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Die
Erfindung betrifft ein Stahlband, welches auf eine Enddicke von
wenigstens 2 Millimetern aber nicht mehr als 12 Millimetern warmgewalzt
wird, wobei das Kleinstgefüge
(Mikrostruktur) des gesagten Stahlbandes wenigstens 95 Prozent Martensit
und/oder Bainit umfasst, und wobei der Stahl in Gewichtsprozent
umfasst: 0,08% bis 0,16% C, 0,5% bis 1,5% Cr und/oder 0,1% bis 0,5%
Mo, ≤ 0,015%
S und ≤ 0,03%
P, 0,01% bis 0,08% Al, und der Rest sind Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Herstellen des gesagten
warmgewalzten Stahlbandes.
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Herkömmlich sind
gehärtete
Stähle
durch Glühen
und Abschrecken hergestellt worden, aber durch diese Technik sind
zum Beispiel eine optimale Oberflächenqualität und Kerbschlagzähigkeit
nicht erreicht worden. Die Herstellungskosten sind ebenso hoch gewesen.
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In
der Offenlegungsschrift GB-2 195 658 wird ein Stahl beschrieben,
welcher für
Schmiedestücke
bestimmt ist, und welcher in einer vorzuziehenden Ausführung 0,05%
bis 0,08% Kohlenstoff, 0,1% bis 0,5% Silizium, 0,5% bis 1,6% Mangan,
0,5% bis 1,5% Chrom, bis zu 0,05% Titan, bis zu 0,1% Niob, 0,05%
bis 0,012 Stickstoff, bis zu 0,06% Aluminium und 0,002% bis 0,005%
Bor beinhaltet. Gemäß dieser
Offenlegungsschrift wird ferner mit dem Schmieden bei der Temperatur
von 1200°C
bis 1275°C
begonnen, und der geschmiedete Gegenstand wird in einem Bad abgeschreckt,
derart, dass die Temperatur des Gegenstandes kontinuierlich gemessen
wird, und das Abschrecken unterbrochen wird, bevor der Übergang
in den Martensit abgeschlossen ist. Somit wird eine Zugfestigkeit
von 700 bis 1100 N/mm2 erreicht, und gleichzeitig
wird eine zufriedenstellende Kerbschlagzähigkeit sowie ein PS/TS-Verhältnis von
rund 0,75 erreicht, ohne ein getrenntes Tempern oder eine andere
thermische Behandlung.
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Abweichend
von den genannten Stählen,
welche zum Schmieden verwendet werden, weisen bekannte feste Stahlbänder, das
heißt
Stahlbänder,
die beim Walzen verwendet werden, einen hohen Mangangehalt auf,
und häufig
ebenso einen ziemlich hohen Kohlenstoffgehalt, wie zum Beispiel
das warmgewalzte Stahlband, das in der Offenlegungsschrift US-6
284 063 beschrieben wird, das eine Dicke von nicht mehr als 5 Millimeter
aufweist. Der Stahl, welcher in der genannten Offenlegungsschrift
beschrieben wird, beinhaltet, in Gewichtsprozent, 0,08% bis 0,25%
Kohlenstoff, 1,2% bis 2,0 Mangan, 0,02% bis 0,05% Aluminium und
weniger als 0,07% Silizium, sowie bis zu 0,015% Phosphor und bis
zu 0,003% Schwefel, wobei das heiße Band über 95% Martensit beinhaltet.
Der Stahl kann ebenso bis zu 1,0% Chrom, bis zu 0,1% Kupfer, bis
zu 0,5% Molybdän,
bis zu 0,1% Nickel, bis zu 0,009% Stickstoff, bis zu 0,0025% Bor
und möglicherweise
Titan in einem stöchiometrischen
Anteil, Ti = 3,4 × %
N, im Hinblick auf die Menge von Stickstoff, beinhalten. Zuerst
wird die Bramme auf eine Temperatur von 1000°C bis 1300°C aufgeheizt, vorgewalzt innerhalb
des Temperaturbereichs von 950°C
bis 1150°C
und endbearbeitet bei einer letzten Walztemperatur oberhalb von
Ar3. Das heiße Band,
welches auf diese Art und Weise hergestellt wird, wird auf eine
Wickeltemperatur in dem Bereich von 20°C unterhalb der Martensitstarttemperatur
MS abgekühlt,
so dass der Gehalt von anderen Phasenformen mit Ausnahme desjenigen
des Martensits weniger als 5% betrug. Entsprechend der genannten
Offenlegungsschrift wird das Abkühlen
auf die Wickeltemperatur vorzugsweise derart realisiert, dass die
Kühltemperatur
in dem Bereich von 800°C→500°C weniger
als 10 Sekunden beträgt.
Somit wird dort für
das Endprodukt eine Zugfestigkeit erreicht, welche in dem Bereich
von 800 N/mm2 bis 1400 N/mm2 liegt.
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Die
Offenlegungsschrift US-4 406 713 stellt ein Verfahren des Herstellens
eines hochfesten, hochzähen
Stahls mit einer guten Verarbeitbarkeit und Schweißbarkeit
dar, wobei der genannte Stahl 0,005% bis 0,3% Kohlenstoff, 0,3%
bis 2,5% Mangan, bis zu 1,5% Silizium, bis zu 0,1% Niob, bis zu
0,15% Vanadium, bis zu 0,3% Titan und bis zu 0,3% Zirkonium beinhaltet.
Entsprechend des Verfahrens wird das Austenitisieren bei der Temperatur
von 1000°C
bis 1300°C
bewirkt, und danach wird zuerst zum Beispiel Heißwalzen in dem Temperaturbereich
Ar3 bis 930°C
ausgeführt,
wenn die Rekristallisierung von Austenit sich signifikant verzögert hat,
bei einer Flächenreduzierung
von wenigstens 30%. Diese Art des Bearbeitens führt ein großes Maß an Spannung in den Austenit
ein, was den Temperaturbereich der Ferritphasenausscheidung in einem
gewöhnlichen
CCT-Diagramm zu höheren
Temperaturen und kürzeren
Zeiten verschiebt. Im Verlauf des Abkühlens nach der Bearbeitung
wird Kohlenstoff in der nicht transformierten Austenitphase konzentriert;
wenn die Ausscheidung der Ferritphase fortschreitet. Nachdem das
Ferrit 5 bis 65% des Stahls besetzt hat, wird der Stahl schnell
abgeschreckt, auf unterhalb der MS-Temperatur, und es
kann eine Zweiphasenstruktur in dem Stahl erreicht werden, umfassend
feinkorniges Ferrit und Martensit mit einer hohen Kohlenstoffkonzentration.
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Die
Offenlegungsschrift GB-2 076 425 offenbart ein Verfahren zum Herstellen
eines Zweiphasenstahls, in welchem Verfahren das Stahlband warmgewalzt
wird, das Warmwalzen wird bei rund 900°C abgeschlossen wird, und es
bei einer Temperatur von zwischen rund 350°C und rund 580°C aufgewickelt
wird, und in welchem das Band nachfolgend kontinuierlich in dem
Zweiphasengebiet mit Ferrit und Austenit bei Temperaturen zwischen
760°C und
830°C geglüht wird,
mit einer Haltezeit zwischen 1,5 und 3 Minuten, gefolgt von einem
Kühlen
mit einer Geschwindigkeit von 3,5 bis 6°C/s, um wenigstens den Hauptteil
des Austenits in Martensit umzuwandeln. Die Zusammensetzung des
Stahls umfasst in Gewichtsangaben 0,03% bis 0,25% Kohlenstoff, 0,3%
bis 2,5% Mangan, bis zu 1,5% Silizium, bis zu 0,25% Molybdän und bis
zu 2% Chrom, wobei der Rest Eisen ist, mit Ausnahme von nicht vermeidbaren
Verunreinigungen und Rückständen in
Mengen, welche von der praktischen Herstellung des Stahls abhängen. Das
heißgewalzte
Band wird nachfolgend gekühlt gewalzt
vor dem beschriebenen Glühen
bei Temperaturen zwischen 760°C
und 830°C.
Dieses letztere Glühen wird
durch Zwangs- oder natürliche
Luftkühlung
abgeschlossen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solch ein warmgewalztes
Stahlband und sein Herstellungsverfahren zu erreichen, dass der
Stahl nicht empfindlich ist, wie zum Beispiel gegenüber den
lokalen Schwankungen bei der Wickeltemperatur in dem Band, dass
er sehr gut schweißbar
ist, geeignet für thermisches
Trennen und Biegen, und dass er eine hohe Festigkeit und insbesondere
eine hohe Kerbschlagzähigkeit aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, diese Art von warmgewalztem
Stahlband und sein Herstellungsverfahren derart zu realisieren,
dass wirtschaftliche Herstellungskosten ermöglicht werden.
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Die
Erfindung wird in den Ansprüchen
dargestellt.
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Gemäß eines
ersten Prinzips der Erfindung beinhaltet das erste beschriebene
warmgewalzte Stahlband ebenso 0,6% bis 1,1% Mn und 0,1% bis 0,3%
Si; die Zugfestigkeit des Stahlbandes beträgt 700 MPa bis 1500 MPa, mit
einer Zugdehnung, welche einen A5-Wert aufweist, welcher wenigstens
6% beträgt,
und wobei die Streckgrenze 600 MPa bis 1400 MPa beträgt. Gemäß eines
weiteren Prinzips der Erfindung wird diese Art von Stahlband durch
ein Verfahren hergestellt, welches die folgenden Schritte umfasst:
das Warmwalzen des Stahlbandes in einem Temperaturbereich von 860°C bis 960°C auf die
gesagte Enddicke; das direkte Abschrecken des gesagten warmgewalzten
Stahlbandes mit einer Verzögerung
von nicht mehr als 15 Sekunden, beginnend mit dem letzten Walzdurchgang,
auf die Wickeltemperatur innerhalb des Bereiches von 20°C bis 520°C, so dass
die Abkühlgeschwindigkeit
bei dem direkten Abschrecken wenigstens 30°C/s beträgt. Es wird kein weiteres Anlassglühen (Temperglühen) durchgeführt.
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Die
erfinderische Idee basiert auf der Tatsache, dass durch Reduzieren
der Menge von Mangan und Kohlenstoff sowie durch Legieren von Chrom
und/oder Molybdän
sowie von Bor, wenn notwendig, ein gute Härtung beibehalten werden kann
und die folgenden Vorteile erzielt werden können. Die Stahlstruktur ist
nicht kritisch für
die Entmischung von Mangan und Kohlenstoff während des Gießverfahrens
aufgrund des niedrigen Mangan- und Kohlenstoffgehalts. Die Stahleigenschaften
sind nicht kritisch hinsichtlich von lokalen Schwankungen der Wickeltemperatur
in dem Band, was die Stahlproduktion vereinfacht und einen vorteilhaften
Effekt in der Homogenität
seiner mechanischen Eigenschaften aufweist, was wiederum einen positiven
Einfluss auf sowohl die Ebenheit des Endproduktes als auch bei den
verbleibenden Spannungen hat. Das Stahlband ist hochgradig zum Schweißen und
Laserschneiden geeignet, und gleichzeitig weist es eine gute Ermüdungsfestigkeit
auf, ungeachtet der gesagten thermischen Behandlungen. Zudem weist
das Stahlband exzellente Biegeeigenschaften auf, eine gute Kerbschlagzähigkeit
sowie einen guten Widerstand gegenüber einer Enthärtung beim
Tempern.
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Bei
der Herstellung dieses Stahltyps wird anstelle des herkömmlichen
Ofenglühens
und Abschreckens durch Abschrecken direkt nach dem Warmwalzen eine
exzellente Kerbschlagzähigkeit
erreicht, weil der Phasenübergang
in Martensit und/oder Bainit ausgehend von einem feinkörnigen,
bearbeiteten Austenit stattfindet. Auf ähnliche Art und Weise wird
die Oberflächenqualität verbessert,
weil der primäre
Zunder in einem Entzunderer vor dem Walzen entfernt wird. Die Herstellungskosten
werden zudem vermindert, zusammen mit der Verbesserung des Prozesses.
In einer Bandwalzlinie wird typischerweise eine hohe Aufheiztemperatur
in dem Ofen, zum Beispiel in dem Bereich von 1000°C bis 1300°C, und eine
lange Haltzeit, zum Beispiel 2 Stunden bis 10 Stunden, angewendet.
In diesem Fall ist die Auflösung
von speziellen Carbiden, wie zum Beispiel Cr- und Mo-Carbiden, und
die Homogenisierung der Struktur so vollständig wie möglich. Auf der anderen Seite macht
das Anwachsen der Austenitkörnung
bei der hohen Heiztemperatur das Endprodukt nicht spröder, weil der
Austenit während
des Warmwalzens feinkörnig
wird. Somit wird eine exzellente Härte erreicht, kombiniert mit
einer exzellenten Kerbschlagzähigkeit.
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Das
warmgewalzte Stahlband gemäß der Erfindung,
welches direkt auf die Dicke von 2 mm bis 12 mm warmgewalzt wird,
kann verschleißfest
und mit unterschiedlichen Härten
hergestellt werden, typischerweise in dem Härtebereich von 300 HB bis 400
HB, als sogenannte verschleißfeste
Stahlplatte, in dem selben Herstellungsverfahren wie die Baustahlplatten,
nur durch Ändern
der Analyse und/oder der Abkühlgeschwindigkeit des
Bandes nach dem Walzen und/oder der Temperatur vor dem Aufwickeln,
innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung.
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Diese
Art von verschleißfestem
Stahl kann ebenso bei gewünschten
Gegenständen
verwendet werden, in welchen die Strukturen Eigenschaften erfordern,
die gewöhnlich
von Baustahl gefordert werden, wie zum Beispiel eine gute Verarbeitbarkeit,
Schweißbarkeit
und Kerbschlagzähigkeit,
was bedeutet, dass das warmgewalzte Stahlband gemäß der Erfindung
ebenso als Baustahl brauchbar ist. In der Stahlanalyse, welche in
der unten stehenden Beschreibung erklärt werden soll, sind alle Prozentangaben
Angaben von Gewichtsprozent, und der Rest des Stahls, der anderweitig
nicht definiert wird, ist Eisen, Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
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Zunächst weist
der Stahl gemäß der Erfindung
einen relativ geringen Kohlenstoffgehalt auf, das heißt wenigstens
0,08% C aber nicht mehr als 0,16% C für eine gute Kerbschlagzähigkeit,
Biegbarkeit und Schweißbarkeit.
Phosphor P, welches als eine Verunreinigung beinhaltet ist, kann
bis auf 0,03% ansteigen, und entsprechend kann Schwefel S auf bis
zu 0,015% ansteigen, was bedeutet, dass diese Anteile beschränkt sind, um
eine gute Kerbschlagzähigkeit
und Biegbarkeit zu erreichen. Wenn es notwendig ist, können weitere
Eigenschaften durch Behandeln der Schmelze mit Ca oder CaSi verbessert
werden. Das verwendete Beruhigungsmittel ist Aluminium, wobei in
dem Endprodukt wenigstens 0,01% Al, aber nicht mehr als 0,08% Al
vorhanden sein kann. Chrom, wenigstens 0,5% Cr, aber nicht mehr
als 1,5% Cr und/oder Molybdän,
welches wenigstens 0,1% Mo aber nicht mehr als 0,5% Mo beträgt, werden
zulegiert, um die Härte
und den Anlasswiderstand zu vergrößern. Dies ermöglicht die
Ausscheidung bei höheren
Wickeltemperaturen, was zum Vermindern und sogar zum Verhindern
des Erweichens des Stahls verwendet werden kann, sowie zum Vermindern von
Festigkeitsschwankungen, welche durch lokale Temperaturunterschiede
während
des Abkühlens
des Bundes verursacht werden.
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Abweichend
von anderen hochfesten Stahlbändern
desselben Typs beträgt
der Mangangehalt wenigstens nur 0,6% Mn, aber nicht mehr als nur
1,1% Mn. Somit ist der Stahl nicht so anfällig gegen die Entmischung
von Mangan und Kohlenstoff, was die Homogenität des Kleinstgefüges (der
Mikrostruktur) verbessert. In Versuchen, welche ausgeführt wurden,
wurde festgestellt, dass dies der Weg ist, gute Biegungseigenschaften
und gleichmäßige mechanische
Eigenschaften in unterschiedlichen Richtungen zu erzielen, sowie
eine Oberfläche
hoher Qualität
bei einem thermischen Schnitt. Was Silizium betrifft, dient dies
als ein Beruhigungsmittel in dem Stahl der vorliegenden Erfindung,
und es wirkt ebenfalls als ein Härtungsmittel
in einer festen Lösung,
mit Anteilen in dem Gebiet von wenigstens 0,10% Si und bis zu 0,30%
Si, was eine vorteilhafte Wirkung auf Kerbschlagzähigkeit
und die Bearbeitbarkeit hat.
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Der
Stahl gemäß der Erfindung
kann thermisch geschnitten werden, zum Beispiel durch Laser, in
genau vorgegebene Formen. Man hat festgestellt, dass eine bemerkenswert
glatte Schneidoberfläche
in lasergeschnittenen Gegenständen
erreicht wird. Auf der anderen Seite hat man herausgefunden, dass
der Festigkeitsunterschied zwischen dem Grundwerkstoff und der weichen
Zone, die in dem technischen Schneidverfahren erzeugt wird, wobei
die Zone in der unmittelbaren Nähe
der gehärteten
Zone liegt, relativ klein ist. Dies zusammen hat eine vorteilhafte
Auswirkung auf die Ermüdungsfestigkeit.
Zudem vermindert ein niedriger Kohlenstoffgehalt die Spitzenhärte der
gehärteten
Zone, so dass die Schneidoberfläche
nicht empfindlich gegenüber
einer Versprödung
und gegenüber
Rissen ist, weder bei der Bearbeitung des Gegenstands noch in der praktischen
Verwendung.
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In
den Versuchsanalysen, welche hier angegeben werden, gab es keine
bemerkenswerten Anteile von Kupfer, aber auf der Grundlage von anderen
Versuchen, welche hier nicht dargestellt sind, kann noch festgehalten
werden, dass der Kupfergehalt auf weniger als 0,3% Cu begrenzt werden
muss, um eine exzellente Oberflächenqualität des warmgewalzten
Bandes sicherzustellen. Wenn der Kupfergehalt 0,3% überschreitet, ist
es empfehlenswert, ebenso Nickel zuzugeben, wenigstens das 0,25-fache
des Kupferanteils. Sogar wenn es keinen Kupfer in der Legierung
gibt, ist die Menge von enthaltenem Nickel auf ≤ 1,5% Ni beschränkt.
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Die
Menge von zugemischtem Bor beträgt
typischerweise wenigstens 0,0005% B, aber nicht mehr als 0,05% B,
um die Korngröße zu reduzieren,
und um die Härtbarkeit
zu verbessern. Die Menge von zulegiertem Titan beträgt typischerweise
wenigstens 0,01% Ti, aber nicht mehr als 0,1%, um den Stickstoff
N zu binden und um die Bildung von Bornitriten BN zu vermeiden,
weil Bornitrit die Wirkung von Bor als einen Beschleuniger der Härtung und
einen Verminderer der Korngröße reduziert.
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Der
Stahl gemäß der vorliegenden
Erfindung kann insbesondere an der unteren Grenze des Kohlenstoffgehalts
gut im Hinblick auf seine Festigkeit gebogen werden, das heißt zum Beispiel
in einer füllmetallfreien
Hochfrequenzschweißung,
dem sogenannten HF-Schweißen,
zu einem Rohr verschweißt
werden. Bei der Testproduktion hat man ebenso festgestellt, dass
der Werkstoff extrem gut zu der Produktion von offenen Profilen
sowie von HF-geschweißten
hohlen Abschnitten passt.
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Gemäß der Erfindung
wird Stahl bei einer abschließenden
Walztemperatur, welche in dem Bereich zwischen 860°C bis 960°C verbleibt,
auf eine Enddicke von 2 mm bis 12 mm hergestellt/bearbeitet. Mit
dem Abkühlen
des Bandes wird nicht später
als 15 Sekunden nach dem letzten Walzdurchgang begonnen, und es wird
schnell abgekühlt,
wobei die Abkühlgeschwindigkeit
wenigstens 30°C
pro Sekunde beträgt,
auf eine niedrige Wickeltemperatur in dem Bereich von 20°C bis 520°C. Das erzielte
Ergebnis ist typischerweise ein nahezu vollständiges bainitisches und/oder
martensitisches Kleinstgefüge,
so dass der Bainit- und/oder Martensitgehalt wenigstens 95 Volumenprozent
beträgt.
In dem Wickeltemperaturbereich von 20°C bis 100°C wird Martensit nicht angelassen/getempert,
wohingegen, wenn die Wickeltemperatur wenigstens 100°C beträgt, der Martensit
angelassen wird/getempert wird, so dass zum Beispiel in dem Bereich
von 100°C
bis 200°C
der Martensit leicht angelassen wird, und in dem Wickeltemperaturbereich
von rund 200°C
bis 520°C
der Martensit angelassen wird und Kohlenstoff ausgeschieden wird.
Obwohl das Aufwickeln in einem niedrigeren Anlasssprödigkeitsbereich,
200°C bis
400°C, ausgeführt wurde,
oder das Abkühlen
durch den gesagten Bereich hindurch ausgeführt wurde, wurde eine Anlasssprödigkeit
bei der Kombination aus diesem Herstellungsverfahren und der Zusammensetzung
nicht beobachtet. Die erzielte Zugfestigkeit Rm beträgt rund
700 MPa bis 1500 MPa, und die erzielte Streckgrenze Rp 0,2, das
heißt
die Festigkeit bei einer Dehnung von 0,2% beträgt rund 600 MPa bis 1400 MPa.
Die Zugdehnung A5 beträgt
entsprechend rund 18% bis 6%. Das Streckverhältnis Y/T liegt typischerweise
in dem Bereich von 0,8 bis 0,96.
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Wenn
besonders verschleißfeste,
oberflächenharte
Bleche gewünscht
werden, kann der Kohlenstoffgehalt des Stahls in dem Bereich 0,12%
bis 0,16% C eingestellt werden, und das warmgewalzte Stahlband kann
in diesem Fall direkt auf die Wickeltemperatur abgeschreckt werden,
welche in dem Bereich von 20°C bis
400°C liegt.
Das Abschrecken kann entweder auf niedrige Wickeltemperaturen in
dem Bereich von 20°C bis
100°C ausgeführt werden,
oder vorzugsweise auf eine Wickeltemperatur von über 100°C, aber immer noch unterhalb
von 400°C,
wodurch in diesem Fall die verbleibende Spannung vermindert wird
oder verschwindet, ohne jedoch die Härte der Verschleißplatte
zu beeinflussen. Somit kann eine relativ niedrige Wickeltemperatur in
dem Bereich von 100°C
bis 200°C
zum Beispiel bei dünneren
Bändern
angewendet werden, oder eine leicht höhere Wickeltemperatur in dem
Bereich von 200°C
bis 400°C
zum Beispiel für
dickere Bänder.
Wenn auf der anderen Seite mehr Eigenschaften des Baustahltyps gewünscht werden,
wird der Kohlenstoffgehalt des Stahls in dem Bereich von 0,08% bis
0,12%C eingestellt, und das warmgewalzte Stahlband wird direkt auf
die Wickeltemperatur abgeschreckt, welche innerhalb des Bereiches
von 20°C
bis 520°C
liegt. Auch in diesem Fall kann das Abschrecken auf niedrige Temperaturen
ausgeführt
werden, in dem Bereich von 20°C
bis 100°C,
oder – aus
demselben Grund wie oben – vorteilhaft
auf eine Wickeltemperatur von mehr als 100°C aber immer noch unter 520°C. Zum Beispiel
kann eine relativ niedrige Wickeltemperatur in dem Bereich von 100°C bis 200°C für dünnere Bänder angewendet
werden, und zum Beispiel eine leicht höhere Wickeltemperatur in dem
Bereich von 200°C
bis 520°C
kann bei dickeren Bändern
angewendet werden. In diesem Fall des „Baustahls", das heißt mit einem Kohlenstoffgehalt
in dem Bereich von 0,08% bis 0,12%, weisen die Wickeltemperaturschwankungen
der oben beschriebenen Größenordnung
jedoch eine ziemlich eingeschränkte
Wirkung auf die Eigenschaften des Stahlbandes auf, weil sie relativ
gut bleiben, ungeachtet der Wickeltemperatur.
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BEISPIELE
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Beispiel
1: Herkömmliche
Anlassversuche wurden in einem Labor mit der Legierung a1, siehe
die Tabelle 1, ausgeführt,
durch Aufheizen von Proben mit Abmaßen von 8 × 100 × 250 mm, für 20 Minuten und bei der Temperatur
von 900°C
in einem Ofen. Die Proben wurden in Wasser abgeschreckt und für zwei Stunden bei
verschiedenen Temperaturen angelassen (getempert). Die Ergebnisse
sind in der Tabelle 2 dargestellt. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich,
dass der Werkstoff einen Bereich mit niedriger Zähigkeit in dem Temperaturbereich
von 250°C
bis 350°C
aufweist. Auf der anderen Seite wird die Dehnung deutlich bei Anlasstemperaturen
oberhalb von 400°C
vergrößert, in
welchem Fall die Festigkeit ebenfalls beginnt, abzufallen.
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Tabelle
1: Testlegierungen
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Tabelle
2: Anlassversuchsergebnisse mit der Legierung a1.
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Produktionsumfang direkter
Abschrecktests mit einem niedrigen Kohlenstoffniveau
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dBeispiel
2: In der Bandwalzlinie wurde ein 6 mm dickes Band mit einer Legierung
a2 bei direktem Abschrecken bei der Wickeltemperatur TCOIL warmgewalzt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt.
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Aus
diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass auch wenn das Wickeln in
dem Temperaturbereich der Anlasssprödigkeit von 300°C ausgeführt wird,
wie in dem Beispiel 1 gezeigt ist, immer noch eine exzellente Zähigkeit
erreicht wird. Die Festigkeit und Dehnung unterscheiden sich nicht
wesentlich gegenüber
dem Beispiel 1. Die Ergebnisse des Biegeversuchs des Werkstoffs
sind in der Tabelle 4 dargestellt.
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Beispiel
3: In der Bandwalzlinie wurde ein 3 mm dickes Band mit der Legierung
a2 bei direktem Abschrecken auf die Wickeltemperatur TCOIL warmgewalzt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt.
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Aus
diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass auch wenn das Wickeln bei
einer deutlich höheren
Temperatur 450°C
ausgeführt
wird, immer noch dieselben mechanischen Eigenschaften wie in dem
Beispiel 2 erreicht werden.
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Beispiel
4: In der Bandwalzlinie wurde ein 4 mm dickes Band mit der Legierung
a2 bei direktem Abschrecken auf die Wickeltemperatur TCOIL warmgewalzt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt.
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Aus
diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass auch wenn das Aufwickeln
bei einer deutlich niedrigeren Temperatur ausgeführt wurde, das heißt bei 100°C, immer
noch dieselben mechanischen Eigenschaften wie in den Beispielen
2 und 3 erzielt wurden.
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Man
kann zusammenfassen, dass mittels dieser Legierung und des Herstellungsverfahrens
des Stahls ein homogener Werkstoff erzielt wird, welcher nicht empfindlich
gegenüber
Schwankungen der Wickeltemperatur ist.
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Beispiel
5: In der Bandwalzlinie wurde ein 10 mm dickes Band mit der Legierung
a3 bei direktem Abschrecken auf die Wickeltemperatur TCOIL warmgewalzt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt.
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Aus
diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Festigkeit und Kerbschlagzähigkeit
etwas vermindert sind, aber dass die Eigenschaften immer noch exzellent
sind, solange wie die Wickeltemperatur rund 500°C nicht überschreitet.
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Tabelle
3: Mechanische Eigenschaften des Bandes als Ergebnisse der Walzversuche
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Produktionsumfang direkte
Abschreckversuche mit einem hohen Kohlenstoffniveau
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Beispiel
6: In der Bandwalzlinie wurde ein 4 mm dickes Band mit den Legierungen
b2 und b3 mit einem höheren
Kohlenstoffniveau warmgewalzt, bei direktem Abschrecken auf die
Wickeltemperatur TCOIL. Die Wickeltemperaturen,
die in den Versuchen angewendet wurden, betrugen 100°C, 200°C und 380°C. Die Ergebnisse
sind in der Tabelle 3 dargestellt.
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Aus
diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Festigkeit und Härte etwas
vermindert sind, wenn die Wickeltemperatur zunimmt, aber die Eigenschaften liegen
immer noch in der selben Klasse, solange die Wickeltemperatur rund
400°C nicht überschreitet.
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Man
kann zusammenfassen, dass mit dieser Stahllegierung und dem Herstellungsverfahren
ein homogener Werkstoff erreicht wird, welcher nicht empfindlich
gegenüber
Schwankungen der Wickeltemperatur ist.
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Beispiel
7: In der Bandwalzlinie wurde ein 4 mm dickes Band mit einer Legierung
b1 und b2 mit einem höheren
Kohlenstoffniveau warmgewalzt, bei direktem Abschrecken auf die
Wickeltemperatur TCOIL. Die Wickeltemperaturen,
die in den Versuchen angewendet wurden, betrugen 470°C, 515°C und 530°C. Die Ergebnisse
sind in der Tabelle 3 dargestellt.
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Aus
diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Festigkeit und Härte abnimmt,
wohingegen die Dehnung deutlich zunimmt, wenn die Wickeltemperatur
ansteigt.
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Tabelle
4: Biegeversuche mit der Legierung a2, Wickeltemperatur 300°C