DD149379A5 - Verfahren zur herstellung von walzstahlerzeugnissen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung eignet sich in der Stahlindustrie zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen mit einer Streckgrenze zwischen 250 u. 500 MPa. Waehrend d. Ziel d. Erfindung in d. Schaffung eines wirtschaftlichen Weges zur Erzielung derartiger Eigenschaftswerte besteht, wird die Aufgabe darin gesehen, hierbei sowohl aufwendige Legierungselemente als auch einen erhoehten Kaeltebehandlungsaufwand zu vermeiden. Diese Aufgabenstellung wird dadurch geloest, dasz von der Austenitisierungstemperatur ausgehend ein Walzstahlprodukt mit 0,20 bis 0,40% C, 0,30 bis 0,70% Mn und 0,10 bis 0,30% Si einer intensiven Kuehlbehandlung mittels eines entsprechenden Mediums unterzogen wird dergestalt, dasz eine martensitische bzw. bainitische Abschreckung der Randzone des gesamten Produkts oder eines Teils desselben bewirkt wird, waehrend der nichtabgeschreckte Teil des Walzstahlerzeugnisses unter einer so ausreichend hohen Temperatur verbleibt, dasz anschlieszend eine Verguetung der Martensit- bzw. Bainit-Randzone erfolgen kann. Von besonderem Vorteil ist die intensive Abkuehlung des Walzproduktes nach seinem Austritt
Description
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25. 2. 1980 Pl/R
Verfahren zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen
Anwendungsgebiet der Erfindung '
Die Erfindung ist in der Stahlindustrie und zwar bei der Herstellung von Walzstahlerzeugnissen, anwendbar. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen, deren Streckgrenze zwischen 250 und 500 MPa liegt, so zum Beispiel von Bewehrungsstählen, Walzdraht, Rund- oder sonstigen Stäben, Profilen in Form eines Flachstahls oder mehrere miteinander verbundener Flachstähle, Platinen und sogar Blechen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Zur Erzielung einer möglichst hohen Streckgrenze sowie einer für den vorgesehenen Verwendungszweck ausreichend hohen Dauerfestigkeit, Verformbarkeit, Schweißbarkeit und Ziehfähigkeit bedarf es entweder einer Behandlung durch eine Ausscheidungshärtung mit Zusatz ergänzender Legierungseiemente oder einer Zeihbehandlung, beispielsweise durch Kaltziehen oder durch Kaltverwinden. Beide Möglichkeiten verursachen erhebliche Kosten.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines wirtschaftlicheren Weges zur Erzielung der genannten Eigenschaftswerte. Dabei soll durch eine der jeweiligen Stahlzusammensetzunq anqepaßte Wärmebehandlung ein geeignetes Gefüge gebildet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren zur Her-Stellung von Walzstahlerzeugnissen mit einer Streckgrenze im Bereich zwischen 250 und 500 MPa zu schaffen, wobei sowohl aufwendige Legierungselemente für die Ausscheidungshärtung als auch ein erhöhter Warm- und Kaltbehandlungsaufwand vermieden werden sollen. Der Grundgedanke ist dabei, eine geeignete Wärmebehandlung aufzuzeigen.
Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß von der Austenitisierungstemperatur ausgehend ein Walzstahlprodukt mit 0.20 0.40 % C, 0.30- 0.70 % Mn und 0.10 - 0.30 % Si einer intensiven Kühlebehandlung mittels eines entsprechenden Mediums unterzogen wird dergestalt, daß eine martensitische bzw. bainitische Abschrekkung der Randzone des gesamten Produktes oder eines Teils desselben bewirkt wird, während der nichtabgeschreckte Teil des Walzstahlerzeugnisses unter einer so ausreichend hohen Temperatur verbleibt, daß anschließend eine Vergütung der Martensit- bzw. Bainit-Randzone erfolgen kann.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die intensive Abkühlung des Walzproduktes nach seinem Austritt aus dem Fertiggerüst des Walzwerks.
Erfindungsgemäß wird ein Walzerzeugnis mit einer Streckgrenze zwischen 400 und 500 MPa aus einem Stahl mit 0.30 - 0.40 % C, 0.50 bis 0.70 % Mn und 0.10 - 0.30 % Si hergestellt.
Das zur Durchführung des Verfahrens eingesetzte Kühlmedium is„t normalerweise Wasser mit oder ohne Zusätze, eine wässerige Lösung aus min.·eraIisehen Salzen etc. Es kann auch ein Nebel sein, der beispielsweise durch Suspendierung von Wasser in einem Gas wie beispielsweise Luft hergestellt wird, oder aber auch ein Gas wie zum Beispiel Wasserdampf.
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- 3 - 25. 2. 1980 Pl/R
Was die praktische Durchführung anbetrifft, so wird die jeweils gewünschte schnelle Abkühlung des Walzproduktes unter Auswahl entsprechender Kühlvorrichtungen und unter entsprechender Festlegung der Länge und Durchsatzbedingungen der Kühlstrecke bewirkt.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren gebotenen Vorteile sind wie folgt:
- bessere Qualitäten
- Einsparung an Legierungselementen
- Reduzierung der Kosten für die Wärmebehandlung
- Möglichkeit der Reduzierung der Anzahl der vom Stahlwerk zur Erzielung der gewünschten Qualitäten herzustellenden Stahlsorten
- Möglichkeit der wirtschaftlichen Herstellung bestimmter spezieller Stahlsorten (hohe Regelflexibilität).
Ausführungsbeispiel
Die nachfolgenden Anwendungen, die lediglich der Veranschaulichung dienen sollen, jedoch keinerlei Einschränkung darstellen, sollen die vom erfindungsgemäßen Verfahren geboetenen Vorteile besser verdeutlichen:
Zum Einsatz gelangen Stahlstäbe unterschiedlichen Durchmessers (10, 15, 20, 30, 40, 60 mm) in einer mittleren chemischen Zusammensetzung mit 0.25 % C, 0.40 % Mn und 0.20 % Si, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigern.
Am Austritt des letzten Walzgerüstes wurden diese Stäbe einer schnellen Abschreckung mit Selbstvergütung entsprechend der vorliegenden Erfindung unterzogen.
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Pl/R
Die so behandelten Stäbe wiesen eine Streckgrenze in der Grössenordung von 276 MPa auf.
Zur Erzielung einer solchen Streckgrenze bei einer konventionellen Wärmebehandlung (normale Abschreckung + Vergütung) unterzogenen Stahlstäben müßten Stäbe eingesetzt werden, deren mittlere chemische Zusammensetzung 0.30 % C. 0.62 % Mn und 0.15 - 0.30 % Si ist.
Dies zeigt deutlich die im Wege des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Einsparung an C, Mn und Si.
Verglei-chsversuche unter Durchführung dieser beiden Arten von Wärmebehandlung (erfindungsemäße - herkömmliche Wärmebehandlung) an Stahlstäben mit der gleichen chemischen Zusammensetzung (0.25 % C, 0.40 % Mn, 0.20 % Si) ergaben einen Streckgrenzenunterschied von 80 MPa zugunsten des erfindungsgemäßen Verfahrens, was die durch diese Behandlung bewirkte Qualitätsverbesserung deutlich aufweist.
Die Qualitätsverbesserung drückt sich allgemein auch in einer besseren Verformbarkeit (größere Dehnung sowie Biegefestigkeit) aus.
In einer weiteren Versuchsreihe wurden Stahlstäbe unterschiedlichen Durchmessers (10 bis 60 mm) in einer mittleren chemischen Zusammensetzung mit 0.35 % C, 0.60 % Mn und 0.20 % Si, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigern, eingesetzt.
Am Austritt des letzten Walzgerüstes wurde diese Stäbe ebenfalls einer schnellen Abschreckung mit Selbstvergütung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahre unterzogen.
Die so behandelten Stäbe wiesen eine Streckgrenze von 414 MPa auf.
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Zur Erzielung einer derartigen Streckfestigkeit bei einer konventionellen Wärmebehandlung (normale Abschreckung + Vergütung) unterzogenen Stahl stäben hätten diese die folgenden chemischen Zusammensetzungen aufweisen müssen:
C_% Mn % Si % Nb % V %
Stäbe 10 - 25 mm 0 0.43 0.70 n on η m
0.50 0.90 υ·^υ U-U1 ""
Stäbe 28 - 35 mm 0 0.42 0.90 0.20 0.025 —
Stäbe 40 - 60 mm 0 0.39 0.70 ft ,n n n,c
0.43 0.90 0^0 " ü'ÜJb
Auch hier ist die Einsparung an C und Mn durch das erfindungsgemäße Verfahren und ausserdem die Einsparung an den Legierungselementen Nb und V, die bei einer konventionellen Wärmebehandlung erforderlich sind, deutlich erkennbar.
Was die Möglichkeiten zur Verringerung der Zahl der vom Stahlwerk zur Erzielung der gewünschten Qualitäten herzustellenden Stahlsorten anbetrifft, so ist ersichtlich, dass zur Beistellung einer solchen Streckgrenze im Wege der konventionellen Wärmebehandlung drei verschieden chemische Zusammensetzungen für den gesamten Durchmesserbereich erforderlich sind, währen dür die erfindungsgemäße Behandlung eine einzige chemische Zusammensetzung ausreicht.
Claims (3)
- Erfindungsanspruch1. Verfahren zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen mit einer Streckgrenze zwischen 250 und 500 MPa, gekennzeichnet dadurch, daß von der Austenitisierungstemperatur ausgehend ein Walzstahl produkt mit 0.20 - 0.40 % C, 0.30 - 0.70 % Mn und 0.10 - 0.30 % Si einer intensiven Kühlbehandlung mittels eines entsprechenden Mediums unterzogen wird dergestalt, daß eine martensitische bzw. bainitische Abschreckung der Randzone des gesamten Produkts oder eines Teils desselben bewirkt wird, während der nichtabgeschreckte Teil des Walzstahlerzeugnisses unter einer so ausreichend hohen Temperatur verbleibt,, daß anschließend eine Vergütung der Martensit- bzw. Bainit-Randzone erfolgen kann.
- 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, dass die intensive Abkühlung des Walzproduktes nach seinem Austritt aus dem Fertiggerüst des Walzwerks erfolgt.
- 3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein Walzerzeugnis mit einer Streckgrenze zwischen 400 und 500 MPa aus einem Stahl mit 0.30 % - 0.40 I C, 0.50 0.70 % Mn und 0.10 % - 0.30 % Si hergestellt wird.
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