DE2324788A1

DE2324788A1 - Kohlenstoffarmer stahl und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2324788A1
Application number: DE2324788A
Authority: DE
Inventors: James A Elias; Rollin E Hook
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1972-05-19
Filing date: 1973-05-16
Publication date: 1973-11-29
Also published as: DE2324788C2; ES414942A1; BR7303676D0; GB1402492A; FR2185690B1; FR2185690A1; JPS4942521A; NL7306803A; CA983293A; BE799357A; JPS5412883B2; SE7613671L; ZA732841B; SE406089B; AU5507973A; AU469152B2; US3765874A

Description

ARMCO STEEL CORPORATION
703 Curtis Street,

Mlddletown, Ohio V.St.A.

Unser Zeichen: A 1655

Kohlenstoffarmer Stahl und Verfahren zu seiner

Herstellung

Die Erfindung betrifft einen nicht-alternden, kohlenstoffarmen, vakuumentgasten Stahl, der Niob, Titan und/oder Zirkonium enthält, eine hohe Duktilität, ein hohes Zugfestigkeits/Streckfestigkeits-Verhältnis und im warmgewalzten, kaltgewalzten und geglühten Zustand keine Dehnung an der Streckgrenze aufweist. Der erfindungsgemäße Stahl eignet sich sehr gut für die Herstellung von warmgewalzten, kaltgewalzten - kistengeglühten, kaltgewalzten - kontinuierlich geglühten und kaltgewalzten - kontinuierlich geglühten und durch heißes Eintauchen mit einem metallischen- oder nicht-metallischen Überzug versehenen Produkten.

Es ist bereits ein mit Niob behandelter, nicht-alternder, vakuumentgaster, kohlenstoffarmer Stahl vorgeschlagen worden.

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Dr.Hn/ju

Dieser Stahl weist im geglühten Zustand an der Streckgrenze praktisch keine Dehnung auf, besitzt ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften, ist im wesentlichen frei von Einschlüssen und frei von einem kritischen Kornwachstum. Dieser Stahl besteht im wesentlichen aus etwa O₉002 bis etwa 0,015 % Kohlenstoff, etwa 0,02 bis etwa 0,30 % Mob, etwa 0,05 bis etwa 0,60 % Mangan, bis zu etwa 0,035 % Schwefel, bis zu etwa 0,010 % Sauerstoff, bis zu etwa 0_$012 % Stickstoff, bis zu etwa 0,080 % Aluminium, Phosphor und Silizium in Rückstandsmengen und zum Rest im wesentlichen aus Eisen.

Früher wurde bereits auf die Zugabe von Niob, Tantal, Vanadin, Bor oder Titan als Carbid- und/oder Nitrid-bildende Elemente zur Herstellung eines nicht-alternden, unberuhigten Stahls mit guten Tiefzieheigenschaften hingewiesen (vgl. z.B„ die US-Patentschriften 2 999 74-9, 3 102 831 und 3 183 078)«

In der US-Patentschrift 3 522 110 ist ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Stahls angegeben, der nach den dortigen Angaben nicht-alternd ist und ausgezeichnete Tiefzieheigenschaften besitzt. Dieser Stahl enthält mehr als 0,001 und weniger als 0,020 % Kohlenstoff, weniger als 0,45 % Mangan, weniger als 0,015 % Sauerstoff, weniger als 0,007 % Stickstoff, mehr als 0,02 und weniger als 0,5 % Titan (außer dem Titan, das in Form von Titanoxyden vorliegt) und als Rest Eisen. Der Stahl kann Schwefel in Mengen von weniger als 0,05 % und geringe Mengen Aluminium enthalten. Titan muß in Mengen von mehr als dem Vierfachen des Kohlenstoffgehaltes vorhanden sein. Das Verfahren besteht darin, daß man das Material bei einer Temperatur von mehr als 780°C (1436⁰P) warmwalzt, unter einer Reduktion (Dickenverminderung) von mehr als 30 % kaltwalzt und bei einer Temperatur von 65O bis -100O⁰O (1202 bis 1832⁰F) glüht, Nach

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den dortigen Angaben werden durch kontinuierliches Glühen "bessere Eigenschaften des Produktes erzielt.

In der US-Patentschrift 3 6O7 456 ist ein Stahl "beschrieben, der nach den dortigen Angaben im kaltgewalzten und geglühten Zustand ausgezeichnete Tiefzieheigenschaften und eine ASTM-Korngröße von 6,0 bis 9,0 aufweist. Der Stahl besteht im wesentlichen aus höchstens 0,020 % Kohlenstoff, höchstens 0,60 % Mangan, höchstens 0,010 % Stickstoff, höchstens 0,015 % Sauerstoff, 0,15 bis 0,30 % Titan und zum Rest im wesentlichen aus Eisen. Schwefel kann in einer Menge von höchstens 0,03 °/° vorhanden sein und Aluminium kann in geringen Mengen vorhanden sein. Das Gewichtsverhältnis von Titan zur Summe der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte muß mindestens 7'· 1 betragen. Das Produkt wird hergestellt durch Warmwalzen, Fertigmachen (Endbehandeln) bei einer Temperatur oberhalb 843°C (155O⁰F), Kühlen und Offenbundglühen innerhalb eines Temperaturbereiches von 482 bis 649°C (900 bis 1200°F), Kaltreduzieren um 50 bis 85 % und ansatzweises Glühen innerhalb des Temperaturbereiches von 843°C (1550⁰F) und der a-y-Umwandlungstemperatur.

In der britischen Patentschrift 1 192 794 ist ein Verfahren zur Herstellung eines kohlenstoffarmen Stahls angegeben, der nach den dortigen Angaben im wesentlichen nicht-alternd ist und gute Tiefzieheigenschaften aufweist, das darin besteht, daß man den Kohlenstoffgehalt eines unberuhigten, geschmolzenen Stahls durch Vakuumentgasen auf weniger als 0,02 % verringert, einen Carbidbildner zusetzt, kaltgewalzte Bleche herstellt und die Bleche bei 700 bis 95O⁰C (1292 bis 1742^OF) glüht. Als Carbidbildner wird Titan, Vanadin, Niob, Tantal, Zirkonium, Uran, Hafnium oder Thorium verwendet und er muß in ausreichenden Mengen zugegeben werden, um den gelösten Kohlenstoffgehalt bei der Glühtemperatur

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auf weniger als 0,002 % herabzusetzen. Bei Verwendung von Titan muß <ler Gehalt mehr als das Vierfache des Kohlenstoffgehaltes betragen.

Aus den vorstehend angegebenen Patentschriften geht hervor, daß Titan bereits seit langem als hochwirksames Element zur Eliminierung der Alterung und Dehnung an der Streckgrenze in kohlenstoffarmen Stählen angesehen wird. Die nach den bisher bekannten Verfahren hergestellten, mit Titan behandelten Stähle haben jedoch im kaltgewalzten und geglühten Zustand eine ziemlich geringe Zugfestigkeit. Dies geht aus den nachfolgend angegebenen Daten hervor, die zeigen, daß die durchschnittliche Zugfestigkeit von mit Titan behandelten Stählen, wie sie für die bekannten Stähle typisch sind, im kaltgewalzten und geglühten Zustand etwa 303 MIT/m beträgt. In der US-Patentschrift 3 607 456 wird die Zugabe eines Überschusses von Titan empfohlen, der mindestens z.T. in die feste Lösung geht. Dies geht aus der Forderung nach einer minimalen Menge von 0,15 ⁰A Titan hervor.

In der US-Patentschrift 3 102 831 ist ein Verfahren zur Herstellung von beruhigten, halb-beruhigten oder unberuhigten Stählen angegeben, die etwa 0,005 bis etwa 0,050 % Hiob enthalten, bei dem Blöcke, Brammen oder Stäbe auf eine Temperatur oberhalb 1260⁰C (230O⁰F) erhitzt, mit einer Fertigmachtemperatur (Sndbehandlungstemperatur) zviischen 843 und 955°C (1550 und 17>0°P) warmgewalzt, schnell auf weniger als 64-9°G (1200⁰I?) abgekühlt und dann mit normaler Geschwindigkeit an der Luft abkühlen gelassen v/erden. Sie Stähle enthalten 0_?Q2 bis O₃5O % Kohlenstoff, 0,005 bis 0,5 % Silicium₉ 0,15 bis 1,6*% Mangan, 0,005 bis O₉O5O % Niob, Phosphor und Schwefel in Sückstandsmengen und als Rest Eisen.

In der US-Patent schrift 2 999 7^-9 ist ein Verfahren sur Herstellung eines nicht-alternden„ unberuhigten Stahls angegeben,

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bei dem zu einem geschmolzenen Stahl ein Zusatz zugegeben wird, der mindestens 25 % Mangan und mindestens eines der Elemente Niob, Tantal, Vanadin und Bor in einer Menge enthält, die ausreicht, um sich mit dem vorhandenen Stickstoff zu verbinden. Dem Zusatzmittel können auch geringe Mengen eines Desoxydationsmittels, wie Zirkonium, Titan, Beryllium, Magnesium, Aluminium, Calcium, Silicium und/oder Barium einverleibt werden.

Obwohl nach den Angaben gemäß dem oben genannten Stand der Technik mit Niob behandelte Stähle ein Material und ein Verfahren ergeben, mit deren Hilfe es möglich ist, ein breites Spektrum von vorteilhaften Eigenschaften im warmgewalzten oder kaltgewalzten Zustand zu erzielen, führt die Niobzugabe zu Ausscheidungshärtungseffekten, die eine Verringerung der Duktilität bewirken, wenn nicht der Kohlenstoffgehalt auf einen niedrigen Wert herabgesetzt und das warmgewalzte Band bei einer hohen Temperatur fertig-gemacht und offenbundgeglüht wird. Darüber hinaus ist das bekannte Produkt wegen des verhältnismäßig hohen Niob/Kohlenstoff-Verhältnisses relativ teuer.

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen nicht-alternden, kohlenstoffarmen Stahl anzugeben, der praktisch keine Dehnung an der Streckgrenze aufweist und im warmgewalzten Zustand eine hohe Duktilität, eine gute Verformbarkeit und eine niedrige Streckfestigkeit aufweist, die von der Offenbundglühtemperatur (coiling temperature) und dem Gesamtkohlenstoffgehalt praktisch unabhängig ist, der im kaltgewalzten Zustand ausgezeichnete Zugdehnungswerte und hohe Zugfestigkeits/Streckfestigkeits-Verhältnisse aufweist und im kaltgewalzten-kontinuierlich geglühten und durch heißes Eintauchen mit einem Metallüberzug versehenen Zustand hohe Zugdehnungswerte und ein hohes durchschnittliches plastisches Dehnungsverhältnis aufweist. Ziel der Er-

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findung ist es ferner, einen Stahl mit den oben angegebenen Eigenschaften anzugeben, bei dem die Zugaben an Mob mid Titan oder Niob und Zirkonium im Vergleich zu der Menge • jedes Elementes, die zur Erzielung-"vergleichbarer Eigenschaften bei ihrer alleinigen Verwendung erforderlich sind, herabgesetzt sind.

Die vorstehend angegebenen Ziele der Erfindung werden, erreicht mit einem vakuumentgasten und de s oxydiert en, kohlenstoff armen Stahl, der Niob- und Titan- oder Zirkoniumzusätse entspx^echend den folgenden Beziehungen enthält:

Titan -und Niob verwendet werden, muß die ü?itanmenge gleich sein oder geringer sein als 4 χ Gew.-% Kohlenstoff + 3J²J-P χ Gew.-% Stickstoff, außer dem Titan, das in Form von Titanoxyden verwendet wird. Dies kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

(1) ?P5 ^ τ , außer wenn Ti in Form von Ti-Oxyden

vorliegt,

worin 12 das Atomgewicht von G und 14 das Atomgewicht von N bedeutet. Das Titan/Kohlenstoff-Verhältnis ist somit gleich oder kleiner als 4:1, außer dem Titan, das in Form von Titanoxyden und Titannitriden verwendet wird.

Die Kiobmenge muß (2a) mehr als 0,025 Gew.-% betragen, wenn Ti _ 4

^ 12 +

oder die Niobmenge muß (2b) mehr als 0,025 Gew_e-% +7,75

~%G . - SS»-* M- -J^iJgew.-%g) j _betraf,en, wenn

gesaiat ^f

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Ti . 4

12 » < Λ

vorausgesetzt, daß

[Gew.-» C_Eesamt - ] ^. O₁OO₃ bis

0,004 Gew.-% C.

In der obigen Gleichung (2b) geht man davon aus, daß der auf 0,025 Gew.-% folgende Faktor die Niobmenge darstellt, die erforderlich ist, um sich mit dem Teil des Gesamtkohlenstoffs zu verbinden, der nicht schon an Titan gebunden ist. Wie nachfolgend näher erläutert wird, wird der Ausseheidungshärtungseffekt von Niobcarbiden vermieden, wenn weniger als 0,003 bis0,004- Gew,-% Kohlenstoff so gebunden werden.

Wenn Zirkonium und Niob verwendet werden, muß die Zirkoniummenge gleich oder weniger als 7,6 χ Gew.-% Kohlenstoff + 6,51 x Gew.-% Stickstoff betragen, außer dem Zirkonium, das in Form von Zirkoniumoxyden und Zirkoniumsulfiden vorliegt. Dies kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden

(5) ^ ψ 0 + 4| N ^Λ

außer dem Zr in Form von Zr-Oxyden und Zr-SuIfiden , wobei 12 das Atomgewicht von C und 14- das Atomgewicht von N bedeuten.

Die Niobmenge muß (4-a) größer als 0,25 Gew.-% sein, falls Zr

oder die Niobmen^e muß (4-b) größer sein als

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0,025 Gew.~% + 7,75

(Gew.-% Zr - 6,51 Gew.-% N) _Ί 7,6 · ^J

falls
Zr

14

vorausgesetzt, daß

[Gew.-% 0 - (^ew.-% Zr - 6^1 Gew.-0 N)₃^ ^_{003 Mg 0}

Gew.-% 0. _e ■ ·

In der obigen Gleichung (4b) stellt der auf 0,025 Gew.-5& folgende Faktor die Niobmenge dar₃ die erforderlich ist, um sich mit dem Q?eil des Gesamtkohlenstoffs zu verbinden, der nicht bereits an Zirkonium gebunden ist» Der Gewichtsprozentsatz_ Zr schließt Zr-Oxyde und Zr-SuIfide aus.

Wenn die Zusammensetzungen der Legierungen den oben in (1), (2a) oder (2b) oder in (3)₅ (4a) oder (4b) angegebenen Bedingungen genügen₅ haben die Stähle die folgenden Eigenschaften:

Im warmgewalzten Zustand werden die bei den mit Niob behandelten Stählen beobachteten Ausscheidungshärtungseffekte eliminiert. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Ausscheidungshärt.ung mit einer Miobcarbidbildung in den mit Mob behandelten Stählen einhergeht. Es wurde nun gefundenj daß die Zugabe von.Titan oder Zirkonium in Kombination mit NiotJ zur bevorzugten Bildung von Titan- oder Zirlconiumcarbiden anstelle von Niobcarbiden führt. Der warmgewalzte dünne Stab weist somit Eigenschaften auf₃ die von der Offenbundglühtemperatur_? die sum Vi/armwalzen angewendet

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wird, und von dem Gesamtkohlenstoff gehalt praktisch unabhängig sind. Die hauptsächlichen vorteilhaften Eigenschaften sind folgende: Fehlen einer Dehnung an der Streckgrenze, deren Vorhandensein zum Auftreten von unerwünschten Bundbrüchen und Furchen-führt j eine gute Verformbarkeit und Ziehbarkeit, die mit einer niedrigen Streckfestigkeit, einem hohen Zugfestigkeits/Streckfestigkeits-Verhältnis und einer guten Duktilität verbunden ist.

Obwohl die nur mit Titan behandelten Stähle im warmgewalzten Zustand vergleichbare Eigenschaften aufweisen, erfordern die erfindungsgemäßen Stähle die Verwendung von wesentlich weniger Titan als diejenigen, die nur Titan enthalten. Da die Titanrückgewinnung verhältnismäßig gering ist (im allgemeinen 60 bis 70 %) geht daraus hervor, daß ein geringerer Gesamtverlust auftritt bei den niedrigeren Zugabenmengen, die erfindungsgemäß erforderlich sind, wodurch die Kosten gesenkt werden. Im kaltgewalzten und ansatzweise geglühten Zustand führt die Zugabe von Titan oder Zirkonium in Verbindung mit Niob zu Zugdehnungswerten, die denjenigen von nur Niob enthaltenden Stählen überlegen sind, und sie führt zu einem durchschnittlichen plastischen Dehnungsverhältnis, das äquivalent zu demjenigen der nur Niob enthaltenden Stähle ist. Die Eigenschaften sind charakterisiert durch das Fehlen einer Dehnung an der Streckgrenze in dem geglühten Zustand, hohe r -Werte, die zu einer besonders guten Tiefziehqualität führen, hohe Zugfestigkeits/Streckfestigkeits-Verhältnisse, ausgezeichnete Zugdehnungswerte. Die erfindungsgemäßen Stähle weisen eine feinere Korngröße auf als die mit Titan allein behandelten Stähle. Dies ist für einige Anwendungszwecke eines kaltgewalzten und ansatzweise geglühten Materials von Vorteil, beispielsweise zur Vermeidung einer "orangenschalenartigen" (holperigen) Oberfläche bei gezogenen Teilen, deren Aussehen wichtig ist, wie z.B. bei mit Chrom

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plattierten Teilen, die eine Oberflächenbeschaffenheit von Edelsteinqualität haben müssen.

Im kaltgewalzten und kontinuierlich geglühten oder im kontinuierlich geglühten und durch heißes Eintauchen mit einem Metallüberzug versehenen Zustand führt die Zugabe von Titan oder Zirkonium in Kombination mit Niob zu Zugdehnungswerten, die denjenigen von nur Niob enthaltenden Stählen deutlich überlegen sind, und zu durchschnittlichen plastischen Dehnungsverhältniswerten, die denjenigen von nur Niob enthaltenden Stählen überlegen sind. Die Eigenschaften sind charakterisiert durch das Fehlen einer Dehnung an der Streckgrense in dem geglühten Zustand, hohe r -Werte, die zu einer besonders guten Tiefziehqualität führen, hohe Zugfestigkeits/Streckfestigkeits-Yerhältnisse und ausgezeichnete Zugdehnungswerte.

Der erfindungsgemäße Stahl hat gemäß seinem breitesten Aspekt in der Block-oder warmgewalzten Bandstufe die nachfolgend in Gew.-% angegebene Zusammensetzung:

Niob
Titan

oder Zirkonium

Kohlenstoff
Stickstoff
Mangan
Schwefel

Sauerstoff (insgesamt;

Aluminium (insgesamt)

Phosphor
Silicium
Best

>0,025 bis 0,12 %

etwa 0_t015 bis 0,12 %, außer dem Ti, das in

. Form von Ti-Oxyden vorliegt,

etwa 0,028 bis 0,18 %, außer dem Zr,das in

Form von Zr-Oxyden und -Sulfiden vorliegt,

etwa 0,002 bis 0,020 % 0 bis etwa 0,008 % 0 bis etwa 0,60 % 0 bis etwa 0,035 %

0 bis etwa 0,010 %

0 bis etwa 0,04-5 %

Rückstandsmenge

im wesentlichen Eisen mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

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In dem obigen Stahl ist der gesamte Stickstoff gebunden in Form von Titan- oder Zirkoniumnitriden und der den V/ert von 0,003 bis 0,004- % übersteigende gesamte Kohlenstoff ist in Form von Titan- oder Zirkoniumcarbiden gebunden. Wenn Zirkonium verwendet wird, ist der gesamte Schwefel in Form eines Zirkoniumsulfids gebunden.

Der Zusammensetzungsbereich im kaltgewalzten und geglühten Zustand ist praktisch der gleiche wie er oben für den Blockoder warmgewalzten Bandzustand angegeben ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß dann, wenn das Material ■Verarbeitungsbedingungen unterworfen wird, die zu einer Aufnahme von Stickstoff führen (z.B. eine dichte Offenbundglühung des kaltgewalzten Streifens in einer Wasserstoff-Stickstoff-Atmosphäre), im Rahmen der vorliegenden Erfindung der geschmolzenen Charge auch ein ausreichender Überschuß an Titan oder Zirkonium zugegeben werden kann, um die erwartete Stickstoffaufnähme zu reinigen (zu binden), um somit irgendeine wesentliche Bildung von freiem Stickstoff in dem Endprodukt zu verhindern.

Der erfindungsgemäße Stahl wird hergestellt durch Schmelzen einer Stahlcharge auf irgendeine übliche V/eise mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,05 %, Vakuumentgasen des Stahls bis auf einen Kohlenstoffgehalt von maximal etwa 0,020 %, einen Sauerstoffgehalt von maximal etwa 0,010 % und einen Stickstoffgehalt von maximal etwa 0,008 /£, Zugeben von Titan oder Zirkonium in einer Menge, die so berechnet ist, daß sie ausreicht, um mit dem gesamten Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff (plus Schwefel im Falle von Zirkonium) zu reagieren, Zugeben von Niob in einer Menge, die ausreicht, um mehr als 0,025 ^c/o Mob in der festen Lösung in dem warmgewalzten Zustand zu bilden, was durch Blechanalyse bei Raumtemperatur bestimmt wird. Der entgaste Stahl wird dann zu Blöcken oder Strängen vergossen, erstarren ge-

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lassen, bis auf Banddicke warmgewalzt, "bei üblichen Temperaturen von etwa 816°C bis etwa 92?°° fertig-gemacht (endbehandelt) und auf übliche Weise offenbundgeglüht. Das warmgewalzte Produkt wird dann auf übliche Weise gebeizt und bis auf die Endstärke kalt reduziert und in einer ansatzweisen Glühung einer Endglühung von etwa 705 bis 788°C oder in einer kontinuierlichen Giühung einer Endglühung von bis zu 900⁰C Streifentemperatur unterworfen.

Die Entgasung umfaßt die Desoxydation durch Zugabe von genügend Aluminium zum Eliminieren einer übermäßigen Gasentwicklung vor der Zugabe von Niob und Titan oder Zirkonium. In dieser Stufe kann das Aluminium als Oxydationsmittel auch durch Silizium oder Titan ersetzt werden.

Aus den vorstehenden Angaben geht hervor, daß sich die vorliegende Erfindung von der in der oben erwähnten US-Patentschrift 3 522 110 beschriebenen Erfindung dadurch unterscheidet, daß Titan (oder Zirkonium) in Kombination mit Niob erforderlich ist, wobei der Titangehalt gleich oder weniger als dem 4-fachen des Kohlenstoffgehaltes plus dem 3_s4-3-fachen des Stickstoffgehaltes ist. In der genannten Patentschrift ist eine Zusammensetzung angegeben, die 0,001 bis 0,020 % Kohlenstoff und 0,02 bis 0,5 % Titan (mit Ausnahme von Titan als Oxyde) enthält, wobei der Titangehalt mehr als das 4—fache des Kohlenstoffgehaltes beträgt. In dieser Patentschrift sind keine Stähle beschrieben, die innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen, in denen der Titangehalt gleich oder unterhalb des 4—fachen des Kohlenstoffgehaltes plus dem 3,^3-fachen des Stickstoffgehaltes liegt. In der oben genannten US-Patentschrift 3 607 4-56 ist ein Stahl beschrieben, der mindestens 0,15 % Titan enthalten muß und einen maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,020 und einen maximalen Stickstoffgehalt von 0,010 % aufweist, wobei der Titangehalt mindestens das 7-fache des Kohlenstoffgehaltes plus des Stickstoffgehaltes

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beträgt. Im Gegensatz dazu müssen erfindungsgemäß Titan (oder Zirkonium) und Niob vorhanden sein, wobei der maximale Titangehalt 0,12 % beträgt und — dem 4-fachen des Kohlenstoff gehaltes plus dem 3»43-fachen des Stickstoffgehaltes ist.

Während die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die allgemeine Zusammensetzung in breiten Bereichen beschrieben wurde, werden nachfolgend die bevorzugten und besonders bevorzugten Bereiche erläutert, die eine optimale Kombination von Eigenschaften ergeben. In der folgenden Tabelle beziehen sich alle Angaben auf Gew.-%.

bevorzugter besonders bevorzug-Bereich ter Bereich

Niob > 0,025-0,060 % >0,025-0,040 %

Titan (mit Ausnahme von Ti

als Ti-Oxyde) oder 0,015-0,061 % 0,015-0,045 %

Zirkonium (mit Ausnahme von

Zr als Zr-SuIf ide und *

-Oxyde) 0,028-0,12 % 0,028-0,085 %

Kohlenstoff 0,002-0,010 % 0,002-0,006 %

Stickstoff 0,002-0,006⁷^ 0,002-0,006%

Mangan 0-0,35 % 0-0,35 %

Schwefel 0-0,02 % 0-0,01 %

Sauerstoff (insgesamt) 0 bis 0,004 % 0-0,004 %

Aluminium (insgesamt) 0,015-0,020 % 0,015-0,020 %

Phosphor 0-0,010 % 0-0,010 %

Silizium 0-0,015 % 0-0,015 %

Rest im wesentlichen Eisen außer zufäl

ligen Verunreinigungen

In den obigen Legierungen gilt vorzugsweise, wenn Titan verwendet wird,

Ti - 4
—· · -— ^a ^r » außer dem Ti in Form von Ti-Oxyden,

π · ei nt I

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und wenn Zirkonium verwendet wird, gilt

·■■ — = -Hr- , außer dem Zr in Form von Zr-Oxyden und

-Sulfiden.

Wenn Zirkonium in einer Menge von mehr als 7,6 χ Gew.-% Kohlenstoff plus 6,51 x Gew.-% Stickstoff zugegeben wird, verbindet es sich mit dem Schwefel in dem Gewichtsverhältnis von 1,42 Zirkon: 1 Schwefel", unabhängig davon, ob genügend Mangan zur Verbindung mit Schwefel vorhanden ist oder nicht. Da erfindungsgemäß die geschmolzene Charge einer Vakuumdesoxydation und praktisch vollständigen Desoxydation mit Aluminium oder Titan unterworfen-wird, ist die gebildete Menge an Zirkoniumoxyden vernachlässigbar gering.

Obwohl Titan und Zirkonium praktisch äquivalente !Punktionen haben, wenn sie zusammen mit Niob» zugegeben werden, geht aus dem oben Gesagten hervor, daß doch einige Unterschiede bestehen. Es wurde nämlich gefunden, daß anders als ITiob Titan und Zirkonium keinen Ausscheidungshärtungseffekt ergeben. Andererseits hat Titan nur einen sehr geringen Effekt auf die Verzögerung der Rekristallisation, während Zirkonium einen starken Effekt in bezug auf die Verzögerung der Rekristallisation hat, der mit demjenigen von Niob vergleichbar ist· Zirkonium entfernt (bindet) Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel in Gegenwart von Niob, Mangan und Aluminium. Titan verhält sich ähnlich in bezug auf Kohlenstoff und Stickstoff. Titan ist ein stärkerer Carbidbildner als Niob. Jedoch reagieren sowohl Titan als auch Zirkonium vorzugsweise vor dem Kohlenstoff mit Stickstoff.

Innerhalb der oben angegebenen bevorzugten Zusammensetzungsbereiche können beispielhafte Zusammensetzungen aus den

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Gleichungen (1) und (2a) oder (2b) oder (5) und (4a) oder (4b) errechnet werden, welche die gewünschten Eigenschaften besitzen. Nachfolgend ist eine Tabelle für Titan- und Niobzusätze beispielhaft angegeben, in denen der Gesamtkohlenstoff-, Stickstoff- und Niob-Gehalt in Gew.-% angegeben ist. Der Gewichtsprozentsatz von Titan schließt die zur Bildung von Carbiden und Nitriden verfügbare Menge ein, schließt jedoch Titan in Form von Titanoxyden aus.

erf order- für 0,005% N für 0,004% N für 0,005% N für C in liches erforderliches erforderliches erforderli- % Nb in % Ti in % Ti in % ches Ti in %

0,05	0,0225	0,0260	0,0295	0,005
0,04	0,0173	0,0208	0,0243	0,003
0,05	0,0122	0,0157	0,0192	0,003
0,06	0,0070	0,0105	0,0140	0,003
0,05	0,0345	0,0580	0,0415	0,006
0,04	0,0293	0,0328	0,0365	0,006
0,05	0,0241	0,0276	0,0511	0,006
0,06	0,0189	0,0224	0,0259	0,006
0,05	0,0465	0,0500	0,0555	0,009
0,04	0,0413	0,0448	0,0485	0,009
0,05	0,0361	0,0396	0,0451	0,009
0,06	0,0509	0,0344	0,0579	0,009

Die Beziehung der Zusammensetzungen, insbesondere der Menge des nicht gebundenen Niobs,zu den Eigenschaften eines mit Titan und Niob behandelten Stahls mit variierenden Kohlenstoff gehalten wurde untersucht. Der Kohlenstoffgehalt in einem Block eines in einem Walzwerk hergestellten Stahls wurde vom unteren Ende bis zum oberen Ende des Blockes erhöht durch Verwendung einer Kohlenstoff tragenden heißen Abschlagverbindung (topping compound) nach dem Abstechen. Die Analyse und die Eigenschaften bei variierenden Kohlenstoffgehalten sind in der folgenden Tabelle I angegeben.

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!Tabelle I

ITb Ti C N S B/In Al im Walzwerk kaltgewalzte Bramme

warmgev/alzt 60 % geglühte. Bramme

0,028* 0,043* 0,0130** 0,0036* 0,013* 0,28* 0,045* 0,0084** ....

ο 0,0076**

S 0,0072** '

% TPE	5.	732°C-4Stunden	r-90°
	-	% YPE	1,18
0	12	1,36
	0	1,73
0	1,77
0

Fortsetzung von Tabelle I

CJ O CO OO ■Ρ* OO

Ti als TiN Ti als TiC Ti nicht-gebunden Nb als NbC Nb nicht-gebunden C nicht-gebunden

0,0124	0,0306	Io	0,028	O	0,0017
0,0124	0,0306	\°	0*0062	0,0218	O
0,0124	0,0306	l°	O	0,028	O
0,0124	0,0288	O,pol 8 \	O	0,028	O

ο ♦ Pfannenanalysen ₍

% ** warmgewalzte dünne Stabanalyse '^(Durchschnitt aus dem Front- und Endabschnitt des

Stabes)

ι _\

fs) U)

OO

£s sei darauf hingewiesen, daß die Probe mit dem höchsten Kohlenstoffgehalt, in der kein nicht-gebundenes Titan und Niob, sondern 0,0017 % nicht-gebundener Kohlenstoff vorhanden waren, sowohl im warmgewalzten als auch im kaltgewalzten und geglühten Zustand eine wesentliche Dehnung an der Streckgrenze aufwies. Im Gegensatz dazu wies die Probe, die 0,,0076 % Kohlenstoff mit 0,028 % Niob in fester Lösung enthielt, weder im warmgewalzten noch im kaltgewalzten und geglühten Zustand eine Dehnung an der Streckgrenze auf und sie wies eine deutliche Zunahme des Quer-r-Wertes auf. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der absolute r--Wert für diese Probe etwa 2 betragen hätte, wenn sie einer Kaltwalzung .und Glühung in einem Walzwerk unterworfen worden wäre. Die Größe der einzelnen r-Werte ist nicht wesentlich, jedoch zeigen die Unterschiede zwischen den ersten und letzten zwei Proben die Eliminierung der Dehnung an der Streckgrenze und den deutlichen Anstieg der r-Werte, der aus der Anwesenheit von mehr als 0,025 % Niob in fester Lösung resultiert.

In der obigen Tabelle I wurde die Verteilung von Titan als TiN und TiC und Niob als NbC wie folgt abgeleitet:

la

3j} in NbC =

Ti als TiN = 3,4-3 x %N Ti als TiC » 4,0 χ %G Nb als MbC = 7,75 x (^gesamt"^{950 als TiC)}·

Der Effekt der Offenbundglühtemperatur und des Kohlenstoff gehaltes auf die Eigenschaften von mit Niob und Titan be-

309848/0980

handelten warmgewalzten Stählen wurde untersucht. Die Teilanalysen und mechanischen Eigenschaften einer Anzahl von Chargen sind in der folgenden Tabelle II angegeben. Zum Vergleich wurden einige Chargen aus einem reinen, mit Niob behandelten Stahl ebenfalls angegeben.

309848/0980

ι"

Λ:ρί Φ

rvjKNLAlAO LAO IALfNOO LAO

LTN it KN LA O CTv CJN OV O CO CO OJ O itititKNKNKN^aiOIKNit

Φ OJ

.v-O-d-itVDv-VDvDCOVDLfNOJ CV! id" KNit-3- lALN-itKNlAKNOJLA KNKVKNKNKNKNKNKNKN4--^-it KN

Φ rH rH

4i

O LA ^t LN- VD VD T-VV-

OCQt^ S J3 Q)

^t VD

CTvvDvDvoojKNitojcr»vD

LN-C^GNO ^-OJitOJCNV T-T-T-OJOJOJKNKNOJOJ

^wss

C5N

co

4 VD

CN ON KN tT» O O^ O^ -et LN- it tA VD

^- CO <t T- O COCOCOCO

lAlAKNKNKNKNLrNLr\LALrNLrNlAlA

ooooooooooooo 000 0000000000

ooooooooooooo

OJ CO LA CO ^t

OJ KN LA VD O CO

OOOOt-t-OÖÖÖ

oooooooooo

ω ο ο

(M t 4· CO CO CO 03

O O O O

ooooooooooooo

co · si U O£

VD -^- τ- VD CO T-LN-VD CO LN-LN-CO O O O O O

VD vOVDt-CO

VDOJ lAvDLAlACr>T- T-

Ον-ΟΟΟΟΟΤ-τ-

LALAlAIA KNKNKNKN νντ-τ-

000000

ν VD it v

VO LA KN V- CO KN VD IA LA it τ- OJ LfN LfN 3- O it

OOLfNvDLfNlAOVD OOOJOJOJOJOCT» cOCOt-OJt-t-COLA

O O

30 9 8 48/0980

In allen obigen Chargen betrug die Dehnung an der Streckgrenze des warmgewalzten dünnen Stabes 0 %„ Der Sauerstoffgehalt sämtlicher Chargen war typisch für ein vakuumentgastes Material und er betrug im Durchschnitt etwa 0,003 %·

Die mit Niob und Titan behandelten Stähle und die mit Niob behandelten Stähle sind in der obigen Tabelle II in der Reihenfolge der Erhöhung der jeweiligen Kohlenstoffgehalte angegeben. Es sei darauf hingewiesen, daß Kohlenstoffgehalte innerhalb des Bereiches von 0,0022 bis 0,018 % und Offenbundglühtemperaturen innerhalb des Bereiches von 649 bis 726°C einen sehr geringen Einfluß auf die Zugfestigkeitsund Dehnungseigenschaften von warmgewalzten, mit Niob und Titan behandelten Stählen hatten. Im Gegensatz dazu führte in einem mit Niob behandelten Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt oberhalb etwa 0,005 % eine niedrige Offenbundglühtemperatur zu einer Ausfällungshärtung. Bei niedrigeren Kohlenstoffgehalten hat jedoch die Offenbundglühtemperatur einen geringen Einfluß auf die Eigenschaften des warmgewalzten, mit Niob behandelten Stahls.

In der folgenden Tabelle III sind die Teilanalysen und Eigenschaften von kaltgewalzten und ansatzweise geglühten, mit Niob und Titan behandelten erfindungsgemäßen Stählen angegeben. In allen Proben wurde eine nominelle 60 %ige Kaltreduktion durchgeführt.

309848/0980

Tabelle III

Charge Nr. Nb Ti O N · Anordnung der 0,5 %- Zug- %Dehnung r **

Probe in dem Streck- festig- über offenen Bund* festig- keit« 5 cm ¹^ **- MB/m*

8ΟΟ5550,12 0,062 0,0055 0,0053 TClangs+qüerJ 163. 308 48V0 1794

(mit Ti

desoxydiert)

Längenzunahme

0 % 0,12 0,064 0,0038 0,0038 T(längs+quer)

800556 0,066 0,078 0,0024 0,0050 P

ο zunähme⁵⁶¹¹" °'⁰⁶⁹ " °»°°25 - M

cd 0,067 0,075 0,0020 0,0056 T

J 210644 0,064 0,051 0,009 0,0052 4T(längs)

(stranggegossenJ

■""*· (Pfannenanalyse)

0%4Längenzu-., 0,064 0,051 0,009 0,0052 4F(längs) "

nähme)

ο 125443Ι 0,051 0,081 0,0055 0,0031 T

0,5%#Längenzunahme

I25443I 0,051 0,081 0,0058 0,0031 T 169 303 49,0 2,03

0,7% Längenzunahme

0,0093 - F

1254284 0,056 0,078 0,0086 0,0034
0,7& Längenzu-

. ^nahme - - 0,0104 - 1F

2260778 0,041 0,049 0,005 0,0029 F

(Pfannenanalyse) /p

0% Längenzunahme (temper)

156	320	43,1	1,84	I
131	305	48,8	2,03	ro
125	298	48,3	1,94	I
131	294	50,0	2,09
181	309	43,8	1,96

128	312	46,5	1,99
168	311	48,0	1,95

205	308	48,0	1,94	ro
168	309	46,5	1,93	CJ
				4> . 1
176	310	47,0	1,85	OO
151	300	46,0	1,92	OO
125	291	49,0	2,07
134	301	48,0	2,05

Fußnoten zur Tabelle III:

Die Dehnung an der Streckgrenze betrug bei allen Proben 0 % * T= Ende des Streifens (unterer Teil des Blockes) F = Vorderseite des Streifens (oberer Teil des Blockes)

H = Mittelteil des Streifens ** r = 1/4- [r (länger ( quer )+2r( diagonal) 3

In der folgenden Tabelle IV sind die Teilanalysen und Eigen schaften von kaltgewalzten, kontinuierlich geglühten und durch heißes Eintauchen galvanisierten, mit Niob und Titan behandelten erfindungs gemäße η Stählen angegeben. Zum Ver gleich sind auch einige kaltgewalzte, kontinuierlich geglühte und durch heißes Eintauchen galvanisierte, mit Niob behan delte Stähle angegeben.

309848/0980

Tabelle IV

Charge Nr.

Anordnung O,5%- Zugder Pro "be Streck- festig· in dem festi£kefck-_eit

offenen Bund ΜΪΤ/m IÄH/m

,_ Dehnung r

800555

(desoxydiert mit

Ii)

0,7 % Längenzunahme

Ό7Ϊ2 0,062 0,0035 0,0053 in über 5 cm

■800556 0,066 0,076 0,002 0,0050

0,7 % Längenzunähme

ο 2260113 <*> 0 % Längen-

0,051 0,070 0*0066

zunahme

1254279 0,056 0,075 0 % Längenzunahme

0,0045

225O6I8 0,028 0,038 0,004 0,0042 (Pfannenanalyse) 0 % Längenzunahme

490376 0,10

0 % Längenzunahme

400854 0,12 0 % Längenzunahme

400854 0,12 1% Längenzunahme

400853 0,11 1% Längenzunahme

2F .

...195
172

138

169
124

116
123

129
131

322^ 309

295

295 285

290 293

296 292

■46,5 46,0 49,5

47,0 45,0

47,5 43

43,5

44,0 2,17

2,42

2,11 2,16

2,18 2,06

2,10 1,92

0,007	0,005	M	183	328	39,5	1,80
0,008	0,0035	3P	158	328	38,5	1,75
		3T"	150	336	40,0	1,77
0,008	0,0035	2E	216	326	42,0	1,80
		2T	240	333	41,5	1,76
0,008	0,0056	1M	219	326	4-0,5	1,79
		2M	224	327	4-0,5	1,73
		3M	230	332	41,0	1,69
enze bc-	itrue: bei	allen Proben	0 %.

Aus der vorstehenden Tabelle IV geht hervor, daß die mit Niob und Titan behandelten erfindungsgemäßen Stähle gegenüber den mit Niob behandelten Stählen eine überlegene Zugdehnung und überlegene r -Werte aufwiesen.

Die Zusammensetzung und Eigenschaften einer mit Niob und Zirkonium behandelten Charge sind in den folgenden Tabellen V und VI angegeben.

309848/0980

Tabelle 7

	Lage von Produkt und Probe :	0	Nb	Zr	P	292	σ	N	Dehnung % über 5 cm	0,	0	S	Mn	Al (gesamt)	0
	warmgewalzt-F	0	,066	0,044	T	206	0,0077	0,0072	35,8	0,	004-5	0,021	0,	0,06
	T	0	,067	0,04-8	F	125	0,0053	0,0060	41,5	0,	0062	0,021,	0,	0,06
	kontinuierlich ge glüht und galvani siert- P	0	,066	0,05	T	119	0,0058	0,0067	46,5	0,	ΟΟ74·	0,021	0,	0,08
	T		,064	0,05	2F 2M	145 181	0,0039	0,0061	45,5		010	0,019	0,	0,08
co O					Tabelle VI	43,0 43,5	in
9848/0	Produkt Lage der 0,5 %- MN/m²		Zug- . festig keit			^rm	,3	Dehnung an der Streckgrenze in %
CD CO	warmgewalzt		4-00		-	,3	- 1,
O			354		-	,3	0
	kontinuierlich geglüht und galva-		308		1,80	>3	0
	zn si er t> 0 % Längenzunahme	306		1,72		0
	kaltgewalzt und ansatzweise geglüht 0,3 % Län^enzunahme (temper)	319 328	1,97	0 0

232A788

Aus den vorstehenden Angaben geht hervor, daß die Frontprobe des warmgewalzten, dünnen Stabes eine Dehnung an der Streckgrenze von 1,0 % aufwies. Die Beziehung zwischen den mechanischen Eigenschaften und der errechneten Verteilung von Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel zwischen den Elementen Niob, Zirkonium, Mangan und Aluminium bestätigt die Theorie der vorliegenden Erfindung. Dies kann wie folgt demonstriert werden:

ψ in ZrC

. ₇₎₆

ψ in ZrN = 2^22 = ₆,₅<i

ψ _in

Frontabschnitt

warmgewalzt

Endabschnitt

^alsZrN

Rest von N(0,0005N) als AlN 0,0045 0 als Al₂O₃ 0,021 S als MnS 0,0596 Nb als NbC (O,OO77C)

°>⁰⁶⁶ Gesamt

0,006*

%YFE (Dehnung an der Streckgrenze

in %) = 1,0 %

60 % kaltgewalzte Bramme

und geglühte Bramme r_m = 1,57

0,039 Zr als ZrN (0,0060N) _Zr als ZrO (0,0012C)

O₁OC

Zr.

gesamt

0,0062 0 als 0,021 S als MnS^ "

0,032 Nb als NbC (0,0041C) °>⁰⁶7 ^gesamt

0,035 ^nicht-gebunden

%YPE = 0 60 % kaltgewalzte Bramme und geglühte Bramme r =1,67

309848/0980

kontinuierlich geglüht -und galvanisiert Frontabschnitt hinterer Abschnitt

0,044 Zr als ZrN (0,0067*0 0,006 Zr als ZrC (0,00080) ° ^gesamt

0,0397 Zr als ZrN (0,0061N) 0,0105 Zr als ZrC (00C)

⁰^ ^gesamt

0,0074 0 als ₅ 0,021 S als MnS^ ^

0,059 Nb als KbC (0,0050C) ^066Jb

0,010 0 als
0,019 S als H

0,020 Nb (0,0026C) 0,064

0,027 ^nicht-gebunden %ΙΡΈ = 0

•gesamt

0,044

%IPE = 0
*m r 1,72

Aus den obigen Berechnungen geht hervor, daß dann, wenn die Menge des nicht-gebundenen Niobs weniger als 0,025 Gew.-% beträgt (warmgewalzte Prontprobe), der mit Niob und Zirkonium behandelte Stahl eine Dehnung an der Streckgrenze und einen verhältnismäßig niedrigen r_m-V7ert hatfce. Bei allen anderen Proben, in denen der Gehalt an nicht-gebundenem Niob innerhalb des Bereiches von 0,027 bis 0,044 % lag, hatte das Produkt keine Dehnung an der Streckgrenze und war deshalb nicht-alternd. In den kaltgewalzten und geglühten Proben, bei denen die Korngröße gemessen wurde, wurde festgestellt, daß der Bereich zwischen den ASTM-Korngrößen 8 und 10 lag.

Eine Untersuchung der Eekristallisations-Ansprechempfindlich keit der mit Niob und Titan behandelten erfindungsgemäßen Stähle im Vergleich zu den nur Titan enthaltenden Stählen zeigte, daß durch die Anwesenheit von Niob in fester Lösung die Rekristallisationstemperatur im Vergleich zu derjenigen von Titan in fester Lösung beträchtlich erhöht wurde. In der nachfolgenden Tabelle VII sind zwei nur Titan enthaltende Chargen und zvvei Titan und Niob enthaltende Chargen

30 9 848/0 980

miteinander verglichen und daraus geht hervor, daß eine Erhöhung des Titangehaltes ohne Anwesenheit von Niob keinen Einfluß auf die Rekristallisationstemperatur hatte, während eine allmähliche Erhöhung des Niobgehaltes zu einer Erhöhung der Rekristallisationstemperatur führte. In allen Fällen trat die Rekristallisation durch Bildung von willkürlich (statistisch) über die kaltverformte Matrix verteilte rekristallisierte Körner auf. Es war kein Anzeichen für eine zunehmende Rekristallisation von den Blechoberflächen nach innen festzustellen, wie sie in der Regel bei mit Niob behandeltem Stahl auftritt. In sämtlichen Chargen der folgenden Tabelle VII lagen die Rg-Härtewerte nach der vollständigen Rekristallisation unterhalb 40. Deshalb trat kein Ausscheidungshärtungseffekt in den erfindungsgemäßen Stählen auf.

Tabelle VII Rekristallisationsansprechempfindlichkeit

Charge % Nb % Ti 1 Std. ge-Nr. glüht bei

einer^Temp.

metallographische Beobachtungen

	0	0,12	in ⁰C '
800553			593 - 621
			649 -
	0	0,30	677 -
800552			593 - &ΟΛ _
	0,067	0,075	O£- I — 649 - 677 -
800556			621 649 -
	0,12	0,063	677 - 704
800555		9848/0980	649 677 -
30	704 - 732 -

100 % nicht-rekristallisiert Beginn der Rekristallisation, statistisch

nahezu vollständige Rekristallisation
- 100 % Rekristallisation

100 % nicht-rekristallisiert Beginn der Rekristallisation etwa 60 ^c/o Rekristallisation 100 # Rekristallisation

100 ^c/o nicht-rekristallisiert Beginn der Rekristallisation, statistisch
etwa 50 % Rekristallisation 100 % Rekristallisation

100 % nicht-rekristallisiert Beginn der Rekristallisation, statistisch
etwa 80 % Rekristallisation 100 % Rekristallisation

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf "bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch klar, daß die darin beschriebenen spezifischen Beispiele für erfindungsgemäße, mit Uiob und Titan oder mit Niob und Zirkonium behandelten Stähle in vielerlei Hinsicht modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird. So können insbesondere zusammen mit dem ITiob auch Mischungen aus Titan und Zirkonium verwendet werden, wobei in diesem Falle die Berechnung der jeweiligen Mengenanteile an Titan und Zirkonium etwas komplizierter ist.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Hohlraumfreier (interstitial-free), kohlenstoffarmer Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen besteht aus 0,002 bis 0,020 % Kohlenstoff, 0 bis 0,60 % Mangan, mehr als 0,025 bis 0,12 % Niob, mindestens einem der Elemente Titan und Zirkonium, wobei Titan, wenn es vorhanden ist, in einer Menge von 0,015 bis 0,12 % vorhanden ist, während Zirkonium, wenn es vorhanden ist, in einer Menge von 0,028 bis 0,18 % vorhanden ist, 0 bis 0,008 % Stickstoff, 0 bis 0,010 % Gesamtsauerstoff, 0 bis 0,035 % Schwefel, 0 bis 0,045 % Ge samt aluminium, Phosphor und Silizium in Bückstandsmengen und zum Rest aus Eisen außer zufälligen Verunreinigungen, wobei der Titangehalt if dem 4-fachen der Gew.-?o Kohlenstoff plus dem 3»43-fachen der Gew.—J6 Stickstoff mit Ausnahme von Titan als Titanoxyd, der Zirkoniumgehalt ^ dem 7·>6-fachen der Gew.-% Kohlenstoff plus dem 6,51 -fachen der Gew.-% Stickstoff ist, außerdem Zirkonium als Zirkoniumsulfid und Zirkoniumoxyd, wobei mehr als 0,025 % Niob in nicht-gebundener Form und nicht mehr als 0,004 % Kohlenstoff in mit Niob gebundener Form vorliegen.

2. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen besteht aus 0,002 bis 0,010 % Kohlenstoff, 0 bis 0,35 % Mangan, mehr als 0,025 bis 0,060 ^Q/o Niob, mindestens einem der Elemente Titan und Zirkonium, wobei Titan in einer Menge von 0,015 bis 0,061 %, Zirkonium in einer Menge von 0,028 bis 0,12 % vorliegt, 0,002 bis 0,006 % Stickstoff, 0 bis 0,004 % Gesamtsauerstoff, 0 bis 0,020 % Schwefel, 0 bis 0,010 % Phosphor, 0,015 bis 0,020 % Gesamtaluminium, 0 bis 0,015 % Silizium und zum Rest im wesentlichen aus Eisen außer zufälligen Verunreinigungen.

3. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen besteht aus 0,002 bis 0,006 % Kohlenstoff,

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O bis 0,35 % Mangan, mehr als 0,025 bis 0,040 % Niob, mindestens einem der Elemente 2?itan und Zirkonium, wobei Titan in einer Menge von 0,015 bis 0,045 °/°i Zirkonium in einer Menge von 0,028 bis 0,085 % vorliegt, 0,002 bis 0,006 % Stickstoff, 0 bis 0,004 % Gesamtsauerstoff, 0 bis 0,01 % Schwefel, 0 bis 0,010 % Phosphor, 0,015 bis 0,020 % Gesamtaluminium, 0 bis 0,015 % Silizium und zum Rest aus Eisen außer zufälligen Verunreinigungen.

4. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form eines warmgewalzten dünnen Stabes vorliegt, der an der Streckgrenze keine Dehnung aufweist, eine gute Verformbarkeit und Ziehbarkeit sowie hohe Zugfestigkeits/Streckfestigkeits-Verhältnisse aufweist.

5. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form eines kontinuierlich geglühten und durch heißes Eintauchen mit einem metallischen Überzug versehenen Stahlbandes vorliegt, das keine Dehnung an der Streckgrenze, eine gute Zugdehnung und ein hohes plastisches Dehnungsverhältnis aufweist.

6. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form eines kalt reduzierten und geglühten Stahlproduktes vorliegt, das keine Dehnung an der Streckgrenze, ein hohes plastisches Dehnungsverhältnis, ein hohes Zugfestigkeits/ Streckfestigkeits-Verhältnis und eine gute Zugdehnung aufweist .

7. Verfahren zur Herstellung eines hohlraumfreien, kohlenstoff armen Stahls, der im warmgewalzten und kaltgewalzten und geglühten Zustand an der Streckgrenze praktisch keine Dehnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Stahlcharge mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,05 % schmilzt, den Stahl zur Herstellung einer Schmelze mit einem

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maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,020 #, einem maximalen Gesamtsauerstoffgehalt von 0,010 %_t einem maximalen Stickstoffgehalt von 0,008 %, mit 0 bis 0,60 % Mangan, 0 bis 0*035 ^ Schwefel, die zum Rest aus Eisen besteht mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen, vakuumentgast, durch Zugabe eines Desoxydationsmittels aus der Gruppe Aluminium, Titan und Silizium desoxydiert, mindestens ein Element aus der Gruppe Titan und Zirkonium zugibt, wobei man bei Verwendung von Titan dieses in einer solchen Menge zugibt, die ausreicht, um in dem warmgewalzten Produkt einen Titangehalt innerhalb des Bereiches von 0,015 his 0,12 % zu erzielen, und bei Verwendung von Zirkonium dieses in einer solchen Menge zugibt, die ausreicht, um in dem warmgewalzten Produkt einen Zirkoniumgehalt innerhalb des Bereiches von 0,028 bis 0,18 % zu erzielen, Niob in einer Menge zugibt, die ausreicht, um in der festen Lösung im warmgewalzten Zustand einen Niob-Gehalt, bestimmt durch Blechanalyse bei Raumtemperatur, von mehr als 0,025 % zu erzielen, den Stahl vergießt und erstarren läßt, ihn bei einer I'ertigmachtemperatur von mindestens 816⁰C auf Banddicke warmwalzt mt\<\ offenbundglüht, wobei der Titangehalt ^. dem 4-fachen der Gew.-% Kohlenstoff plus dem 3,43-fachen der Gew.-% Stickstoff mit Ausnahme von Titan als Titanoxyd, der Zirkoniumgehalt ^ dem 7,6-fachen der Gew.-% Kohlenstoff plus dem 6,51-fachen der Gew.-# Stickstoff ist, mit Ausnahme von Zirkonium als Zirkoniumsulfid und Zirkoniumoxyd, und nicht mehr als 0,004 % Kohlenstoff an Niob gebunden sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß man das warmgewalzte Band beizt, auf die Endstärke kalt auswalzt und
weise glüht.

auswalzt und bei einer Temperatur von 7°5 his 788°C ansätz-

9* Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberflächen des kaltgewalzten Materials reinigt und

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_ 34· -

einen Metallüberzug aufbringt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberflächen des kaltgewalzten Materials reinigt und einen nicht-metallischen Überzug aufbringt.

1i· Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß man das warmgewalzte Band beizt, es auf die Endstärke kalt auswalzt, die Oberflächen des kaltgewalzten Materials reinigt und kontinuierlich glüht«

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Metallüberzug aufbringt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man einen nicht-metallischen Überzug aufbringt.

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