DE1558720B1 - Verfahren zur herstellung eines kalt gewalzten stahlbleches mit ausgezeichneter tiefziehfaehigkeit und duktilitaet - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kalt gewalzten stahlbleches mit ausgezeichneter tiefziehfaehigkeit und duktilitaet

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DE1558720B1 DE19671558720 DE1558720A DE1558720B1 DE 1558720 B1 DE1558720 B1 DE 1558720B1 DE 19671558720 DE19671558720 DE 19671558720 DE 1558720 A DE1558720 A DE 1558720A DE 1558720 B1 DE1558720 B1 DE 1558720B1
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Description

OBKSIHAL
3 4
Glühung im offenen Bund ein Stahlblech mit einer F i g. 2 ist ein Schaubild, das den Einfluß der Ziehfähigkeit herstellen, die ebenso gut ist wie Konzentration von Sauerstoff im Stahl auf das durchdiejenige des aluminiumberuhigten Stahles, und mit schnittliche plastische Verhältnis der plastischen Vereiner Dehnbarkeit, die besser ist als diejenige des formung r zeigt, wobei der Stahl kontinuierlich aluminiumberuhigten Stahles, wenn jedoch das Stahl- 5 4 Minuten lang auf 850°C und 16 Stunden lang auf blech nicht gleichzeitig denitriert wird, so ist es un- 700 0C im Kasten geglüht wird,
möglich, eine Verschlechterung der Dehnbarkeit der F i g. 3 ist ein Schaubild und zeigt den Einfluß der Verformungsalterung und der Rückbildung bzw. Konzentration des Sauerstoffs im Stahl auf die Achsen-Rückgewinnung der Streckgrenze zu vermeiden, wobei dichte des (lll)-Beugungsmaximums, wobei der Stahl die letzteren die Bildung von Ziehriefen bei der io 4 Minuten lang kontinuierlich auf einer Temperatur Preßbearbeitung verursachen. Ferner neigen die von 850° C geglüht wird und 16 Stunden lang auf Kristallkörner bei der Entkohlungsglühung dazu, einer Temperatur von 700° C im Kasten geglüht gröber zu werden, weshalb bei der Preßbearbeitung ein wird.
Nachteil, der sogenannte Apfelsinenschalen-Effekt, F i g. 4 ist ein Schaubild und zeigt den Einfluß der d. h. ein Abblättern, auftreten kann. 15 Konzentration des Sauerstoffs im Stahl auf die Achsen-Wenn ferner die Geschwindigkeit beim Erwärmen dichte des (100)-Beugungsmaximums, wobei der Stahl eines Metalls auf eine Glühtemperatur so hoch ist wie 4 Minuten lang kontinuierlich auf einer Temperatur beim Offen-Bund- oder beim kontinuierlichen Glühen, von 850°C geglüht wird und 16 Stunden lang auf einer wird die Entwicklung des (lll)-Gefüges, das für die Temperatur von 700°C im Kasten geglüht wird. Tiefziehfähigkeit bevorzugt wird, gewöhnlich schwie- ao F i g. 5 ist ein Schaubild und zeigt den Einfluß der rig. Wenn außerdem insbesondere beim kontinuier- Konzentration des Sauerstoffs im Stahl auf die liehen Glühen, die Glühtemperatur über den JC3-Punkt Gesamtdehnung, wobei der Stahl 4 Minuten lang steigt, wird die Kristallorientierung willkürlich, und kontinuierlich auf einer Temperatur von 850° C die Ziehfähigkeit wird äußerst verschlechtert, wobei die geglüht wird und 16 Stunden lang auf einer Temperatur hohe Kühlgeschwindigkeit nach dem Glühen eine as von 700° C im Kasten geglüht wird.
Zunahme der Verformungsalterung hervorruft. Es Die chemische Zusammensetzung des erfindungsist deshalb schwierig, mit Hilfe dieser Verfahren ein gemäßen Stahles ist: mehr als 0,001% und weniger Blech herzustellen, das plastisch und elastisch gut ver- als 0,020% C (Gewichtsprozent), weniger als 0,015% formbar ist. O, mehr als 0,02% Ti (außer Ti als Titanoxyde),
Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Stahlblech 30 wobei dieser Titangehalt mehr als das 4fache des
herzustellen, das nicht altert, wobei der Sauerstoff- Kohlenstoffgehaltes beträgt und weniger als 0,5%
gehalt bei einem extrem niedrig gekohlten Stahl, der und weniger als 0,45% Mn, Rest Eisen und unver-
Titan enthält, auf einen Bereich unter 0,015 Gewichts- meidbare Verunreinigungen.
prozent begrenzt wird. Dieses Stahlblech altert auch Liegt der Kohlenstoffgehalt über 0,02 Gewichtsdann nicht, wenn es beim Glühen schnell erwärmt 35 prozent, so nimmt die Zugfestigkeit zu und die Duktiwird, beispielsweise beim kontinuierlichen Glühen lität ab, und außerdem wird das durchschnittliche während der Behandlung. plastische Verformungsverhältnis wegen der schwachen
Es sind zwar Tiefziehstähle bekannt (Blatt Q 45-1 Ausbildung des (lll)-Gefüges reduziert. Ferner ändert
aus dem Werkstoffhandbuch Stahl und Eisen), die sich in dem geglühten Stahlblech die plastische Ver-
zu 0,2 bis 0,45% Mangan und höchstens 0,1% 4o formbarkeit in Abhängigkeit von der Kombination
Kohlenstoff enthalten. Diese Angaben sind jedoch der Stahlherstellungsbedingungen, wobei beispiels-
nicht ausreichend, um einen Weg zu der Zusammen- weise in der Praxis die Warmwalzendtemperatur bei
Setzung gemäß der Erfindung zu weisen. 900°C, die Temperatur beim Bundglühen bei 550°C
Es ist andererseits auch bekannt, daß Titan bei und die beim 5 Minuten langen kontinuierlichen Feinblechen verwendet werden soll (Blatt Q-2 aus dem 45 Glühen bei 850°C liegt. So wird, wenn der Stahl mehr Werkstoffhandbuch Stahl und Eisen und Be tz ο Id, als 0,02% Kohlenstoff enthält, seine Preßverform- »Email«, 1955), jedoch wurde bei diesen bekannten barkeit im allgemeinen schlechter, so daß der Kohlen-Blechen Titan nur zugesetzt, um das Blech für den stoffgehalt vorzugsweise unter diesem Wert gehalten Auftrag einer Emaille-Schicht geeignet zu machen. wird, aber es ist im allgemeinen nicht möglich, den Das Emaillieren erfolgt aber bekanntlich bei hohen 50 Kohlenstoffgehalt in einem Ofen zur Stahlerzeugung Temperaturen, bei denen sich der Kohlenstoff störend mit wirtschaftlicher Größe auf einen Wert unter bemerkbar macht. 0,001% zu reduzieren.
Die gute Tiefziehfähigkeit, die gemäß der Erfindung Gewöhnlich wird, wenn der Kohlenstoffgehalt des im wesentlichen darauf zurückzuführen ist, daß ein Stahles durch Frischen in einem Stahlerzeugungsofen Grenzwert für den Sauerstoff vorgeschrieben und 55 reduziert wird, der Sauerstoffgehalt in dem geschmoldadurch das (lll)-Gefüge gefördert wird, kann keiner zenen Stahl umgekehrt proportional zu dem Kohlen-Vorveröffentlichung auch nur andeutungsweise ent- stoffgehalt erhöht, wenn jedoch der Sauerstoffgehalt nommen werden. des Stahles mehr als 0,015% beträgt, so wird die
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung Preßverformbarkeit (insbesondere die Ziehfähigkeit)
erläutert, in der 60 beachtlich vermindert, wie nachfolgend noch erläutert
F i g. 1 ein Schaubild darstellt, das die Einflüsse wird, und besonders in dem Fall, wenn der Stahl
der Erwärmungsgeschwindigkeiten bis zur Glüh- schnell auf die Rekristallisationstemperatur beim
temperatur auf die Gefüge des erfindungsgemäßen Glühen erwärmt wird, wird die Preßverformbarkeit
kaltgewalzten Stahlbleches, das Titan enthält, ferner (insbesondere die Ziehfähigkeit) sehr beachtlich herab-
auf ein titanenthaltendes, kaltgewalztes Stahlblech 65 gesetzt. Demgemäß muß der Sauerstoffgehalt des
außerhalb des Bereiches der Erfindung und auf ein Stahles durch geeignete Mittel auf unter 0,015%
aluminiumberuhigtes Stahlblech mit Extratiefzieh- reduziert werden,
qualität nach dem Glühen, zeigt. Da Titan mit Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff,
Schwefel u. dgl. reagiert bzw. zur Reaktion gebracht wird, wird seinAnteil von denMengen dieser Bestandteile beeinflußt, aber wenn die Anteile von Kohlenstoff und Stickstoff, wie oben angeführt, begrenzt sind, und wenn der Stahl Stickstoff und Schwefel als Verunreinigungen enthält (S < 0,050%, N < 0,007%), wobei man den Stahl auf konventionelle Weise unter Verwendung verschiedener Stahlerzeugungsöfen erhält, ist es notwendig, daß der Gehalt an Titan außer Titan als Titanoxyd mehr als 0,020 % beträgt. Ist der Titangehalt in Form von Titanoxyden hoch, so entwickelt sich das für das Tiefziehen bevorzugte (lll)-Gefüge beim Rekristallisationsglühen nicht genügend, auch wenn der Stahl mehr Titan enthält, als zur Stabilisierung des Kohlenstoffs im Stahl notwendig ist, weshalb die Ziehfähigkeit des Stahles nicht verbessert wird. Wenn ferner der Titangehalt über 0,5% liegt, so werden die Produktionskosten des Stahles umsonst erhöht, ohne weitere Wirkungen zu erzielen.
Die Zugabe von Mangan ist teim erfindungsgemäßen Stahl nicht immer notwendig, aber sie ist unerwünscht, da das durchschnittliche plastische Verformungsverhältnis dadurch verschlechtert werden kann, aber falls es nötig ist, zct Herstellung von Blöcken aus dem erfindungsgemäßen Stahl Mangan zuzugeben, kann es bis zu einer Menge von etwa 0,45% zugegeben werden, ohne das durchschnittliche plastische Verformungsverhältnis merklich zu verschlechtern.
Der Stahl der Erfindung kann durch irgendeinen Ofen, wie z. B. einen Konverter, einen offenen Herdofen oder einen Elektroofen, hergestellt werden, aber da ein Stahl mit weniger als 0,02 % Kohlenstoff und weniger als 0,15% Sauerstoff erzeugt werden muß, ist es zur Erleichterung des praktischen Betriebs und zur Verbesserung der Titanausbeute bzw. des Titangehaltes vorteilhaft, vor der Herstellung der Blöcke eine Vakuumentgasung durchzuführen. Bei der Vakuumvergasung kann ergänzend ein desoxydierendes Mittel, wie z. B. Aluminium, verwendet werden, um den Sauerstoffgehalt einzustellen. Das restliche Aluminium im Stahl beeinflußt die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Stahles nicht. Der Stahl wird zu Blöcken geformt, zu Brammen ausgewalzt, die — falls notwendig ·— konditioniert werden; ferner warmgewalzt, wobei die Warmwalzendtemperatur vorzugsweise über 7800C liegt. Der Stahl wird nach dem Ätzen kaltgewalzt, und das erwünschte Kaltwalzreduktionsverhältnis liegt insbesondere für die Ziehfähigkeit über 30%· Als Glühverfahren kann ein Kastenglühen, ein Offen-Bund-Glühen oder ein kontinuierliches Glühen angewandt werden, um ein Material mit einer ausgezeichneten Preßbearbeitbarkeit herzustellen; aber man kann beim kontinuierlichen Glühen ein besonders gutes Stahlblech erreichen, was ein Merkmal der Erfindung ist.
Die Erfindung wird deshalb zur Herstellung verschiedener oberflächenbehandelter Stahlbleche angewandt, wie z. B. 2inküberzogene Stahlbleche, Zinnbleche, aluminiumüberzogene Stahlbleche usw., die nach einem Verfahren hergestellt werden, das die kontinuierliche Glühung einschließt, wobei diese Materialien natürlich eine ausgezeichnete Preßverformbarkeit besitzen.
Die Glühtemperatur beträgt 650 tis 10000C und vorzugsweise 650 bis 950°C beim Kastenglühen oder Offen-Bund-Glühen und 750 bis 9800C beim kontinuierlichen Glühen.
Ein Anlaßwalzen wird bei der Erfindung im Falle der Anwendung des kontinuierlichen Glühverfahrens gewöhnlich unterlassen.
Tabelle I
Chemische Zusammensetzungen der in den Beispielen verwandten Materialien
Probe
Nr.		 C Mn Si S P Al Ti
insgesamt		 Ti in
Form von
Ti-Oxyd		 O N
Ti-enthalten- A 0,007 0,05 0,03 0,02 0,02 0,00 0,112 0,010 0,008 0,0041
des, kaltge B 0,005 0,06 0,04 0,01 0,02 0,00 0,119 0,004 0,004 0,0040
walztes C 0,009 0,13 0,02 0,02 0,01 0,00 0,130 0,002 0,002 0,0045
Stahlblech D 0,008 0,15 0,03 0,01 0,02 0,00 0,115 0,007 0,006 0,0042
im Bereich E 0,006 0,06 0,04 0,01 0,02 0,00 0,096 0,012 0,010 0,0040
der F 0,013 0,12 0,02 0,02 0,02 0,00 0,110 0,018 0,014 0,0043
Erfindung G 0,004 0,20 0,02 0,01 0,01 0,00 0,080 0,003 0,003 0,0044
H 0,003 0,06 0,01 0,02 0,02 0,00 0,098 0,016 0,012 0,0044
I 0,011 0,08 0,03 0,02 0,01 0,00 0,105 0,004 0,004 0,0073
J 0,017 0,14 0,02 0,02 0,01 0,00 0,101 0,004 0,003 0,0042
K 0,009 0,13 0,02 0,02 0,02 0,00 0,063 0,009 0,008 0,0049
Ti-enthalten- L 0,008 0,05 0,02 0,02 0,01 0,00 0,093 0,025 0,019 0,0057
des, kalt M 0,005 0,08 0,03 0,01 0,02 0,00 0,112 0,025 0,023 0,0040
gewalztes N 0,011 0,05 0,01 0,02 0,02 0,00 0,108 0,046 0,034 0,0043
Stahlblech O 0,012 0,06 0,04 0,02 0,01 0,00 0,121 0,050 0,039 0,0045
außerhalb P 0,025 0,20 0,02 0,02 0,02 0,01 0,172 0,006 0,004 0,0043
des erfind- Q 0,035 0,10 0,03 0,01 0,02 0,00 0,229 0,006 0,005 0,0050
gem. Ber. R 0,008 0,15 0,03 0,02 0,02 0,00 0,023 0,004 0,003 0,0035
S 0,004 0,05 0,03 0,02 0,02 0,00 0,027 0,010 0,008 0,0041
E. D. D. Q. T 0,039 0,34 0,02 0,02 0,01 0,04 — 0,018 0,0052
Al-beruhigter U 0,046 0,33 0,01 0,02 0,01 0,03 — — 0,016 0,0045
Stahl
Tabelle Π Mechanische Eigenschaften der chargenweise geglühten Materialen
Probe
Nr.		 D 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11)
A 12,5 32,1 49 0,278 1,91 12,1 0 0,1 11,0 0,3 9,5
B 11,8 31,2 50 0,281 2,06 12,1 0 0,0 12,1 0,2 8,8
C 12,7 32,3 51 0,274 2,02 12,4 0 0,0 11,8 0,3 9,0
D 12,5 32,3 49 0,265 1,87 12,0 0 0,1 10,8 0,4 8,9
E 12,0 32,0 50 0,271 1,87 12,3 0 0,0 10,5 0,4 9,1
F 13,2 32,9 48 0,268 1,75 11,8 0 0,2 10,2 0,5 10,0
G 11,6 31,5 51 0,283 2,04 12,4 0 0,0 12,2 0,3 8,6
H 12,1 32,4 47 0,272 1,86 11,6 0 0,0 11,0 0,3 9,0
I 13,1 33,0 49 0,261 1,83 12,0 0 0,0 10,7 0,4 9,8
J 13,8 33,2 50 0,273 1,85 12,3 0 0,0 10,8 0,4 10,3
K 12,6 32,2 49 0,265 1,80 11,6 0 0,2 10,4 0,5 9,3
L 13,5 33,1 45 0,245 1,49 11,0 0 0,0 7,8 0,9 10,5
M 12,9 32,7 45 0,236 1,38 10,7 0 0,0 6,5 0,9 10,4
N 14,0 33,2 42 0,217 1,35 10,3 0 0,1 6,0 1,0 10,7
O 14,0 33,5 41 0,215 1,30 9,9 0 0,0 5,8 1,0 10,8
P 17,0 34,0 44 0,233 1,65 10,8 0 0,0 8,6 0,7 10,4
Q 18,5 34,2 43 0,232 1,61 10,8 0 0,2 8,4 0,7 10,6
R 23,2* 37,2 42 0,203 1,22 10,0 3,9 2,2 5,4 1,2 10,7
S 17,6* 35,0 46 0,237 1,57 11,0 2,0 1,1 8,1 0,8 9,3
T 21,5* 30,6 47 0,250 1,65 11,3 4,2 0,0 8,5 0,6 7,8
U 18,6* 30,2 47 0,253 1,79 11,2 4,4 0,0 9,5 0,5 7,1
Bemerkungen:
* bezeichnete Werte bedeuten: »untere Streckgrenze«, während die anderen Werte in Spalte 1 die Streckfestigkeit an der 0,2 Grenze darstellen.
Es sind ferner:
1) = Streckgrenze in kg/mm2
2) = Zugfestigkeit in kg/mm2
3) = Gesamtdehnung in %
4) = Bearbeitungs-Härtungsexponent
5) = F
6) = Erichsen-Wert in mm
7) = Lüders Dehnung in %
8) = Alterungsindex in kg/mma
9) = Achsendichte des (lll)-Maximums
10) = Achsendichte des (100)-Maximums
11) = A.S.T.M. Korngröße Nr.
Tabelle III Mechanische Eigenschaften der kontinuierlich geglühten Materialien
Probe
Nr.		 D 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11)
A 12,3 31,8 52 0,295 2,31 12,8 0 0,0 15,8 0,1 8,5
B 11,2 30,9 53 0,299 2,47 12,8 0 0,0 16,7 0,1 8,0
C 12,8 31,8 53 0,301 2,40 13,0 0 0,0 16,5 0,2 8,1
D 12,4 31,7 52 0,288 2,27 12,7 0 0,2 15,4 0,2 8,0
E 12,2 31,6 53 0,296 2,27 12,9 0 0,1 15,5 0,3 8,5
F 12,8 32,3 51 0,283 2,15 12,5 0 0,0 14,8 0,3 8,8
G 11,6 31,0 54 0,304 2,45 13,2 0 0,3 17,0 0,2 7,5
H 12,0 32,1 50 0,279 2,30 12,4 0 0,0 15,8 0,2 8,0
I 12,7 32,7 51 0,289 2,22 12,6 0 0,0 15,0 0,2 8,4
H-> 13,1 32,9 52 0,294 2,26 12,6 0 0,2 15,1 0,3 8,9
K 12,7 31,6 52 0,284 2,19 12,7 0 0,0 14,9 0,3 8,1
L 13,2 33,0 47 0,256 1,65 11,5 0 0,1 8,8 0,9 10,0
M 12,5 32,5 46 0,252 1,52 11,3 0 0,0 7,5 0,9 9,9
N 14,0 33,6 42 0,211 1,32 9,8 0 0,0 5,8 1,1 10,3
O 14,0 33,6 42 0,204 1,27 9,8 0 0,0 5,5 1,1 10,6
P 25,2* 36,1 44 0,240 1,72 10,9 3,7 0,2 9,5 0,6 10,2
Q 26,0* 36,5 43 0,234 1,71 10,7 4,3 0,0 9,4 0,7 10,6
R 25,2* 38,7 42 0,201 1,18 10,0 5,2 2,7 4,2 1,4 10,8
S 20,4* 35,8 46 0,240 1,51 11,2 2,5 1,1 7,5 0,8 9,0
Bemerkungen: Wie bei Tabelle 2.
In Tabelle I sind die chemischen Zusammen- kontinuierliches Glühen mit schneller Erwärmung als Setzungen der Materialien angegeben, die in verschie- Glühverfahren für Stahlbleche zum Tiefziehen ungedenen Beispielen zur Erläuterung der Erfindung ver- , eignet ist.
wendet wurden. Diese Materiahen wurden auf 2,7 mm Jedoch wird die Entwicklung eines geglühten
Dicke warmgewalzt und dann auf 0,8 mm Dicke kalt- 5 (lll)-Gefüges bei einem kaltgewalzten Stahl, der Titan gewalzt, und zwar in einem üblichen Verfahren zur in einer Menge im Bereich der Erfindung enthält, Herstellung von Stahlblech zum Tiefziehen. In den durch die Erwärmungsgeschwindigkeit nicht beein-Beispielen wurden zwei Glühverfahren angewandt, flußt. Ferner hat der kaltgewalzte Stahl, der Titan in einmal chargenweises Glühen im engen Bund bei einer Menge im Bereich der Erfindung enthält, eine 710° C und für eine Dauer von 16 Stunden und zum ίο starke Empfänglichkeit für die Ausbildung des anderen wurde kontinuierlich geglüht bei 870°C und (lll)-Gefüges für Glühbedingungen, weshalb die für eine Dauer von 4 Minuten. Ausbildung des (lll)-Gefüges des kaltgewalzten
Die mechanischen Eigenschaften der chargenweise Stahlbleches der Erfindung beachtlich ist im Vergleich geglühten Bleche sind in Tabelle II und diejenigen der ; mit demjenigen eines kaltgewalzten Stahlbleches, das kontinuierlich geglühten Bleche in Tabelle III ange- 15 Titan in einer Menge jenseits des Bereiches der Erfingeben. " dung enthält. Dies Beziehungen sind in F i g. 1
Wie aus den Tabellen II und III hervorgeht, haben dargestellt.
die geglühten Bleche, deren chemische Zusammen- , Der kaltgewalzte Stahl, der Titan in einer Menge setzung im Bereich der Erfindung liegt, ein sehr hohes im Bereich der Erfindung enthält, entwickelt kräftig durchschnittliches plastisches Verformungsverhältnis F, 20 ein (lll)-Gefüge in der Ebene des Bleches, auch, wenn eine hohe Intensität des (lll)-Beugungsmaximums, er kontinuierlich geglüht wird, während ein kalteine niedrige Intensität des (100)-Maximums, einen gewalzter Stahl, der Titan in einer Menge jenseits hohen Erichsenwert und einen hohen BearbeitungSr ·. des Bereiches der Erfindung enthält und ein gewöhn-Härtungsexponenten η sowohl für Ziehfähigkeit als licher kaltgewalzter, niedrig gekohlter Stahl kein auch für Dehnbarkeit und bei Vergleich mit den Eigen- 25 (lll)-Gefüge ausbilden, und zwar weil sie sehr schnell schäften von aluminiumberuhigtem Stahl mit extra ; auf die kontinuierliche Glühtemperatur erwärmt Tiefziehqualität (nachfolgend der Einfachheit halber i werden. . ■ -
als E. D. D. Q.) bezeichnet, der als Stahl T und Ferner wird beim erfindungsgemäßen Stahlblech
Stahl U angegeben ist, werden die überragenden die höhere Konzentration der (lll)-Ebenen in der Eigenschaften des so erhaltenen erfindungsgemäßen 30 Ebene des Bleches ausgebildet, wenn der Stahl bei Stahles besonders deutlich. höheren Temperaturen kontinuierlich geglüht wird,
Die Erfindung wird nun durch die folgenden Bei- was nur bei einer kontinuierlichen Glühung erreicht spiele erläutert: werden kann bzw. besser erreicht werden kann, als
Die Stähle P und Q, bei denen nur der Kohlenstoff- beim konventionellen chargenweisen Glühen, gehalt höher ist als derjenige des erfindungsgemäßen 35 Der wichtigste Faktor der Erfindung ist jedoch der Bereiches, haben beinahe dieselbe Ziehfähigkeit und Sauerstoffgehalt. Wie oben angeführt, wird — wenn Dehnbarkeit wie die von aluminiumberuhigtem Stahl der Sauerstoffgehalt des Stahles höher als 0;015 Gemit Extratiefziehqualität bei den mechanischen Eigen- wichtsprozent ist — die Preßverformbarkeit (insbeschaften. Jedoch die Ziehfähigkeit und die Dehnbarkeit sondere die Ziehfähigkeit) merklich verschlechtert. Um des Stahles, bei dem der Kohlenstoffgehalt im Bereich 40 diesen Punkt in den Beispielen deutlich zu zeigen, sind der Erfindung liegt, sind beachtlich besser als die der die Beziehungen des Sauerstoffgehaltes zu dem Stähle P und Q. Außerdem sind diese Unterschiede in F-Wert, die Intensität des (lll)-Beugungsmaximums den Eigenschaften besonders in dem Fall bemerkens- und die Intensität des (100)-Beugungsmaximums als wert, bei dem eine Hochtemperaturglühung, wie z. B. die am besten geeigneten Kriterien für die-Ziehfähigeine kontinuierliche Glühung, durchgeführt wird. 45 keit aus den Tabellen II und III entnommen und in den Das heißt, beim Vergleich der Tabelle II mit der Fig. 2, 3 und 4 dargestellt worden. Bei der Beziehung Tabelle III kann festgestellt werden, daß die Unter- zwischen dem "-Wert und dem Sauerstoffgehalt, die schiede der Eigenschaften des erfindungsgemäßen : in F i g. 2 gezeigt ist, besteht die allgemeine Tendenz, Stahles gegenüber denen von verschiedenen Stählen, ; daß der F-Wert bei einer Zunahme des Sauerstoffbei denen nicht nur der Kohlenstoffgehalt, sondern 59 gehaltes reduziert wird, die Veränderung ist jedoch auch derjenige der anderen Bestandteile von > besonders beachtlich bei dem Sauerstoffgehalt von denjenigem des erfindungsgemäßen Stahles differiert, ; ungefähr 0,015 %· Ferner wird diese Tendenz in dem beim kontinuierlichen Glühen stärker hervortritt, ' Fall noch ausgeprägter, wenn eine Hochtemperaturals beim chargenweisen Glühen. Deshalb sind bei der glühung, wie z. B. die kontinuierliche Glühung, durchErfindung die Anteile an Kohlenstoff und anderen 55 geführt wird. Eine ähnliche Tendenz, wie im Falle Elementen entsprechend begrenzt, um auch beim ; des F-Wertes zeigt sich in der Beziehung des Sauerstoffkontinuierlichen Glühen Materialien mit ausgezeich- '; gehalts zu der Intensität des (lll)-Beugungsmaximums, neten Eigenschaften zu erhalten. Der Vorteil' des die in F i g. 3 gezeigt ist, und in der Beziehung zwikontinuierlichen Glühverfahrens liegt in zwei Fak- sehen dem Sauerstoffgehalt und der Intensität des toren. Gewöhnlich bestehen die Faktoren bei einem 60 (100)-Beugungsmaximums, in welchen die Anteile der Glühverfahren, die die Entwicklung eines geglühten , (lll)-Orientierung, die für die Ziehfähigkeit bevorzugt Gefüges bestimmen, aus der Erwärmungsgeschwindig- j wird, und der (100)-Orientierung, die für die Ziehkeit bis zur Glühtemperatur, der Glühtemperatur und '' fähigkeit nicht geeignet ist, sich bei dem Sauerstoffder Zeit, in der das Material auf Glühtemperatur ' gehalt von etwa 0,015% plötzlich ändern. Es wird gehalten wird. Gewöhnlich ist beim niedrig gekohlten 65 angenommen, daß dies dadurch verursacht wird,, daß Stahl die Entwicklung des für das Tiefziehen bevor- . der größere Teil des Sauerstoffs in dem titanenthaltenzugten (lll)-Gefüges ausgeprägter, wenn die Er- den Stahlblech in ein Titanoxyd umgewandelt wird, wärmungsgeschwindigkeit geringer ist, weshalb ein Als Titanoxyd kommen verschiedene in Frage, wie
Oxyde
ζ. Β. TiO, Ti2O3, TiO2 usw., wobei diese
unterschiedliche Kristallstrukturen haben.
Um ein gewünschtes Gefüge auszubilden, ist eine Basis für seine Erzeugung und sein Wachsen notwendig. Gewöhnlich wird angenommen, daß nichtmetallische Einschlüsse, wie z. B. Oxyde, eher einen Einfluß auf den Wachstumsmechanismus des Gefüges ausüben, als auf die Erzeugung der Kerne des Gefüges.
Es ist bekannt, daß bei einem Verzögerungsmittel für die Bewegung bezw. Wanderung der Untergrenzen und der Krongrenzen die Kristallstruktur und die Zustandsebene des Verzögerungsmittels oder Inhibitors (Nitride, Karbide, Oxyde usw.), und ebenso die Größe und die Verteilung eine wichtige Rolle spielen. Es wird gewöhnlich angenommen, daß, wenn nur die Einflüsse der Größe und der Verteilung als Beziehung auftreten, wie in den F i g. 2 bis 4 gezeigt ist, diese Beziehung linear ist. Dementsprechend wird die drastische Änderung bei dem kaltgewalzten Stahlblech, das Titan in einer Menge im Bereich der Erfindung enthält, bei dem Sauerstoffgehalt von etwa 0,015 Gewichtsprozent nicht durch die Größe und die Verteilung der Oxyde verursacht, die durch den Sauerstoffgehalt begrenzt sind, sondern sie wird vermutlich durch die Änderung in der Zusammensetzung der Titanoxyde im Stahl hervorgerufen. Deshalb wird angenommen, daß die Oxyde, die bei einem Sauerstoffgehalt von weniger als 0,015 % existieren, das Wachsen der Kristallkörner (einschließlich Rekristallisationskerne) nicht hindern, die (lll)-Ebenen in der Ebene des Bleches haben.
Solche Einflüsse durch die Änderung der Zusammensetzungen der Oxyde erscheinen in den mechanischen Eigenschaften, wie z. B. der Dehnbarkeit, nicht. Beispielsweise im Hinblick auf die in F i g. 5 gezeigte Beziehung zwischen Dehnung und Sauerstoffgehalt nimmt die Dehnung mit einer Zunahme des Sauerstoffgehaltes nahezu linear ab. Dies mag der Grund dafür sein, warum die Verschiebung oder Versetzung bei der plastischen Deformation und die daraus entstehende Bearbeitungshärtung sehr stark durch die Größe und die Verteilung der Oxyde, jedoch kaum durch die Zusammensetzung der Oxyde u. dgl. beeinflußt werden.
Wie deutlich aus den Beispielen bei den Stählen R und S hervorgeht, ist es notwendig, daß der Titangehalt außer dem Titan in Form von Titanoxyden über 0,02 Gewichtsprozent liegt.
Beträgt der Titangehalt weniger als viermal so viel wie der Kohlenstoffgehalt (z. B. Stahl R), so liegt die Qualität des Stahles unter der handelsüblichen Qualität von unberuhigtem Stahl. Die untere Grenze des Titangehaltes basiert auf dem fundamentalen Konzept, daß die Anwesenheit einer geeigneten Menge an freiem Titan im Stahl ein Faktor zur Erhaltung der ausgezeichneten Qualitäten des erfindungsgemäßen Stahles ist, was durch die Beispiele gestützt wird.
Wie oben bei den konstitutionellen Faktoren der Erfindung erwähnt, ergibt der kaltgewalzte Stahl, der Titan in einer Menge im Bereich der Erfindung enthält, ein überragendes Blech, dessen Eigenschaften bedeutend über denjenigen konventioneller Tiefziehbleche liegen. Wenn ferner ein konventionelles Stahlblech geglüht wird, so ändert sich, ob es sich um einen alternden oder nicht alternden Stahl handelt, immer die Streckgrenze, so daß, um dies zu beseitigen, ein Anlaßwalzen durchgeführt werden muß. Bei dem erfindungsgemäßen kaltgewalzten Stahlblech, das Titan enthält, tritt jedoch keine Änderung der Streckgrenze auf, auch wenn es durch irgendein Glühverfahren geglüht wurde (beispielsweise durch eine chargenweise Glühung oder durch kontinuierliches Glühen), so daß ein Anlaßwalzen zur Verhinderung des Auftretens von Ziehriefen praktisch überflüssig ist. Ferner wird bei diesem Stahl natürlich keine Änderung der plastischen Verformbarkeit bei Anwendung irgendeiner Alterungsbehandlung beobachtet, und die Streckgrenze wird durch die Korngröße wenig beeinflußt. Wie bereits bei den praktischen Beispielen der Erfindung angeführt, hat der erfindungsgemäße, titanenthaltende, kaltgewalzte Stahl als Blech für starke Preßverformung überragende Eigenschaften gegenüber konventionellem Stahl.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Blechhalter« genannt wird. Andererseits kann durch Patentansprüche: 'Sf'^f1 ?*? ^ ^ gewünschten Form ge bildet werden, indem nur em Abschnitt, der m Berührung mit einem Stempel ist, plastisch verformt wird,
1. Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten 5 während der Flansch des Rohlings durch einen Stahlbleches mit ausgezeichneter Tiefziehfähigkeit Blechhalter gehalten wird oder an dem Bundteil und Duktilität, dadurch gekennzeich- Wulste vorgesehen sind, wobei dieser Vorgang net, daß Stahl, der 0,001 bis 0,020 Gewichts- »Tiefziehen im Anschlag« genannt wird.
prozent C, weniger als 0,45 Gewichtsprozent Mn, Es sind zahlreiche Stahlbleche zum Tiefziehen
weniger als 0,015 Gewichtsprozent O und 0,02 bis io bekannt, aber bei der Beurteilung der Verformungs-
0,5 Gewichtsprozent Ti außer Ti in Form von fähigkeit der Stahlbleche wird — streng genommen —
Ti-Oxyden enthält, wobei der Titangehalt höher nicht immer zwischen plastischer und elastischer
ist als der 4fache Kohlenstoffgehalt, und der Rest Verformung unterschieden.
aus Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen Es besteht jedoch keine direkte Beziehung zwischen
besteht, daß dieser Stahl bei einer Temperatur 15 plastischer und elastischer Verformbarkeit, und um
über 780° C warmgewalzt und mit einem Reduk- daher die Bearbeitbarkeit von Materialien zum Preß-
tionsverhältnis von mehr als 30% kaltgewalzt bearbeiten zu verbessern, ist es zweckmäßig, die
wird und daß er dann bei einer Temperatur von Produktionsfaktoren im Hinblick auf die plastische
650 bis 1000°C geglüht wird. und elastische Verformbarkeit festzulegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 Unter den zahlreichen Faktoren gibt es solche, die zeichnet, daß dieses kaltgewalzte Stahlblech bei die eine Eigenschaft verbessern, aber die andere einer Temperatur unter 900° C im Kasten oder im herabsetzen. Findet man ein Material, das plastisch offenen Bund geglüht wird. und elastisch gut verformbar ist, so kann ein solches
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Material in weitem Umfang für eine starke Preßzeichnet, daß dieses kaltgewalzte Stahlblech bei 25 bearbeitung verwendet werden.
einer Temperatur von 750 bis 1000 0C kontinuier- Die Ziehfähigkeit wird im Zugversuch aus dem
lieh geglüht wird. Verhältnis der plastischen Verformung in Breiten-
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- richtung ew und der in Dickenrichtung et bestimmt, zeichnet, daß dieses Stahlblech 0,001 bis 0,020 Ge- und dieses Verhältnis ist das sogenannte plastische wichtsprozent C, weniger als 0,015 Gewichtspro- 30 Verformungsverhältnis r = sw/et. Wenn ein Durchzent O und 0,02 bis 0,5 Gewichtsprozent Ti außer schnittswert des plastischen Verformungsverhältnisses 7, Ti in Form von Ti-Oxyden enthält und daß dieser den man dadurch erhält, daß man die Proben, die Titangehalt höher ist als der 4fache Kohlenstoff- in jeder Richtung in der Ebene des Bleches beschnitten gehalt und der Rest aus Eisen und unvermeid- sind, einem Spannungsversuch unterwirft, groß ist, baren Verunreinigungen besteht. 35 so ist auch die Tiefziehfähigkeit gut. Das durchschnittliche plastische Verformungsverhältnis bezieht sich auf die bevorzugte Kristallorientierung eines Materials, und bei einem Stahlblech wird das durchschnittliche plastische Verformungsverhältnis größer,
40 wenn die Dichte der (lll)-Kristallebene und der Kristallebenen in der Nähe der (lll)-Ebene, die sich
' in der Walzebene des Stahlbleches anhäufen, größer
ist und wenn die Dichte der (100)-Ebene und der Ebenen in der Nähe der (100)-Ebenen kleiner ist. 45 Es ist ferner zu berücksichtigen, daß die Tiefziehfähigkeit besser ist, wenn der Erichsen-Wert (oder Olsen-Napfwert), eine Dehnung durch Spannungsversuch, und der Härtungsexponent durch Bearbeitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung größer sind und wenn die Streckgrenze und das eines kaltgewalzten Stahlbleches mit ausgezeichneter 50 Streckgrenzen-Spannungsverhältnis niedrig sind. Tiefziehfähigkeit und Duktilität. Gewöhnlich wird eine Plastische und elastische Verformbarkeit stehen in
starke Preßverformung zur Herstellung von Teilen fundamentalem Zusammenhang mit der chemischen mit komplizierten Formen aus Blech unter Verwen- Zusammensetzung des Stahles, der Größe, Form und dung eines Stempels und einer Matrize mit dem Verteilung der im Stahl enthaltenen Einschlüsse oder Ausdruck »Tiefziehen« bezeichnet. Die Verformung 55 der Kristallkorngröße und dem Gefüge des Stahles, eines Materials beim »Tiefziehen« ist jedoch keine Gegenwärtig werden kaltgewalzte, aluminiumberu-
einfache Verformung, sondern eine Kombination ver- higte, niedriggekohlte Stahlbleche mit extra Tiefziehschiedener Faktoren, wie Ziehen, Dehnen und Biegen qualität in weitem Umfang verwendet. Es gibt ferner in verschiedenen Geschwindigkeiten. einen niedrig gekohlten Stahl, bei dem die Zieh-
Bei der Betrachtung der Probleme der Preßbearbei- 60 fähigkeit bei Zugabe eines spezifischen Elementes, tung muß deshalb von Blechen die Preßverformbarkeit wie Phosphor, Antimon und Molybdän, verbessert strickt wenigstens in »Ziehfähigkeit« und »Fließfähig- wird, wodurch ein stärkeres (lll)-Gefüge, das für keit« getrennt werden, entsprechend der Art der Tiefziehfähigkeit bevorzugt wird, beim Rekristalli-Verformung, der das Material ausgesetzt wird. Beim sationsglühen nach dem Kaltwalzen entwickelt wird, Tiefziehen beispielsweise eines zylindrischen Napfes 65 aber ein derartiger Stahl ist in der Dehnbarkeit dem aus einem kreisförmigen Rohling läßt man das Metall aluminiumberuhigten Stahl unterlegen, am Umfang des Rohlings (Flanschteil) in eine Form Ferner kann man durch Entkohlen eines Stahles
oder Gesenköffnung hineinfließen, was »Ziehen ohne mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit Hilfe einer
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