A-0 822 266 divulgue un acier à faible carbone présentant une composition chimique en poids : C 0-0,06 %; Si 0-0,03 %; Mn 0,1-0.3 %; P 0-0,02 %; S 0,005-0,015 %; sol. Al 0,01-0,10 %; N 0-0,004 %; B 0,0005-0,0015; O 0-0,0025 %; le reste Fe et impuretés inévitables, les teneurs en O et S ainsi que B et N devant satisfaire des conditions supplémentaires.

[0009] La présente invention a pour but de proposer un acier au niobium présentant, en terme de propriétés mécaniques sur des bandes relaminées à froid et recuites, un compromis favorable entre les propriétés de résistance, telles que par exemple la limite d'élasticité et la charge de rupture, et les propriétés de ductilité, telles que l'allongement uniforme, le coefficient d'écrouissage et l'allongement total.

[0010] Pour résoudre ces problèmes, on a prévu suivant l'invention telle que définie à la revendication 1 un acier au niobium tel que décrit au début, caractérisé en ce que cet acier contient une teneur en niobium supérience à 0 et au maximum égale au quadruple de la teneur en N et une teneur en bore supérieure à 0 et au maximum égale à 0,012% en poids ou une teneur en zirconium supérieure à 0 et au maximum égale à 0,080% en poids, cette teneur en bore ou en zirconium étant suffisante pour fixer l'azote non fixé par le niobium.

[0011] Cet acier présente l'avantage de pouvoir présenter une teneur en niobium peu élevée, et donc de ne pas altérer les propriétés de ductilité de l'acier, tout en obtenant une fixation assurée et de préférence précoce de l'azote par la présence simultanée de bore ou de zirconium et de niobium. Avantageusement, la teneur en niobium est au maximum égale au triple de celle-ci.

[0012] Suivant une forme de réalisation de l'invention, l'acier contient une teneur en Nb inférieure à 0,040 % en poids, et de préférence comprise entre 0,005 et 0,030 % en poids. Avantageusement, il contient une teneur en bore comprise entre 0,0005 et 0,012 % en poids, de préférence entre 0,0015 et 0,012 % en poids, ou encore une teneur en zirconium comprise entre 0,020 et 0,080 % en poids.

[0013] La teneur en carbone est égale ou supérieure à 0,010 % en poids. La quantité de Nb peut ainsi être relativement faible par rapport à la teneur en carbone ce qui permet l'obtention d'un acier à propriétés mécaniques favorables.

[0014] D'autres formes de réalisation particulières de l'acier suivant l'invention ressortiront des revendications 2 à 9 données ci-après.

[0015] L'invention concerne également un procédé de fabrication de produits plats laminés à froid et recuits, à base d'un acier au niobium présentant une composition chimique telle qu'indiquée ci-dessus. Ce procédé défini à la revendicartion 10 comprend

une coulée de cet acier en brames,

un réchauffage des brames à une température supérieure ou égale à 1000°C,

un laminage à chaud des brames pour former des bandes, avec une température finale de laminage supérieure à Ar₃,

un bobinage des bandes à une température de bobinage comprise entre 500 et 750°C,

un laminage à froid des bandes avec un taux de réduction prédéterminé,

un recuit de recristallisation, et

un passage d'écrouissage final (de peau).

[0016] Ce procédé offre l'avantage d'une fixation assurée de l'azote sous la forme de nitrure de bore ou de zirconium ainsi que sous la forme de carbonitrure de niobium, et cela à un stade très précoce dans le processus. La présence simultanée de bore ou de zirconium et de niobium favorise en outre une taille réduite du grain austénitique pendant le laminage à chaud. A la température de réchauffage utilisée, le niobium présent est avantageusement remis en solution.

[0017] Suivant une forme de réalisation de l'invention, la température finale de laminage à chaud est de préférence égale ou inférieure à 900°C. C'est précisément à cette température, c'est-à-dire entre la température de transformation γ → α (Ar₃) et 900°C, que les nitrures de bore et les carbonitrures de Nb précipitent dans le procédé suivant l'invention, ce qui fixe l'azote. La température maximale citée ci-dessus n'est toutefois pas critique et elle ne doit être considérée que comme une température préférentielle.

[0018] Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, pendant le laminage à froid, le taux de réduction est de l'ordre de 40 à 85 %, de préférence de 55-80 %. Ce taux de réduction est calculé suivant la formule :

[0019] D'autres modes de réalisation particuliers de procédé suivant l'invention ressortiront des revendications 11 à 17 données ci-après.

[0020] D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif.

[0021] L'acier au niobium suivant l'invention est usuellement un acier d'élaboration par conversion ou d'élaboration électrique, classique, qui est coulé en continu. Cet acier doit être extra doux, c'est-à-dire présenter une teneur en carbone extrêmement basse, inférieure à 0,100 % en poids, en pouvant atteindre des teneurs minimales jusqu'à 0,020 % ou davantage. Avantageusement toutefois la teneur en carbone ne dépassera pas une valeur inférieure à 0,010 % en poids.

[0022] Cet acier doit aussi être calmé à l'aluminium avec une teneur inférieure à 0,080 % en poids.

[0023] Il comprendra bien entendu du niobium et sera exempt de toute addition de titane.

[0024] La composition chimique de cet acier pourra donc être la suivante, en % en poids :

0,010 < C < 0,100

0,100 < Mn < 1,000

P < 0,100

S < 0,020

Al < 0,080

N < 0,012

Si < 0,500

avec des additions volontaires de niobium combinées à une addition de bore ou de zirconium, de par exemple :

Nb ≤ 0,040 % en poids, et de

0,0015 ≤ B ≤ 0,0120 % en poids ou de

0,020 ≤ Zr ≤ 0,080 % en poids,

le reste étant du fer et des impuretés résiduelles de Cu, Ni, Cr, Sn par exemple.

[0025] En fait les valeurs ajustées de Nb, de B et de Zr se calculent principalement en fonction de l'azote présent dans l'acier en cours de traitement.

[0026] La quantité de Nb ajoutée est donc en réalité nettement inférieure stoechiométriquement à l'azote. L'azote non fixé par le niobium l'est par le B ou le Zr, ce qui permet une addition de Nb inférieure à ce qui est habituellement nécessaire, pour obtenir des propriétés de résistance mécaniques suffisantes de la part d'un acier au niobium, sans titane. Cette addition minimale de Nb permet de maintenir simultanément de bonnes propriétés de ductilité. Elle offre en outre des avantages économiques appréciables étant donné le coût non négligeable du niobium.

[0027] L'acier décrit ci-dessus est coulé en brames, qui sont réchauffées dans un four classique, par exemple un four à longerons mobiles ou un four poussant, pour qu'elles atteignent à coeur une température supérieure ou égale à 1000°C, ce qui suffit pour remettre en solution le niobium précipité.

[0028] On effectue alors un laminage à chaud sur un train de laminage classique, généralement en deux étapes:

• un dégrossissage pour réaliser une ébauche de 35 mm ± 10 mm d'épaisseur, à une température moyenne de 1050°C, et
• une finition pour réaliser une bande à chaud d'une épaisseur de 1 à 10 mm, en respectant une température minimale de laminage à chaud qui soit supérieure à la température de transformation de la phase γ à la phase α (Ar₃).

[0029] C'est entre 900°C et cette température de transformation que précipitent les nitrures de bore et les carbonitrures de niobium, avec par conséquent une fixation très précoce de l'azote.

[0030] La bande est alors refroidie de manière contrôlée et enfin bobinée à une température de l'ordre de 625°C ± 125°C.

[0031] Après décapage en continu dans des lignes classiques (HCl ou H₂SO₄), la bande est relaminée à froid, et ce avec un taux de réduction d'épaisseur compris entre 40 et 85 %.

[0032] La bande laminée à froid est ensuite soumise à un recuit de recristallisation pour lui conférer les propriétés mécaniques nécessaires. Ce recuit peut s'effectuer sous forme d'un recuit statique, par exemple en bobine serrée ou expansée, à une température de l'ordre de 620-680°C, ou sous forme d'un recuit continu à une température de 680-850°C. Ce dernier recuit peut être combiné ou non avec un recouvrement éventuel par revêtement au trempé ou d'autres procédés.

[0033] Une dernière étape de laminage est encore effectuée, sous la forme d'un écrouissage final, afin de supprimer les phénomènes de "bandes de Lüders" et d'assurer une bonne rugosité de surface ainsi qu'une planéité du produit.

[0034] L'invention va à présent être expliquée de manière plus détaillée, à l'aide d'exemples donnés à titre non limitatif.

Exemple de comparaison 1

[0035] Acier à teneur en carbone extrêmement basse, sans niobium, mais avec addition de bore.

Composition chimique (en 10-3 %).
C	Mn	Si	P	S	Al	N2	B	Nb
35	250	6	11	8	44	4,2	3,6	0

Bande laminée à chaud à une épaisseur de 3 mm.

Température finale du laminage à chaud :	870°C
Température de bobinage	620°C
Décapage HCl
Taux de réduction	66 %

Bande laminée à froid à une épaisseur de 1 mm.
Recuit de recristallisation en continu à 700°C pendant 40 sec. suivi d'une trempe à l'eau chaude à 50°C/sec. jusqu'à 400°C, application d'un vieillissement à 400°C pendant 120 sec. et refroidissement par tuyères jusqu'à une température de 120°C, décapage formique, rinçage, et séchage, puis application d'un taux d'écrouissage final de 0,8 %.

Propriétés mécaniques
Limite d'élasticité	Rp 0,2 =	235 MPa
Charge de rupture	Rm =	340 Mpa
Allongement à la rupture	A% =	38 %
Coefficient d'écrouissage	n =	0,190/0,200
Coefficient d'anisotropie	r travers =	1,35
Coefficient d'anisotropie plane	Δr =	0,350
Coefficient d'anisotropie normale	r moy.	1,1

Exemple de comparaison 2

[0036] Même acier que celui utilisé dans l'exemple de comparaison 1.

[0037] On applique le même processus à la différence du recuit de recristallisation qui cette fois est statique à 640°C point froid (avec température maximale de 700°C) pendant 2 heures. Ensuite on achève le traitement de la manière décrite précédemment.

Propriétés mécaniques
Rp 0,2 =	175 MPa
Rm =	310 Mpa
A% =	40 %
n =	0,230
r travers =	1,25
Δr =	0,050
r moy.	1,01

Exemple de comparaison 3

[0038] Acier au niobium à teneur en carbone extrêmement basse, sans bore.

Composition chimique (en 10-3 %)
C	Mn	Si	P	S	Al	N2	B	Nb
50	350	8	12	6	40	6,0	0	50

[0039] La processus appliqué est le même que celui de l'exemple de comparaison 1, avec ces quelques différences:

Température de bobinage	600°C
Taux de réduction	50 %

[0040] Recuit de recristallisation statique à 660°C point froid (avec température maximale de 680°C) pendant 2 heures, ou recuit continu à environ 790°C pendant 1 minute et vieillissement à 400°C pendant 180 secondes, puis application d'un taux d'écrouissage final de 1,4%.

Propriétés mécaniques (en long)
Rp 0,2 =	350 MPa
Rm =	440 Mpa
A% =	26 %
n =	0,155
r travers =	1,2
r long =	0,7
Δr =	-0,250
r moy.	1,1

Exemple 4

[0041] Acier au niobium suivant l'invention, avec addition de bore.

Composition chimique (en 10-3 %)
C	Mn	Si	P	S	Al	N2	B	Nb
55	300	7	14	3	50	5,6	4,5	7

[0042] Le processus appliqué est le même que celui décrit dans l'exemple de comparaison 1, avec ces quelques différences :

Température de bobinage	500°C
Taux de réduction	80 %

[0043] Recuit de recristallisation statique à 660°C point froid (avec une température maximale de 710°C) pendant 2 heures, puis application d'un taux d'écrouissage final de 1,5 %.

Propriétés mécaniques
Rp 0,2 =	290 MPa
Rm =	390 Mpa
A% =	36,5 %
n =	0,195
r travers =	1,1
Δr =	-0,005
r moy.	1,0

Exemple 5

[0044] Acier au niobium suivant l'invention, avec addition de bore.

Composition chimique (en 10-3 %)
C	Mn	Si	P	S	Al	N2	B	Nb
45	270	19	12	6	43	6,0	4,0	12

[0045] Le processus appliqué est le même que celui décrit dans l'exemple de comparaison 1, avec ces quelques différences :

Température finale du laminage à chaud	875°C
Température de bobinage	640°C
Taux de réduction	55 %

[0046] Recuit continu de galvanisation à 850°C (température de pot de zinc : 480°C) avec vieillissement à 480°C, puis application d'un taux d'écrouissage final de 1,2 %.

Propriétés mécaniques
Rp 0,2 =	300 MPa
Rm =	400 Mpa
A% =	33 %
n =	0,175
r travers =	1,1
Δr =	0,005
r moy.	1,0

Exemple de comparaison 6

[0047] Acier à teneur en carbone extrêmement basse, sans niobium, mais avec addition de zirconium.

Composition chimique (en 10-3 %)
C	Mn	Si	P	S	Al	N2	B	Nb	Zr
36	216	50	7	6	55	3,2	0	0	48

[0048] Le processus appliqué est le même que celui de l'exemple de comparaison 1, avec ces quelques différences :

Température finale du laminage à chaud: 885°C. Température de bobinage :	650°C.
Recuit de recristallisation statique (recuit base) à	610°C.
Taux d'écrouissage final :	0,9 %.

Propriétés mécaniques
Rp 0,2 =	224 MPa
Rm =	351 Mpa
A% =	37,6 %
n =	0,206
Δr =	0,308
r moy.	0,96

Exemple 7

[0049] Acier au niobium à teneur en carbone extrême ment basse, avec addition de zirconium.

Composition chimique (en 10-3 %)
C	Mn	Si	P	S	Al	N2	B	Nb	Zr
35	200	5	9	4	47	4,9	0	10	30

[0050] Le processus appliqué est le même que celui de l'exemple de comparaison 1, avec ces quelques différences:

Température de bobinage	640°C.
Taux de réduction	58,3 %.
Recuit de recristallisation statique (recuit base) à	700°C.
Taux d'écrouissage final	0,8 %

Propriétés mécaniques
Rp 0,2 =	255 MPa
Rm =	361 Mpa
A% =	36,4 %
n =	0,190
Δr =	0,040
r moy.	1,01

[0051] Ainsi qu'on peut le constater à partir de ces exemples, les aciers extra doux au bore ou au zirconium, sans niobium, s'ils sont bien ductiles, présentent des valeurs de résistance mécanique faibles à médiocres, relativement proches des valeurs minimales requises par les utilisateurs (R_pO,2 supérieur ou égal à 220 MPa et Rm supérieur ou égal à 320 MPa).

[0052] L'acier extra doux au niobium, sans bore et sans zirconium, de l'exemple de comparaison 3 présente lui de bonnes valeurs de résistance mécanique, mais ses propriétés de ductilité sont parfaitement insatisfaisantes, alors qu'il est généralement demandé un allongement à la rupture supérieur ou égal à 32 % et un coefficient d'écrouissage supérieur ou égal à 0,170.

[0053] Les aciers au niobium suivant l'invention offrent à la fois des propriétés de résistance mécaniques largement supérieures aux limites inférieures usuelles et de bonnes propriétés de ductilité, en fournissant donc un compromis tout à fait favorable pour les traitements ultérieurs.

[0054] D'une manière particulièrement surprenante, les aciers au niobium suivant l'invention présentent, sur des bandes relaminées à froid et recuites, des propriétés mécaniques dans le plan de la bande qui sont sensiblement indépendantes de la direction par rapport au sens de laminage ainsi qu'une contraction rationelle en largeur sensiblement identique à une contraction rationelle en épaisseur. Ils réunissent donc toutes les conditions pour subir des traitements du type emboutissages difficiles et autres.

Revendications

1. Acier au niobium, extra doux, calmé à l'aluminium et exempt de titane, pour produits plats laminés à froid et recuits, présentant une composition chimique en % en poids comprenant :

de 0,010 % à au maximum 0, 100 % de C,

au maximum 1,000 % de Mn,

au maximum 0,100 % de P,

au maximum 0,020 % de S,

au maximum 0,080 % de Al,

au maximum 0,500 % de Si,

N ayant une teneur supérieure à 0 et au maximum de 0,012 %,

le reste étant du fer et des impuretés résiduelles,

l'acier contenant une teneur en niobium supérieure à 0 et au maximum égale au quadruple de la teneur en N et, une teneur en bore supérieure à 0 et au maximum égale à 0,012 % en poids ou une teneur en zirconium supérieure à 0 et au maximum égale à 0,080 % en poids, cette teneur en bore ou en zirconium étant suffisante pour fixer l'azote non fixé par le niobium.

2. Acier au niobium suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en niobium est au maximum égale au triple de la teneur en N.

3. Acier au niobium suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il contient une teneur en Nb inférieure à 0,040 % en poids, et de préférence comprise entre 0,005 et 0,030 % en poids.

4. Acier au niobium suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient une teneur en bore comprise entre 0,0005 et 0,012 % en poids, de préférence entre 0,0015 et 0,012 % en poids.

5. Acier au niobium suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient'une teneur en zirconium comprise entre 0,020 et 0,080 % en poids.

6. Acier au niobium, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il présente, sur des bandes relaminées à froid et recuites, une limité d'élasticité dont les valeurs minimales sont supérieures à 220 MPa et une charge de rupture dont les valeurs minimales sont supérieures à 320 MPa.

7. Acier au niobium suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la limite d'élasticité est supérieure à 250 MPa, de préférence supérieure à 280 MPa, et en ce que la charge de rupture est supérieure à 350 MPa, de préférence supérieure à 380 MPa.

8. Acier au niobium, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente, sur des bandes relaminées à froid et recuites, un allongement à la rupture supérieur ou égal à 32 % et un coefficient d'écrouissage supérieur ou égal à 0,17.

9. Acier au niobium suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il présente un coefficient d'anisotropie plane Δr situé entre -0,200 et +0,200, de préférence entre -0,100 et +0,100 et un coefficient d'anisotropie normale r moyen situé entre 0,9 et 1,1.

10. Procédé de fabrication de produits plats laminés à froid et recuits, à base d'un acier au niobium ayant une composition chimique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant

une coulée de cet acier en brames,

un réchauffage des brames à une température supérieure ou égale à 1000°C,

un laminage à chaud des brames pour former des bandes, avec une température finale de laminage supérieure à Ar₃,

un bobinage des bandes à une température de bobinage comprise entre 500 et 750°C,

un laminage à froid des bandes avec un taux de réduction prédéterminé,

un recuit de recristallisation, et

un passage d'écrouissage final.

11. Procédé de fabrication suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le réchauffage des brames à lieu de préférence à une température de l'ordre de 1250°C.

12. Procédé de fabrication suivant l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la température finale de laminage à chaud est égale ou inférieure à 900°C.

13. Procédé de fabrication suivant l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le taux de réduction est de l'ordre de 40 à 85 %, de préférence de 55-80 %.

14. Procédé de fabrication suivant l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le recuit de recristallisation est effectué sous la forme d'un recuit statique.

15. Procédé de fabrication suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le recuit statique est effectué sur des bobines serrées ou expansées à une température de 620 à 680°C point froid.

16. Procédé de fabrication suivant l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le recuit de recristallisation est effectué sous la forme d'un recuit continu, avec ou sans revêtement.

17. Procédé de fabrication suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le recuit de recristalisation continu est effectué à une température de 680 à 850°C.

Ansprüche

1. Niob enthaltender Stahl, extra weich, mit Aluminium beruhigt und frei von Titan, für kaltgewalzte und geglühte Flachprodukte, der eine chemische Zusammensetzung in Gewichts-% aufweist, welche folgendes umfaßt:

von 0,010 % bis höchstens 0,100 % C,

höchstens 1,000 % Mn,

höchstens 0,100 % P,

höchstens 0,020 % S,

höchstens 0,080 % Al,

höchstens 0,500 % Si,

einen Gehalt an N größer als 0 und von höchstens 0,012 %,

wobei der Rest aus Eisen und Restverunreinigungen besteht,
wobei der Stahl einen Gehalt an Niob aufweist, der größer ist als 0 und höchstens gleich groß ist wie das Vierfache des N-Gehalts, und einen Gehalt an Bor aufweist, der größer ist als 0 und höchstens gleich groß ist wie 0,012 Gewichts-%, oder einen Gehalt an Zirkon aufweist, der größer ist als 0 und höchstens gleich groß ist wie 0,080 Gewichts-%, wobei dieser Gehalt an Bor oder an Zirkon dazu ausreicht, den nicht durch das Niob gebundenen Stickstoff zu binden.

2. Niob enthaltender Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Niob höchstens gleich groß ist wie das Dreifache des Gehalts an N.

3. Niob enthaltender Stahl nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Gehalt an Nb aufweist, der kleiner ist als 0,040 Gewichts-% und vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,030 Gewichts-% liegt.

4. Niob enthaltender Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Gehalt an Bor aufweist, der zwischen 0,0005 und 0,012 Gewichts-%, vorzugsweise zwischen 0,0015 und 0,012 Gewichts-%, liegt.

5. Niob enthaltender Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Gehalt an Zirkon aufweist, der zwischen 0,020 und 0,080 Gewichts-% liegt.

6. Niob enthaltender Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er, an kaltumgewalzten und geglühten Bändern, eine Elastizitätsgrenze aufweist, deren minimale Werte größer sind als 220 MPa, und eine Bruchlast aufweist, deren minimale Werte größer sind als 320 MPa.

7. Niob enthaltender Stahl nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizitätsgrenze größer ist als 250 MPa, vorzugsweise größer als 280 MPa, und daß die Bruchlast größer ist als 350 MPa, vorzugsweise größer als 380 MPa.

8. Niob enthaltender Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er, an kaltumgewalzten und geglühten Bändern, eine Bruchdehnung größer als oder gleich 32 % und einen Kaltumformungskoeffizienten größer als oder gleich 0,17 aufweist.

9. Niob enthaltender Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Koeffizienten der ebenen Anisotropie Δr zwischen -0,200 und +0,200, vorzugsweise zwischen -0,100 und +0,100, und einen mittleren Koeffizienten der normalen Anisotropie r zwischen 0,9 und 1,1 aufweist.

10. Verfahren zur Herstellung von kaltgewalzten und geglühten Flachprodukten auf der Grundlage eines Niob enthaltenden Stahls, der eine chemische Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, umfassend

ein Gießen dieses Stahls in Brammen,

ein Wiedererwärmen der Brammen auf eine Temperatur größer als oder gleich 1000°C,

ein Warmwalzen der Brammen zum Bilden von Bändern, mit einer Walz-Endtemperatur größer als Ar₃,

ein Aufwickeln der Bänder bei einer Aufwickeltemperatur zwischen 500 und 750°C,

ein Kaltwalzen der Bänder mit einem vorherbestimmten Reduktionsverhältnis,

ein Rekristallisationsglühen, und

einen finalen Kaltumformungsdurchgang.

11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedererwärmung der Brammen vorzugsweise bei einer Temperatur in der Größenordnung von 1250°C stattfindet.

12. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmwalz-Endtemperatur gleich groß ist wie oder kleiner ist als 900°C.

13. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsverhältnis in der Größenordnung von 40 bis 85 %, vorzugsweise von 55 - 80 %, liegt.

14. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rekristallisationsglühen in der Form eines statischen Glühens durchgeführt wird.

15. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das statische Glühen an eingespannten oder expandierten Wicklungen bei einer Temperatur von 620 bis 680°C am kältesten Punkt durchgeführt wird.

16. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rekristallisationsglühen in der Form eines kontinuierlichen Glühens, mit oder ohne Beschichtung, durchgeführt wird.

17. Herstellungsverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Rekristallisationsglühen bei einer Temperatur von 680 bis 850°C durchgeführt wird.

Claims

1. Extremely low-carbon, aluminium-killed steel containing niobium and free of titanium, for cold-rolled, annealed flat products, having a chemical composition based on % by weight as follows:

from 0.010 % up to a maximum 0.100 % of C,

a maximum of 1.000 % of Mn,

a maximum of 0.100 % of P,

a maximum of 0.020 % of S,

a maximum of 0.080 % of Al,

a maximum of 0.500 % of Si,

N being in a proportion in excess of 0 and at most 0.012 %,

the rest being iron and residual impurities,

the steel containing a proportion of niobium higher than 0 and at most equal to four times the proportion of N and containing a proportion of boron higher than 0 and at most equal to 0.012 % by weight or containing a proportion of zirconium higher than 0 and at most equal to 0.080 % by weight, this proportion of boron or zirconium being sufficient to fix the nitrogen that is not fixed by the niobium.

2. Steel containing niobium as claimed in claim 1, characterised in that the niobium content is at most equal to three times the proportion of N.

3. Steel containing niobium as claimed in one of claims 1 and 2, characterised in that it contains a proportion of Nb which is less than 0.040% by weight and is preferably between 0.005 and 0.030 % by weight.

4. Steel containing niobium as claimed in any one of claims 1 to 3, characterised in that it contains a proportion of boron ranging between 0.0005 and 0.012 % by weight, preferably between 0.0015 and 0.012 % by weight.

5. Steel containing niobium as claimed in any one of claims 1 to 3, characterised in that it contains a proportion of zirconium ranging between 0.020 and 0.080 % by weight.

6. Steel containing niobium as claimed in any one of claims 1 to 5, characterised in that when cold-rolled and annealed into strips, it has an elastic limit, the minimum values of which are in excess of 220 MPa, and a breaking load, the minimum values of which are in excess of 320 MPa.

7. Steel containing niobium as claimed in claim 6, characterised in that said elastic limit is in excess of 250 MPa, preferably in excess of 280 MPa, and the breaking load is in excess of 350 MPa, preferably in excess of 380 MPa.

8. Steel containing niobium as claimed in any one of claims 1 to 7, characterised in that when cold-rolled and annealed into strips, it has an elongation at break higher than or equal to 32 % and a work-hardening coefficient higher than or equal to 0.17.

9. Steel containing niobium as claimed in one of claims 1 to 8, characterised in that it has a coefficient of planar anisotropy Δr of between -0.200 and +0.200, preferably between -0.100 and +0.100 and an average coefficient of normal anisotropy r of between 0.9 and 1.1.

10. Process of producing flat cold-rolled annealed products based on a steel containing niobium with a chemical composition as claimed in any one of claims 1 to 9, consisting in

casting this steel into slabs,

re-heating the slabs to a temperature in excess of or equal to 1000°C,

hot-rolling the slabs into strips at a final rolling temperature higher than Ar₃,

winding the strips at a winding temperature ranging between 500 and 750°C,

cold-rolling the strips at a predetermined rate of reduction,

recrystallisation annealing and

a final work hardening pass.

11. Production process as claimed in claim 10, characterised in that the slabs are preferably re-heated at a temperature in the order of 1250°C.

12. Production process as claimed in one of claims 10 and 11, characterised in that the final hot-rolling temperature is equal to or less than 900°C.

13. Production process as claimed in one of claims 10 to 12, characterised in that the rate of reduction is in the order of 40 to 85 %, preferably 55 - 80 %.

14. Production process as claimed in one of claims 10 to 13, characterised in that recrystallisation annealing is operated as a static annealing process.

15. Production process as claimed in claim 14, characterised in that the static annealing process is carried out on tightly wound or expanded reels at a cold point temperature of 620 to 680 °C.

16. Production process as claimed in one of claims 10 to 13, characterised in that recrystallisation annealing is operated in the form of continuous annealing, with or without a coating.

17. Production process as claimed in claim 16, characterised in that the continuous recrystallisation annealing is operated at a temperature of 680 to 850°C.