DE2438858A1 - Tiefziehstahl zum emaillieren und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Tiefziehstahl zum emaillieren und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Tiefziehstahl und betrifft
insbesondere einen Tiefziehstahl, der dazu bestimmt ist, mit einem Emailüberzug versehen zu werden, sowie Verfahren
zu seiner Herstellung.
Wird ein Erzeugnis aus einem in der Pfanne beruhigtem
Stahl in der üblichen Weise mit einem Überzug aus einem
glasähnlichen Email versehen, bewirkt ein solcher Stahl bekanntlich, daß der Emailüberzug auf unterschiedliche Weise sowohl während des Brennens des Überzugs als auch danach
geschädigt wird. Hierzu gehören die Erscheinungen, die als "Auekochen von Sohlenstoff" (carbon boiling) bzw. als
"Abblättern" bekannt sind.-Die erstere der beiden Erscheinungen ist auf den hohen Kohlenstoffgehalt des Stahls zurückzuführen und äußert sich darin, daß in dem Emailüberzug kleine Grübchen entstehen; dies ist darauf zurückzuführen, daß der Stahl Kohlenstoff in "Form von Kohlenmonoxid abgibt. Die
letztere Erscheinung tritt gewöhnlich nach dem Brennen auf, wenn das Erzeugnis mit dem gebrannten Emailüberzug einige Zeit hindurch gelagert worden ist. Sie wird durch atomaren Wasserstoff hervorgerufen, der während des Beizens oder beim Aufbrennen des Emails auf den Stahl von dem Stahl aufgenommen wird und durch das Stahlgitter hindurch zu der Übergangsschicht zwischen dem Stahl und dem Email hindurch diffundiert,
glasähnlichen Email versehen, bewirkt ein solcher Stahl bekanntlich, daß der Emailüberzug auf unterschiedliche Weise sowohl während des Brennens des Überzugs als auch danach
geschädigt wird. Hierzu gehören die Erscheinungen, die als "Auekochen von Sohlenstoff" (carbon boiling) bzw. als
"Abblättern" bekannt sind.-Die erstere der beiden Erscheinungen ist auf den hohen Kohlenstoffgehalt des Stahls zurückzuführen und äußert sich darin, daß in dem Emailüberzug kleine Grübchen entstehen; dies ist darauf zurückzuführen, daß der Stahl Kohlenstoff in "Form von Kohlenmonoxid abgibt. Die
letztere Erscheinung tritt gewöhnlich nach dem Brennen auf, wenn das Erzeugnis mit dem gebrannten Emailüberzug einige Zeit hindurch gelagert worden ist. Sie wird durch atomaren Wasserstoff hervorgerufen, der während des Beizens oder beim Aufbrennen des Emails auf den Stahl von dem Stahl aufgenommen wird und durch das Stahlgitter hindurch zu der Übergangsschicht zwischen dem Stahl und dem Email hindurch diffundiert,
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wo dann molekularer'Wasserstoff entsteht. Enthält der Stahl
eine hinreichende Wasserstoffmenge, führt im Laufe der ^eit
die anhaltende Bildung molekularen Wasserstoffs dazu, daß sich an der Trennfläche ein Druck aufbaut, welcher ausreicht,
um den Emailüberzug zu durchbrechen, so daß das Email in Form schuppenähnlicher Stücke abblättert·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen emaillierbaren Tiefziehstahl zu schaffen, bei dem eine
geringere Neigung zum Abgeben von Kohlenstoff und atomarem Wasserstoff vorhanden ist, so daß sich die Gefahr des Auftretens
der beiden vorstehend geschilderten Erscheinungen verringert, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen
Tiefziehstahls zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung ein emaillierbarer Tiefziehstahl geschaffen worden, der gewichtsmäßig
bis zu 0,06% Kohlenstoff, 0,25 bis 0,4% Mangan, bis
zu 0,04% Schwefel und ein die form der Einschlüsse bestimmendes
Mittel enthält, das aus den seltenen Erden gewählt ist, welche Zirkon, Scandium oder Yttrium enthalten, oder Mischmetall
in einer Menge, die zwischen dem 1-fachen und dem 2-fachen des Schwefelgehalts liegt, wobei der Kest von zufälligen
Verunreinigungen abgesehen aus Eisen besteht.
Ferner ist durch die Erfindung «in Verfahren zum Erzeugen eines emaillierbaren Tiefsiehstahl· geschaffen worden,
das Maßnahmen umfaßt, um in eine Pfanne einen Stahl abzustechen, der gewichtsmäßig bis zu 0,06% Kohlenstoff, 0,25
bis 0,45% Mangan und bis zu 0,04% Schwefel enthält, wobei
der Best von zufälligen Verunreinigungen abgesehen aus Eisen
besteht, und um diesem Stahl ein Mittel zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse beizufügen, das aus der Gruppe gewählt
ist, welche die seltenen Erden, Zirkon, Scandium, Yttrium oder Mischmetall umfaßt, und zwar in einer Menge, die zwischen
dem 1-fachen und dem 2-fachen dee Schwefelgehalts liegt, wobei
dieses Mittel entweder vor dem Gießen oder während des Gießens des ßtahls zugesetzt wird.. Der Stahl kann auf beliebige
Weise vergossen werden.
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Der Stahl enthält im gegossenen Zustand vorzugsweise bis zu 0,1% lösliches Aluminium, das der Stahlschmelze "beigefügt
wird, während sie sich in der Pfanne befindet, und zwar vor dem Zusetzen eines Mittels zum Beeinflussen der Form
der Einschlüsse.
Wenn es sich bei dem Mittel zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse um eine seltene Erde handelt, wird eines oder
mehrere der genannten Elemente zweckmäßig in einer Menge zu-^
gesetzt, die zwischen 0,015 und 0,04% liegt. Bei dem seltenen Erdelement kann es sich z.B. um Cer handeln.
Der Stahl enthält vorzugsweise Schwefel in einer Menge bis zu 0,03% und Mangan in einer Menge von 0,25 bis 0,35%·
Ferner enthält der Stahl vorzugsweise Sauerstoff in einer Menge bis zu 0,015%.
Es wird angenommen, daß das Element Titan ebenfalls als Mittel zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse wirkt, wenn
man es dem geschmolzenen Stahl in der Pfanne in einer entsprechenden
Menge zusetzt.
Der niedrige Kohlenstoffgehalt des Stahls gewährleistet,
daß sich das Ausmaß,· in dem die beschriebene Erscheinung des Abgebens von Kohlenstoff auftritt, erheblich verringert.
Ferner führt die erfindungsgemäße Zusammensetzung des Stahls
dazu, daß die Gefahr des Abblätterns aus den genannten Gründen ebenfalls erheblich verringert wird. Es wird angenommen, daß
diese Verringerung in erster Linie darauf zurückzuführen ist, daß die Einschlüsse, z.B«, FeS und MnS, die in dem Stahl
gewöhnlich in langgestreckter Form vorhanden sind, durch die
Reaktion des Mittels zum Regeln der Form der Einschlüsse ' mit Schwefel in eine Kugelform überführt werden. Während des
Walzens verursachen diese Einschlüsse das Entstehen mikroskopischer Risse und Hohlräume im inneren Gittergefüge des
Stahls. Diese mikroskopischen Risse wirken als Senken für den diffundierenden atomaren Wasserstoff, der vorzugsweise
in den mikroskopischen Rissen molekularen Wasserstoff bildet, statt in Richtung auf die Trennfläche.zwischen dem Stahl
und dem Email zu diffundieren, so daß die gesamte Waaserstoff-
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diffusionsgeschwindigkeit nahezu auf Null verringert wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein
basischer Sauerstoffstahl aus einem Konverter im unberuhigten Zustand in eine Pfanne abgestochen. Eine Analyse
eines typischen Stahls in der Pfanne in diesem Stadium zeigt einen Kohlenstoffgehalt von 0,03%, einen Mangangehalt von
0,33%, einen Sauerstoffgehalt von 0,*10% und einen Schwefelgehalt von 0,016%. Der Schmelze wird Aluminium beigefügt,
um den Stahl vollständig zu beruhigen, während er sich in der Pfanne befindet. Die Menge des Aluminiums wird so gewählt,
daß der endgültige Gehalt des Stahls an löslichem Aluminium 0,062% beträgt. Hierauf wird der Stahl in eine
Kokille gegossen, und in der Kokille wird 0er in einer solchen Menge zugesetzt, daß sich ein endgültiger Oergehalt von
0,032% ergibt. Der gegossene Barren wird zu einer Platte ausgewalzt, die dann erneut auf etwa 13OO0 C vorgewärmt
und zu einem Coil warm ausgewalzt wird, wobei die Fertig-
21
590° C beträgt.
590° C beträgt.
walztemperatur etwa 870° C und die Wickeltemperatur etwa
Das warmgewalzte Coilmaterial wird dann durch Kaltwalzen
zu Bändern der gewünschten Abmessungen verarbeitet und 25 Stunden lang bei 690° C einer Kastenglühung unterzogen.
Schließlich wird das Blechmaterial durch Temperwalzen auf die gewünschte endgültige Stärke gebracht.
Die Zusammensetzung des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Tiefziehstahlblechs ist aus der folgenden
Tabelle I ersichtlich. Zum Vergleich ist auch die Zusammensetzung eines Blechs angegeben, das auf bekannte Weise aus
in der Pfanne beruhigtem Stahl hergestellt wurde. Die Festigkeitseigenschaften des Tiefziehstahls nach der Erfindung
sind in der weiter unten folgenden Tabelle II zusammengestellt.
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Chemische Zusammensetzung; in Gewichtsprozent
C .Mn . 0 . S . Ce
Tiefziehstahl nach der Erfindung
Bekannter, in der
Pfanne beruhigter Stahl
Pfanne beruhigter Stahl
0,008
0,08 N
. Al löslich
0,05 0,033 0,0085 " 0,016 0,-032 0,062
N Si P Ni Cu
Mn
0,31
Si
Si
0,007 0,012 0,080
Ce
Al löslich
0,003
P
P
0,002
Ni
Cu
0,004 0,01 0,009 0,010 0,020
Tabelle | Bruchspannung | II | 292 bis | ρ 313 N/mm |
Spannung bei 0,2% Dehnung | 159 bis | 177 N/mm2 | ||
Dehnung | 39 bis | 46% (Meßlänge 50 um) | ||
R-Wert | 1,52 | |||
Erichsen-Tiefungsprobe | 11,19 a | m | ||
Typische Blechstücke aus dem erfindungsgemäßen Tiefziehstahl sowie aus auf bekannte Weise in der Pfanne beruhigtem
Stahl wurden dann mehreren üblichen Vorbehandlungen zum Emaillieren unterzogen, wie sie auf diesem Gebiet
gebräuchlich sind* Hierzu gehören das ,Entfetten und Beizen
der Bleche und/oder ein Vernickeln, woraufhin in Jedem Fall eine Neutralisierungsbehandlung folgt© Dann wurde eine Lösung
bekannter Art zum Erzeugen eines glasähnlichen Emailüberzugs auf die Bleche aufgesprüht, und die überzüge wurden
nach dem Trocknen vier Minuten lang bei 850 C gebrannte
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Eine Prüfung der Bleche nach dem Brennen ergab, daß bei einigen Probestücken aus dem auf bekannte Weise in der
Pfanne beruhigtem Stahl Kohlenstoff ausgetreten war, was dadurch zu erkennen war, daß sich in dem überzug Grübchen
gebildet hatten, ferner zeigte eine Messung der Geschwindigkeit der Diffusion von Wasserstoff bei diesen Blechen, daß
sich ein Wert von 2,08 χ 10 cm /s ergab, und daher ließ sich
bei diesen Blechen ein Abblättern des Emailüberzugs in einem erheblichen Ausmaß beobachten. Im Gegensatz hierzu blieb
der Emailüberzug bei dem erfindungsgemäßen Tiefziehstahl unbeschädigt, da kein Kohlenstoff abgegeben wurde, und da die
Wasserstoffdiffusionsgeschwindigkeit von 0,09 x 10 cm /s
sehr niedrig war; außerdem ergaben sich für die Haftfähigkeit des Emailüberzugs sehr gute Werte entsprechend der
"Visual Classification of Adhesion of Vitreous Enamel to Steel" des Institute of Vitreous Enamel.
Zusätzlich zu den schon genannten Vorteilen weist der Stahl nach der Erfindung eine hervorragende Formbarkeit auf,
was auf die Kugelform der Sulfideinschlüsse zurückzuführen ist. Wenn kein Mittel zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse
vorhanden ist, nehmen bestimmte Einschlüsse während des Warmwalzens eine langgestreckte Form an, und sie richten sich
parallel zur Walzrichtung aus, wodurch die Formbarkeit des Stahls beeinträchtigt wird. Zwar wurde bei dem beschriebenen
Beispiel von einem Stahl gesprochen, der unter Anwendung bekannter Gießverfahren gegossen wird, doch könnte man den
Stahl ebenso gut im Vakuum entgasen und ihn nach dem Stranggießverfahren kontinuierlich vergießen, woraufhin der Stahl
unmittelbar mit einem Emailüberzug versehen wird.
Ansprüche;
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Claims (1)
- ANSPEtJ -O EE1. Zum Emaillieren geeigneter Tiefziehstahl, der gewichtsmäßig Ms zu 0,06%. Kohlenstoff, 0,25 bis 0,4% Mangan und bis zu 0,04% Schwefel enthält, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Stahl ferner ein Mittel zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse enthält, das aus den seltenen Erden, Zirkon, Scandium, Yttrium oder Mischmetall gewählt ist und in einer Menge vorhanden ist, die zwischen dem 1-fachen und dem 2-fachen des Schwefelgehalts liegt, und daß der Rest von zufälligen Verunreinigungen abgesehen aus Eisen besteht.2. Stahl nach Anspruch 1,' dadurch gekennzeichnet , daß der Stahl zusätzlich bis zu 0,1 Gewichtsprozent lösliches Aluminium enthält.3. / Stahl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Mittel zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse ein oder mehrere 'seltene Erdelemente gehören, die in einer Menge von 0,015 bis 0,04 Gewichtsprozent vorhanden sind.4. Stahl nach Anspruch 3% dadurch gekennzeichnet, daß das seltene Erdelement Cer ist. ~5. Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl bis zu 0,03 Gewichtsprozent Schwefel enthält. ■6. Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Stahl 0,25 bis 0,35 Gewichtsprozent Mangan enthält.7. Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl bis zu 0,015 Gewichtsprozent Sauerstoff enthält.50 9808/10498* Verfahren zum Herstellen eines emaillierbaren Tiefziehstahls, bei dem in eine Pfanne Stahl abgestochen wird, der gewichtsmäßig bis zu 0,06% Kohlenstoff, 0,25 bis 0,45% Mangan und bis zu 0,04% Schwefel enthält, wobei der Eest von zufälligen Verunreinigungen abgesehen aus Eisen besteht, dadurch gekennzeichnet , daß dem Stahl ein Mittel zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse zugesetzt wird, das aus den seltenen Erden, Zirkon, Scandium, Yttrium oder Mischmetall gewählt ist, und daß dieses Mittel dem Stahl vor dem Gießen oder während des Gießens in einer Menge zugesetzt wird, die zwischen dem 1-fachen und dem 2-fachen des Schwefelgehalts liegt»9 ο Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl bis zu 0,1% lösliches Aluminium enthält, und daß das Aluminium dem geschmolzenen Stahl vor dem Beifügen des Mittels zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse zugesetzt wird, während'er sich in der Pfanne befindet·.1Oo Verfahren nach Anspruch 8 oder 9> dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Mittel zum Beeinflussen der Form der Einschlüsse ein oder mehrere seltene Erdelemente gehören, die in einer Menge von 0,25 "bis 0,55 Gewichtsprozent zugesetzt werden.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das zugesetzte seltene Erdelement Cer isto12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl bis zu 0,03 Gewichtsprozent Schwefel enthält«.13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12* dadurch gekennzeichnet , daß der Stahl 0,25 *>is 0,35 Gewichtsprozent Mangan enthält«,503808/104914o Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennz eichnet , daß der Stahl bis zu 0,15 Gewichtsprozent Sauerstoff·enthält.50980871049
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB3847973A GB1465064A (en) | 1973-08-14 | 1973-08-14 | Deep-drawing steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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AT (1) | AT335494B (de) |
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DK (1) | DK433874A (de) |
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GB (1) | GB1465064A (de) |
IT (1) | IT1016817B (de) |
LU (1) | LU70704A1 (de) |
NL (1) | NL179659B (de) |
SE (1) | SE415037B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2603097A1 (de) * | 1975-01-28 | 1976-07-29 | Nippon Steel Corp | Verfahren zum herstellen von emaillierblech |
DE3603691A1 (de) * | 1986-02-06 | 1987-08-20 | Hoesch Stahl Ag | Alterungsfreier bandstahl |
DE10349364B3 (de) * | 2003-10-16 | 2005-03-03 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Beidseitig emaillierbares warmgewalztes Band oder Blech aus Stahl, insbesondere IF-Stahl |
-
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- 1973-08-14 GB GB3847973A patent/GB1465064A/en not_active Expired
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1974
- 1974-08-12 LU LU70704A patent/LU70704A1/xx unknown
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- 1974-08-13 SE SE7410302A patent/SE415037B/xx unknown
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- 1974-08-13 DE DE2438858A patent/DE2438858A1/de not_active Ceased
- 1974-08-13 IT IT69531/74A patent/IT1016817B/it active
- 1974-08-14 DK DK433874A patent/DK433874A/da not_active Application Discontinuation
- 1974-08-14 NL NLAANVRAGE7410911,A patent/NL179659B/xx not_active Application Discontinuation
- 1974-08-14 JP JP49093168A patent/JPS5072814A/ja active Pending
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---|---|
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NL179659B (nl) | 1986-05-16 |
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