DE1483253B2 - Deep drawing sheet steel - Google Patents
Deep drawing sheet steelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Tiefziehstahlblech mit einer ASTM-Korngröße von 8,0 bis 10,0, einem Kegelnapfwert gemäß der Japanischen Industrienorm JIS Z 2249 von 37,3 mm bei 0,8 mm Blechdicke und einer vorherrschenden (lll)-Kristallorientierung.The invention relates to a deep-drawn steel sheet with an ASTM grain size of 8.0 to 10.0, a cone cup value according to the Japanese industrial standard JIS Z 2249 of 37.3 mm with 0.8 mm sheet thickness and a predominant (III) crystal orientation.
Bekanntermaßen stellt man Stahl für Tiefziehbleche durch Vergießen eines unberuhigten Stahls her, der warm- und kaltausgewalzt wird und anschließend einer Rekristallisationsglühung bei etwa 700° C unterworfen wird.It is known that steel for deep-drawn sheets is produced by casting a non-killed steel which is hot and cold rolled and then subjected to recrystallization annealing at around 700 ° C will.
Es ist weiterhin bekannt, kaltgewalzte, unberuhigte Stähle im offenen Bund bei etwa 720° C unter feuchter H2N2-Atmosphäre zu glühen. Der dabei erreichte Effekt ist in der Senkung des Kohlenstoff- und Stickstoffgehaltes zu sehen.It is also known to anneal cold-rolled, unkilled steels in an open collar at around 720 ° C. under a moist H 2 N 2 atmosphere. The effect achieved can be seen in the lowering of the carbon and nitrogen content.
Derart hergestellte Tiefziehstahlbleche werden als Kaltbänder nach der Rekristallisationsglühung bei etwa 7200C mit einer Dickenabnahme bis 2,0% dressiert. Deep-drawing steel sheets thus prepared are trained as cold strip after recrystallization annealing at about 720 0 C at a reduction to 2.0%.
Die Tiefziehfähigkeit von Stahlblechen wird um so besser, je mehr die (lll)-Kristallorientierung vorherrscht, da sich auf Grund dieser Struktur eine plastische Anisotropie einstellt.The deep-drawability of steel sheets is the better, the more the (III) crystal orientation prevails, because this structure results in a plastic anisotropy.
Die Einstellung dieser Orientierung begünstigende Maßnahmen sind beispielsweise ein Entkohlungsglühen, was jedoch den Nachteil hat, daß das Wachsen von sehr großen Kristallkörnern, die sich beim Tiefziehen nachteilig auswirken, nicht verhindert werden kann. Das außerordentliche Wachsen bestimmter Kristallkörner beruht auf der Tatsache, daß Kohlenstoff und dessen Verbindungen aus dem Gefüge verschwinden, die sonst die Wanderung der Korngrenzen verhindern.Measures that favor the setting of this orientation are, for example, a decarburization annealing, However, this has the disadvantage that the growth of very large crystal grains, which are during deep drawing detrimental effect cannot be prevented. The extraordinary growth of certain Crystal grains are based on the fact that carbon and its compounds are out of the structure disappear, which otherwise prevent the migration of grain boundaries.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Tiefziehblech mit den eingangs genannten Eigenschaften zu schaffen, bei dem das unkontrollierte Kornwachstum vermieden wird.The object of the present invention is therefore to provide a deep-drawn sheet with the initially to create the properties mentioned, in which the uncontrolled grain growth is avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Legierung gelöst, die aus weniger als 0,02% Kohlenstoff, 0,20 bis 0,60% Mangan, 0,003 bis 0,050% Selen, Rest Eisen, besteht.This object is achieved according to the invention by an alloy that consists of less than 0.02% carbon, 0.20 to 0.60% manganese, 0.003 to 0.050% selenium, the remainder being iron.
Zweckmäßigerweise wird der erfindungsgemäßen Legierung Phosphor in einem Gehalt von 0,01 bis 0,040% zugesetzt. Der Kohlenstoffgehalt beträgt vorteilhafterweise weniger als 0,01%.Appropriately, the alloy according to the invention is phosphorus in a content of 0.01 to 0.040% added. The carbon content is advantageously less than 0.01%.
Durch die Zugabe von Selen bzw. von Selen und Phosphor ist es möglich, die Korngrenzenenergie beim Glühen auf einem geeigneten Wert zu halten und das Wachsen der Körner zu verhindern. Gleichzeitig wird die Bildung der (lll)-Kristallorientierung gefordert, da die Legierungselemente Selen bzw. Phosphor als Rekristallisationskerne für die Ausbildung dieser Orientierung beim Entkohlungsglühen wirken, so daß sich die Kristallkörner in einer Ebene parallel zur Walzrichtung orientieren. Weiterhin erhält der Stahl durch die Zugabe von Selen gute Dehnungseigenschaften. By adding selenium or selenium and It is possible for phosphorus to keep the grain boundary energy at a suitable value during annealing and prevent the grains from growing. At the same time, the formation of the (III) crystal orientation required because the alloying elements selenium and phosphorus act as recrystallization nuclei for training this orientation act during decarburization annealing, so that the crystal grains are in one plane Orient it parallel to the rolling direction. Furthermore, the addition of selenium gives the steel good elongation properties.
Ein zu hoher Kohlenstoffgehalt würde die für das Entkohlen erforderliche Zeit zu weit ausdehnen, so daß die Herstellung des erfindungsgemäßen Tiefziehstahlblechs unwirtschaftlich würde.Too high a carbon content would stretch the time required for decarburization too far, so that the production of the deep-drawn steel sheet according to the invention would be uneconomical.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Tiefziehstahlbleches ist es erforderlich, daß bei der Stahlherstellung
der Phosphor bis zu einem Gehalt von weniger als 0,010% entzogen wird. Erst nach dem
Beseitigen des ursprünglich im Stahl vorhandenen Phosphors kann Phosphor in dem erfindungsgemäßen
Bereich von 0,01 bis 0,040% zugesetzt werden, um die erfindungsgemäßen Eigenschaften zu erreichen. Durch
den Zusatz von Phosphor wird nicht nur die (111)-Kristallorientierung
verbessert, sondern auch ein Abfallen der Zugfestigkeit verhindert. Übersteigt der
Phosphorgehalt die obere Grenze, so wird der Stahl zunehmend spröde. Durch die Zugabe von Selen
und Phosphor ergibt sich eine nochmals verbesserte Tiefziehfähigkeit des Tiefziehstahlblechs.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Stahls wird keinerlei desoxydierende Behandlung angewendet,
die Glühtemperatur darf nicht unter 6000C
liegen, da sonst das Entkohlen zu lange dauert, sie soll jedoch 800° C nicht überschreiten, da sonst wieder
ein außerordentliches Wachsen des Kristallkorns einsetzt. In the production of the deep-drawn steel sheet according to the invention, it is necessary that the phosphorus is withdrawn to a content of less than 0.010% during steel production. Only after the phosphorus originally present in the steel has been removed can phosphorus be added in the range of 0.01 to 0.040% according to the invention in order to achieve the properties according to the invention. The addition of phosphorus not only improves the (111) crystal orientation, but also prevents the tensile strength from falling. If the phosphorus content exceeds the upper limit, the steel becomes increasingly brittle. The addition of selenium and phosphorus results in an even better deep-drawing ability of the deep-drawing steel sheet.
In the production of the novel steel no deoxidizing treatment is applied, the annealing temperature must not be below 600 0 C, otherwise takes decarburization too long, but it should not exceed 800 ° C, otherwise re-used an extraordinary growth of the crystal grain.
An Hand des nachstehenden Beispiels wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.The present invention is explained in more detail using the example below.
In einem Sauerstoffaufblaskonverter von 150 t wird ein unberuhigter Stahl folgender Zusammensetzung erschmolzen:In an oxygen converter of 150 t melted an unkilled steel of the following composition:
35. Dem schmelzflüssigen Stahl in der Pfanne wird eine Ferrophosphor- und Ferromanganlegierung zugegeben, so daß die Schmelze folgende Zusammensetzung hat: ■35. The molten steel in the ladle becomes one Ferrophosphorus and ferromanganese alloys are added so that the melt has the following composition has: ■
Bei gleichzeitiger Zugabe von 670 g metallisches Selen wird der schmelzflüssige Stahl zu einer 10-t-Bramme aus unberuhigtem Stahl vergossen. Diese Bramme wird in einem Tiefofen gleichmäßig auf etwa 13000C erhitzt und dann auf eine Dicke von 160 mm flachgewalzt. Danach wird durch Warmwalzen ein Bund aus einem Blech mit 2,8 mm Dicke hergestellt.With the simultaneous addition of 670 g of metallic selenium, the molten steel is cast into a 10 t slab of unkilled steel. This slab is heated in a muffle furnace uniformly to about 1300 0 C and then rolled flat mm to a thickness of 160th A coil is then produced from a sheet metal with a thickness of 2.8 mm by hot rolling.
Nach dem Entzundern des warmen Bundes wid die Stärke des Bleches durch Kaltwalzen auf 0,8 mm reduziert. Anschließend wird der offene Bund, wie eingangs ausgeführt, in einer Atmosphäre aus Wasserstoff, Stickstoff und Wasserdampf 20 Stunden lang ,bei einer Temperatur von 710°C entkohlungsgeglüht, wobei das Verhältnis H2 zu N2 = 3 :1. Anschließend wird der Bund dressiert.After the hot bundle has been descaled, the thickness of the sheet is reduced to 0.8 mm by cold rolling. The open collar is then, as stated above, decarburization annealing in an atmosphere of hydrogen, nitrogen and steam for 20 hours at a temperature of 710 ° C., the ratio of H 2 to N 2 = 3: 1. Then the collar is trained.
Nachstehend sind in Tabelle I die Analysen der untersuchten Stähle und in Tabelle II die mechani-Below are the analyzes of the steels investigated in Table I and the mechanical
sehen Eigenschaften dieser Stähle aufgeführt. see properties of these steels listed.
Die in Tabelle II mit einem Stern versehenen Versuchsnummern beziehen sich auf erfindungsgemäße Tiefziehstahlbleche.The test numbers provided with an asterisk in Table II relate to the invention Deep-drawn steel sheets.
Tabelle I
Chemische Analysen untersuchter StähleTable I.
Chemical analyzes of examined steels
StahlCustomary unrestrained
stole
Tabelle II
Physikalische Eigenschaften der StahlprodukteTable II
Physical properties of steel products
Korngröße
Nr.ASTM
Grain size
No.
(kg/mm2)Yield point
(kg / mm 2 )
(kg/mm2) .'tensile strenght
(kg / mm 2 ). '
(%)strain
(%)
der Fließgrenze
(%)Stretching before
the yield point
(%)
(mm)Cone bowl value
(mm)
Tiefungswert
(mm)Erichsen-
Cupping value
(mm)
wert
R Anisotropy
value
R.
Die nach ASTM berechnete Korngrößennummer gemäß Spalte 1 erhält man durch Zusammenzählen der Anzahl der Kristallkörner pro Quadratzoll mittels eines lOOfach vergrößernden Mikrophotographen.The ASTM-calculated grain size number according to column 1 is obtained by adding up the number of crystal grains per square inch using a 100 times magnifying photomicrograph.
Die Bestimmung der Fließgrenze, Zugfestigkeit, Dehnung und der Dehnung vor der Fließgrenze wurde an Versuchsproben von rechteckigem Querschnitt durchgeführt, deren Gesamtlänge 190 mm, Stärke 0,8 mm. Länge des verringerten Querschnitts 60 mm, Breite dieses Querschnitts 25 mm, Meßlänge 50 mm, Länge der Griffabschnitte 57 mm, BreiteThe determination of the yield point, tensile strength, elongation and the elongation before the yield point was carried out on test specimens with a rectangular cross-section, their total length 190 mm, thickness 0.8 mm. Length of the reduced copy rten Q uerschnitts 60 mm, mm width of this cross-section 25, gauge length 50 mm, length of the handle sections 57 mm, width
dieser Abschnitte 30 mm und deren Radius beim Übergang vom Griffstück zum Meßlängenstück 15 mm beträgt.these sections 30 mm and their radius at the transition from the handle to the measuring length piece 15 mm amounts to.
Der Kegelnapfwert wird nach der Japanischen Industrienorm JIS Z 2249 von 1963 ausgeführt. Dabei wird eine Kreisscheibe eines Stahlblechs im Bereich von 0,5 bis 1,6 mm Stärke in einer konischen Form mit einem öffnungswinkel von 60° tiefgezogen und der Mittelwert der maximalen und minimalen Werte der oberen Randdurchmesser, wenn die Versuchsprobe durchgebrochen ist, als Kegelnapfwert berechnet.The cone cup value is carried out according to the Japanese industrial standard JIS Z 2249 from 1963. A circular disk of sheet steel in the range from 0.5 to 1.6 mm thick is deep-drawn in a conical shape with an opening angle of 60 ° and the mean value of the maximum and minimum values of the upper edge diameter when the test sample has broken through is as Cone cup value calculated.
Nachstehend werden Kegelnapfwerte von erfindungsgemäßen Tiefziehstahlblechen abhängig von der Blechstärke in Millimeter aufgeführt:In the following, cone cup values of deep-drawn steel sheets according to the invention are dependent on the sheet thickness listed in millimeters:
(mm) ^ J ivwllulwAV
(mm)
(mm)of the sheet according to the invention
(mm)
Der Anisotropiewert R wird an der vorstehend beschriebenen Zugversuchsprobe als Verhältnis der logarithmischen Verformung in Breitenrichtung gegenüber der in Stärkenrichtung gemessen, wenn die Probe einer gleichmäßigen Dehnung von 15% unterliegt. The anisotropy value R is measured on the tensile test specimen described above as the ratio of the logarithmic deformation in the width direction to that in the thickness direction when the specimen is subjected to a uniform elongation of 15%.
Der 'Anisotropiewert für eine" bestimmte Walzrichtung wird nach folgender Gleichung ermittelt:The 'anisotropy value for a' particular rolling direction is determined according to the following equation:
Dabei istIt is
R =R =
R0 + 2.R45 + R90 R 0 + 2nd R 45 + R 90
3535
W0 die Breite der Probenmeßlänge vor dem W 0 is the width of the sample measurement length before the
Ziehen,
W die Breite der Meßlängenprobe nach dem Ziehen,Draw,
W is the width of the gauge length specimen after drawing,
Z0 die Meßlänge vor dem Ziehen,
/ die Meßlänge nach dem Ziehen.Z 0 is the gauge length before drawing,
/ the measuring length after drawing.
Der abhängig von der Walzrichtung angegebene mittlere Anisotropiewert R wird nach folgender Gleichung berechnet: The mean anisotropy value R given as a function of the rolling direction is calculated using the following equation:
den Anisotropiewert R, daß der Tiefziehstahl um so besser ist, je größer dieser Wert wird, da dadurch seine
Zugdeformation um so geringer ist.
Wie aus den Tabellen I und II zu ersehen ist, besitzt der Stahl Nr. 1 eine schlechte Tiefziehfähigkeit, der
Stahl Nr. 2 eine gute Alterungsfähigkeit, hat jedoch eine niedrige Fließgrenze und ein schlechtes Aussehen
der Oberfläche. Beim Stahl Nr. 3 ist die Korngröße recht grob, was beim Stahl Nr. 4 durch Verringerung
der Entkohlungsglühtemperatur auf 680° C verhindert wurde. Da die Glühbehandlung jedoch
unzureichend ist, ist die Tiefziehfähigkeit sehr niedrig..the anisotropy value R, that the deep-drawing steel is the better, the larger this value becomes, since as a result its tensile deformation is the less.
As can be seen from Tables I and II, steel No. 1 has poor deep drawability and steel No. 2 has good aging ability, but has a low yield point and a poor surface appearance. The grain size of steel no. 3 is quite coarse, which was prevented in steel no. 4 by reducing the decarburization annealing temperature to 680 ° C. However, since the annealing treatment is insufficient, the deep-drawability is very low.
Die erfindungsgemäßen Tiefziehstahlbleche gemäßThe deep-drawn steel sheets according to the invention according to
Nr. "5, 6 und 7 sind bei 710° C entkohlungsgeglüht, der Stahl Nr. 8 bei 690° C und der Stahl Nr. 9 bei 7400C. Dabei wird durch Zugabe von 0,28% Selen verhindert, daß die Kristallkörner zu grob werden. Die Stähle Nr. 10, 11 und 12 beziehen sich auf einen unberuhigten Stahl mit zusätzlichem Phosphorzusatz. Die Entkohlungsglühtemperatur beträgt 7100C. Die Tiefziehfähigkeit wird weiter verbessert, ein_Abfall der Zugfestigkeit _yerhindert. Der Stahl NrT 13 ist bei 690°C glühSehändelt werden. Wegen des geringeren Selengehaltes ist das Korn bereits gröber.Nr. "5, 6 and 7 are subjected to decarburization annealing at 710 ° C, the steel no. 8 at 690 ° C and the steel no. 9 at 740 0 C. This is prevented by the addition of 0.28% selenium, the crystal grains the steel NrT be too coarse. the steels Nos. 10, 11 and 12 relate to an unkilled steel with additional phosphorus additive. the decarburization annealing temperature is 710 0 C. the deep drawability is further improved ein_Abfall tensile strength _yerhindert. 13 is at 690 ° C Because of the lower selenium content, the grain is already coarser.
Die Dehnung und die Erichsen-Werte für die erfindungsgemäßen Tiefziehstahlbleche sind gleich oder besser als bei mit Aluminium beruhigtem Stahl. Der Fließpunkt ist ausreichend gering, so daß die Stähle nicht altern. Dies dürfte auf die Beseitigung von Stickstoff durch die Einwirkung des Wasserstoffs beim Entkohlungsglühen zurückzuführen sein.The elongation and the Erichsen values for the deep-drawn steel sheets according to the invention are the same or better than steel killed with aluminum. The pour point is sufficiently low that the steels don't age. This should be due to the elimination of nitrogen by the action of the hydrogen Be due to decarburization annealing.
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Legal Events
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |