DE2636145A1 - Verfahren zum bestimmen des legierungsgrades von nach dem verzinken waermebehandelten stahlblechen - Google Patents
Verfahren zum bestimmen des legierungsgrades von nach dem verzinken waermebehandelten stahlblechenInfo
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Description
Verfaliren zum Bestimmen des Legierungsgrades
von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahl-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Legierungsgrades
von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen und bezieht sich insbesondere auf ein zerstörungsfreies
kontinuierliches qualitatives Verfahren zum Bestimmen des Legierungsgrades von nach dem Verzinken wärmebehandelten
Stahlblechen mit Hilfe der Röntgenstrahl-Beugung.
Mit dem Ziel, die Eigenschaften von nach dem Feuerverzinken wärmebehandelten Stahlblechen im Hinblick auf das Versehen mit
Farbe, das Haftvermögen der aufgebrachten Farbe und die Schweißbarkeit zu verbessern, sind zahlreiche Untersuchungen
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des Verhaltens von verzinktem und wärmebehandelten Blechen
vorgenommen worden. Bei diesen Blechen ist durch die Wärmebehandlung vor der Erstarrung der Zink-Oberflächenschicht
unmittelbar nach dem Verzinken eine hauptsächlich aus O^-Phase und/oder j^-Phase «bestehende Phase in der galvanisierten
Schicht ausgebildet.
Bei den durchgeführten Untersuchungen hat sich herausgestellt,
daß die qualitativen Eigenschaften von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stählen im wesentlichen vom Legierungsgrad, d.h. dem Grad der wechselseitigen Diffusion von Eisen
und Zink, abhängen. Ist die Wärmeeinwirkung auf die Beschichtung, unmittelbar nach dem Feuerverzinken, unzureichend, so verbleibt
die Tf^ -Phase in der Oberflächenschicht, was zu einer schlechten
Streichbarkeit, unzureichendem Haften der Farbe und schlechter Verschweißbarkeit führt. Ist andererseits die Wärmeeinwirkung
zu stark, so kann eine übermäßige Diffusion von Eisen in die 2inkbeschichtete Schicht eintreten, was die Eignung der aufgetragenen
Schicht für andere Behandlungen sowie deren Korrosionsbeständigkeit verringert. Im Interesse der Erzeugung eines
qualitativ hochstehenden verzinkten und wärmebehandelten Bleches ist demzufolge unverzichtbar, das Verzinken und Glühen auf der
Grundlage einer kontinuierlichen Messung des Legierungsgrades zu kontrollieren und dabei den Legierungsgrad innerhalb eines
vorgeschriebenen Bereiches zu halten.
Werden nach dem Verzinken wärmebehandelte Stahlbleche mit Hilfe
des kontinuierlichen Feuerverzinkungsverf ahrens hergestellt, so hängt der Legierungsgrad ab von verschiedenen Faktoren,
wie der Dicke des verzinkten Stahlbleches, der Menge an aufgebrachtem Zink, der Zusammensetzung des Stahlsubstrats, der
Veränderung in der Zusammensetzung des Zinkbades, insbesondere der Änderung der Aluminiumkonzentration, der Erhitzungsge-
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schwindigkeit, der maximalen Erhitzungstemperatur, der
Gleichmäßigkeit des Erhitzens auf diese Temperatur, der Abkühlgeschwindigkeit und der Veränderung der Glühatmosphäre.
Sind das verzinkte Stahlblech und die Zinkschicht dick, so
ist es beispielsweise erforderlich, hohe Glühtemperaturen und lange Glühdauern anzuwenden. Es ist jedoch äußerst
schwierig ,nach, dem Verzinken wärmebehandeltes Blech mit
einem geeigneten Legierungsgrad herzustellen, wenn die
Temperatur des Glühofens und die Durchlaufgeschwindigkeit
lediglich, durch. Augenmaß eingestellt werden, da der Legierungsgrad nicht nur von der Glühtemperatur und -dauer abhängt,
sondern auch von anderen Einflußgrößen, die einander in
komplexer Weise beeinflussen.
Zur Bestimmung des Legierungsgrades von verzinkten und wärmebehandelten
Stahlblechen war es bisher allgemein üblich, die Änderung der Oberflächenfarbtönung nach der Wärmebehandlung
mit Hilfe einer direkten optischen Beobachtung zu ermittelns
oder den Legierungsgrad auf der Grundlage des mit Hilfe eines Photometers ermittelten Farbtonwechsels zu bestimmen. Auf die
genannte Weise ist es jedoch selbst für erfahrene Fachkräfte
äußerst schwierig^ kaum merkliche oder sachte Änderungen des Farbtones sehr genau festzustellen. Diese Schwierigkeit
bei der praktischen Bestimmung ist häufig die Ursache für geringere Qualitäten des erzeugten nach dem Verzinken wärmebehandelten
Stahlbleches. Das gleiche gilt für die Bestimmung des Legierungsgrades mit Hilfe des Photometers.
Selbst bei unter übereinstimmenden Wärmebehandlungsbedingungen
hergestellten Erzeugnissen schwankt das ReflexionsveimJgen der
Oberfläche verzinkter und wärmebehandelter Stahlbleche von
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Erzeugnis zu Erzeugnis in Abhängigkeit von der Art des Stahlsubstrats, der Änderung der Zinkbadzusammensetzung, der
Glühatmosphäre und des Vorliegens von Spannungen im nach dem Verzinken wärmebehandelten Blech. Derartige Schwankungen im
Licht-Reflexionsvermögen, führen zu einer Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit des Bestimmungsverfahrens.
Außerdem vermitteln die Beobachtung des Farbtons der Blechoberfläche
und die Bestimmung des Reflexionsvermögens für Licht keinerlei direkten Informationen über den Zustand der
intermetallischen Eisen-Zink-Verbindung in der aufgebrachten
Zinkschicht. Bei den genannten Verfahren zur Bestimmung des Legierungsgrades von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen
ist es somit erforderlich, die Kriterien entsprechend
der Änderung der BeSchichtungsmenge oder -dicke zu ändern.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich die mangelhafte Eignung der auf Beobachtung von Farbtönungen und des Licht-Reflexionsvermögens
beruhenden Bestimmungsverfahren für die Überwachung eines praktisch kontinuierlichen Verzinkungs- und Glühverfahrens.
Beispielsweise kann ein nach dem Verzinken wärmebehandeltes Stahlblech mit guter Qualität mit einem Reflexionsvermögen
im Bereich von 30 bis 35 % erzielt werden, wenn die Menge der Beschichtung auf einer Seite 60 g/m beträgt. Der gleiche
Reflexionsbereich gewährleistet jedoch niemals die Herstellung eines verzinkten und wärmebehandelten Stahlbleches mit der
gleichguten Qualität, wenn die aufgetragene Zinkmenge 90 g/m
beträgt. Bei diesem Bereich des Reflexinsvermögens zusammen mit der oben genannten aufgebrachten Zinkmenge ist der Legierungs*
grad zu hoch und sind demzufolge die Duktilität der Beschichtung und die Korrosionsbeständigkeit in starkem Ausmaße beeinträchtigt.
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Es ist somit verständlich, daß es äußerst schwierig ist, erfolgreich die Erzeugung von verzinkten und wärmebehandelten
Stahlblechen mit verminderter Qualität bei der kontinuierlichen Feuerverzinkung und Wärmebehandlung zu vermeiden, solange der
Legierungsgrad nit Hilfe der herkömmlichen optischen Beobachtungsverfahren
anhand der Farbtönung oder der photometrischen Bestimmung des Reflexionsvermögens ermittelt wird. Insbesondere
in Berücksichtigung des gegenwärtigen Trends, der eine gesteigerte Nachfrage nach mit dicken Zinkschichten versehenen
Stahlblechen beinhaltet, sind die herkömmlichen Verfahrensweisen zur Bestimmung des Legierungsgrades unbefriedigend und nicht
imstande, die unerwünschte Herstellung von qualitativ unzureichenden
verzinkten Stahlblechen zu verhindern oder wenigstens auf ein Mindestmaß herabzudrücken.
Ein Ziel der Erfindung liegt somit darin, ein neues Verfahren für die Bestimmung des Legierungsgrades von nach dem Verzinken
wärmebehandelten Stahlblechen zu schaffen, welches höchst zuverlässige Messergebnisse gewährleistet, unabhängig von
Schwankungen der Blechdicke, der Menge des aufgebrachten Zinks,
der Zusammensetzung des Stahlsubstrats, der Zusammensetzung des Zinkbades, der Aufheizgeschwindigkeit, der maximalen Glühtemperatur,
der Gleichmäßigkeit beim Aufheizen auf die maximale Glühtemperatur, der Abkühlgeschwindigkeit, der Glühatmosphäre
und des Vorhandenseins von Spannungen in der Oberfläche des nach der Verzinkung wärmebehandelten Stahlbleches.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird wenigstens eine
der Röntgenstrahl-Beugungskenngrößen bestimmt, was heißt, daß die Intensität oder die^Breite oder" der Scheitelwinkel (Peakwinkel)
des Eöntgenstrahl-Beugungsprofils der intermetallischen Eisen-Zink-Verbindung der nach dem Verzinken wärmebehandelten
Stahlbleche bestimmt wird, und daß unter Bezug auf eine oder
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zwei und mehr der Torstehend genannten Röntgenstrahl-Beugungs- *
kenngrößen eine WertbeStimmung des Legierungsgrades erfolgt.
Ein bevorzugter Gedanke liegt darin, daß sehr zuverlässige Bestimmungen
des Legierungsgrades von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen ausgeführt werden, um das kontinuierliche
Feuerverzinkungs- und Verzinkungs-Wärmebehandlungsverfahren vollständig
zu kontrollieren, was auf der Grundlage der Evaluation einer Kombination von zwei oder mehr Röntgenstrahl-Beugungs-Charakteristika
erfolgt. Der genaue Legierungsgrad kann ohne Beeinflussung durch Schwankungen im Werkstoff, der Verfahrensbedingungen
und des Typs des hergestellten Erzeugnisses bestimmt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnung.
In dieser zeigen:
Fig. 1 ein graphisches Schaubild der Röntgenstrahl-Beugungskennwerte
oder -Charakteristika der intermetallischen
Eisen-Zink-Verbindung des nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlbleches,
Fig. 2 ein Schaubild der Beziehung zwischen den Röntgenstrahl-Beugungskennwerten
und der Duktilität der Beschichtung,
Fig. 3 ein Schaubild der Beziehung zwischen der Halbwertsweite
des Röntgenstrahl-Beugungsprofils und der Duktilität der Beschichtung,
Fig. 4- ein Schaubild der Beziehung zwischen dem Scheitel-
* winkel des Röntgenstrahl-Beugungsprofils und der Duktilität
der Beschichtung,
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Pig. 5 ein Schaubild der Beziehung zwischen der durch die
HalbwertbreLte des Röntgenstrahjb-Beugungsprofils dividierten
Intensität und der Duktilität der Beschichtung, und
Mg. 6 ein Schaubild der Beziehung zwischen dem Koeffizienten der Röntgenstrahl-Beugungsintensität der ξ-Phase und
der Intensität der (V-Phase und der Duktilität der Beschichtung.
Der Leitgedanke der Erfindung basiert auf der Korrelation zwischen
den Röntgenstrahl-Beugungskennwerten der intermetallischen Eisen-Zink- Verbindungen der ζ,-Phase (FeZn^), der S-pPkase (EeZn1-J) und
der \^-Phase (!"β-,Ζη,-,ρ der aufgebrachten Zinkschicht und der
Duktilität dieser Beschichtung. Die Natur der intermetallischen Eisen-Zink-Verbindung wird mit Hilfe der Röntgenstrahl-Beugung
bestimmt und das Keßergebnis wird zur Evaluation des Legierungsgrades des nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlbleches benutzt.
Von den Erfindern ist davon ausgegangen, daß sich die Intensität,
die Breite und der Scheitelwinkel des Röntgenstrahl-Beugungsprofils in einer ausgewählten Kristallebene einer intermetallischen
Eisen-Zink-Verbindung mit dem Portschr ten der wechselseitigen
Diffusion von Eisen und Zink verände. j. und daß diese
Röntgenstrahl-Beugungskennwerte genau den Lef.Ierungsgrad der
nach dem .Verzinken wärmebehandelten Stahlbleche wiedergeben. Davon
ausgehend, wird im Rahmen der Erfindung dieses neue Meß- oder Bestimmungssystem bei der Herstellung und/oder bei der Verfahrenssteuerung
der kontinuierlichen Herstellung von verzinkten und anschließend wärmebehandelten Stahlblechen verwendet.
Die physikalischen Signifikanzen der vorstehend erwähnten Röntgenstrahl-Beugungskennwerte
der intermetallischen Eisen-Zink-Verbindungen sind wie folgt:
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1. Röntgenstrahl-Beugungsintensität
•ν
Dieser Kennwert bezeichnet die Menge an intermetallischen
Eisen-Zink-Verbindungen in dem untersuchten verzinkten und wärmebehandelten Stahlblech. Dabei wird davon ausgegangen,
daß innerhalb des Bereiches der gewöhnlichen Erhitzung der verzinkten und anschließend wärmebehandelten Stahlbleche
die Kristallorientierung der intermetallischen Eisen-Zink-Verbindungen konstant ist und in keiner Weise durch die Wärmebehandlungsbedingungen
beeinflußt ist.
2. Breite des Röntgenstrahl-Beugungsprofils
Dieser Kennwert bezeichnet den Grad der Kristallausbildung der intermetallischen Eisen-Zink-Verbindungen im untersuchten
verzinkten und anschließend wärmebehandelten Stahlblech.
5. Scheitelwinkel des Röntgenstrahl-Beugungsprofils
Dieser Kennwert entspricht den Abständen interkristalliner Ebenen in den intermetallischen Eisen-Zink-Verbindungen des
untersuchten verzinkten und anschließend wärmebehandelten Stahlbleches. Die intermetallischen Eisen-Zink-Legierungen
sind alle nicht-stöchiometrisch aufgebaut. Demzufolge schwankt die Zusammensetzung dieser intermetallischen Eisen-Zink-Verbindungen
mit Zunahme der gegenseitigen Diffusion zwischen Eisen und Zink, auch wenn die Kristallstruktur der Verbindungen
als solche unverändert bleibt. Die Zusammensetzung verändert . sich in Richtung auf größere Eisengehalte. Demzufolge kann der
Legierungsgrad unter Bezug auf den Scheitelwinkel des Röntgenstrahl-Beugungsprofils bestimmt werden.
Im Hinblick auf die im Rahmen der Erfindung zu verwendender Röntgenstrahlung wird die parafokussierende Röntgenstrahlung
empfohlen, die bei üblichen Beugungsverfahren benutzt wird. Im
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Falle des kontinuierlichen Verzinkungs- und Verzinkungs-Wärmebehandlungsverfahren,
bei welchen die Bleche in einem Vibrationszustand transportiert werden, ist es jedoch empfehlenswert, mit
parallelen Röntgenstrahlen zu arbeiten, um auf diese Weise den Meßfehler im Beugungssystem zu verringern. Hinsichtlich der
Eisen-Zink-Verbindungen in den zu untersuchenden verzinkten und anschließend wärmebehandelten Stahlblechen sei darauf hingewiesen,
daß die Messungen auf wenigstens eine beliebige Phase, also auf die S-Phase, auf die O^-Phase sowie die r'-Phase gerichtet sein können..
Im allgemeinen ist es jedoch ausreichend, die Messung entweder auf die b-Phase oder auf die^-Phase zu beschränken.
Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt es keine Einschränkung im Hinblick auf die Kristallgitterebene, auf
welche die Messung gerichtet wird. Wenn sichergestellt ist, oder davon ausgegangen werden kann, daß die Zinkbeschichtung eine
definierte Kristallorientierung besitzt, so ist es ausreichend, der Messung lediglich eine.Kristallgitterebene zugrundezulegen.
Um die Genauigkeit der TJntersuchungsergebnisse zu erhöhen, ist es ratsam, so groß wie mögliche Beugungsprofilwinkel zu verwenden,
unabhängig von der Wellenlänge der Röntgenstrahlung. Dabei ist es äußerst vorteilhaft, diejenige Kristallgitterebene als
Beugungsebene zu benutzen, zu verwenden, «die einen 2©-Wert von 80 oder mehr besitzt.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der erfindungsgemäßen
Bestimmung des Legierungsgrades von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechs. Einzelheiten der Bedingungen der
Röntgenstrahl-Beugung, des Verfahrens zum Messen der Röntgenstrahl-Beugungskennwerte
und des Verfahrens zum Prüfen der Duktilität der Beschichtung als Kenngröße für den.Legierungsgrad
sind ;für die folgenden Beispiele wie folgt:
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Bedingungen der Röntgenstrahl-Beugung
Target |
Filter |
Röhrenspannung |
Röhrenstrom |
Röntgenstrahlung |
Eintrittsdivergenzwinkel |
Aufnahmeschlitz |
Zeitkonstante |
Tollmaßstab : |
: Kobalt |
: Eisen |
: 35KV |
: 2OmA |
: parafokussierende Röntgenstrahlung |
: 1° |
: 0,15 mm |
8 Sekunden |
1000 Brtz Centsprechend 230 mm auf |
Detektor Abtastgeschwindigkeit
Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials
dem Aufzeichnungsmaterial) Scintillations-Zähler
20mm/min.
Im folgenden sind die untersuchten intermetallischen Verbindungen sowie deren Kristall-Zwischenebenenabstände zusammen-
* gestellt;
-Phase (FeZn,-;), Gitterebene (I03), 1,28 £ (näherungsweise).
Der Scheitelwinkel des Beugungsprofils (2Θ): 88,6 - 89,0°
* Bei dem in Fig. 6 dargestellten Fall wurde die Gitterebene von etwa 1,26 A* Abstand der ζ-Phase zusätzlich zu der vorstehend
genannten £>,, -Phasenverbindung der Messung unterworfen.
Der Miller-Index konnte nicht ermittelt werden. Der Scheitelwinkel (2Θ) des Röntgenstrahl-Beugungsprofils lag
im Bereich von 90,2 bis 91,0°.
Mit Hilfe von Messungen unter den vorstehend genannten Bedingungen
wurden die Beugungsintensität a, die Beugungsprofilbreite b und der Beugungsprofilscheitelwinkel c, wie Fig. 1
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zu entnehmen, ermittelt. Die Halbwertbreite dient als Index
für die Beugungsprofilbreite.
Die Duktilität der Beschichtung wird wie folgt geprüft:
Ein nach dem "Verzinken wärmebehandeltes Stahlblech wird um mehr
als etwa 180 gebogen und dann in seine ebene Ausgangskonfiguration
zurückbewegt. Der durch eine Druckbeanspruchung beaufschlagte Bereich der Beschichtung wird bei 20-facher Vergrößerung
betrachtet und die Beobachtung wird anhand der folgenden Beurteilungskriterien gewertet.
Note A : unverändert
Note B : feine Risse
Note C : große Risse mit teilweiser Pulverbildung
Note D : große Risse mit Pulverbildung und Abplatzungen.
Im Hinblick auf die Duktilität der Beschichtung ist der Legierungsgrad
des mit der Note A bewerteten Bleches größer als der des mit der Note B beurteilten Bleches. Der Legierungsgrad des
mit der Note B beurteilten Bleches ist höher als der des mit der Note C beurteilten Bleches und das Blech mit der Note C
besitzt einen höheren Legierungsgrad als ein mit der Note D beurteiltes Blech. Demzufolge müssen die mit den Noten C und D
beurteilten Bleche als qualitativ unbefriedigend bezeichnet werden.
Die nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlbleche, die als Probekörper dienten und deren Eigenschaften in der folgenden
Tafel 1 zusammengestellt sind, wurden mit Hilfe des kontinuierlichen
Verzinkungs- sowie Verzinkungs- und Wärmebehandlungsverfahren
nach Sendzimir hergestellt, mit der Zielsetzung, die Be-
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Ziehung zwischen den Röntgenstrahl-Beugungskennwerten und der
Duktilität aufzusuchen und als Index für den Legierungsgrad zu
■verwenden. Die Beziehung zwischen der Beugungsintensität und
der Duktilität ist in Fig. 2 dargestellt. Die Beziehung zwischen der Halbwertsbreite des Folgungsprofils und der Duktilität ist
in Fig. 3 dargestellt und die Beziehung zwischen dem Scheitelwinkel des Beugungsprofils und der Duktilität ist aus Fig. 4
ersichtlich.
TAFEL 1
Anzahl der Probekörper : 22
Blechdicke | 0,45 "bis 0,80 mm |
Gewicht der Zinkbeschichtung je Seite |
30 bis 90 8/m2 |
Stahlwerkstoff | extrem niedrig gekohlter unberuhigter Stahl |
Zinkbad | 0,14 bis 0,18 Gew.-% Al |
Glüh-Tempe ratur | max. 750 - 8000C (Erhit zung durch Gas) |
Ofenlänge | 30 m |
Durchlaufgeschwindigkeit | 50 bis 100 m/min. |
Wie aus den in den Figuren 2 bis 4 veranschaulichten Versuchsergebnissen
ersichtlich, besteht eine deutliche Korrelation zwischen der Duktilität der Beschichtung des verzinkten und wärmebehandelten'
Stahlbleches, d.h. dem Legierungsgrad der Beschichtung ,'und den Röntgenstrahl-Beugungskenngrößen dieser Beschichtung.
Wird die in Fig. 2 dargestellte Beziehung zwischen der Beugungsintensität und der Duktilität der Beschichtung des
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verzinkten Stahl "bleche s als Beispiel genommen, so ist es er-
2 forderlich, die Beugungsintensität im Bereich von 5 bis 15 cm
zu halten, um eine die Hote A verdienende Duktilität zu erreichen.
Überschreitet die Beugungsintensität den Wert von 20 cm , so wird die Duktilität der Beschichtung so verschlechtert, daß zur
Beurteilung nur noch die !Toten C oder D herangezogen werden können.
Daraus ist ersichtlich, daß der Legierungsgrad zu groß ist. Be-
trägt die Beugungsintensität weniger als 5 cm , so ist der Legierungsgrad
unzureichend und das Haftungsvermögen der Beschichtung zu gering.
Ist das Beschichtungsgewicht konstant, so kann es zur Beurteilung
der Legierung genügen, lediglich eine der in den Figuren 2 "bis 4 veranschaulichten Röntgenstrahl-Beugungskenngrößen zu bestimmen,
d.h., also entweder die Beugungsintensität oder die Beugungsprofirbreite
oder den Beugungsprofil-Scheitelwinkel. In der Praxis
ist es jedoch vorteilhaft, zwei oder mehr Beugungskenngrößen zu "bestimmen und die Beurteilung auf der Grundlage einer Kombination
ermittelter Ergebnisse durchzuführen, um auf diese Weise eine große Bestimmungs- oder Meßgenauigkeit zu gewährleisten. Wird
eine derartige Kombination von Ergebnissen zugrundegelegt, so kann der Legierungsgrad außerdem quantitativ bestimmt werden, da
der durch mögliche Schwankungen des Beschichtungsgewichtes auf
die Röntgenstrahl-Beugungskenngrößen ausgeübte Einfluß ausgeschaltet
werden kann.
Als Beispiel seien die Beugungsintensität und die Beugungsprofilbreite,
d.h. die Halbwertbreite des Beugungsprofils, bestimmt und sei die Beziehung zwischen einem Index (Beugungsintensität dividiert durch die Halbwertbreite des Beugungsprofiles)
und der Duktilität der Beschichtung erhalten, wie in Fig. 5 dargestellt. Mit Hilfe, des in Fig. 5 dargestellten graphischen
Schaubildes kann der Legierungsgrad mit recht guter Genauigkeit
bestimmt werden. Dabei kann ein nach dem Verzinken wärmebehandeltes Stahlblech mit ausgezeichneter Duktilität und hervor-
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ragendem I"arbstoff-Haftungsvermögen dann erzielt werden, wenn
der Legieningsgrad so eingestellt wird, daß der Index (Beugungs
intensität dividiert durch die Halbwertsbreite des Beugungs-
profils) im Bereich von 10 bis 35 cm /Grad liegt. Wird dieses
Ergebnis mit der Beugungsintensität oder mit der Halbwertbreite des Beugungsprofils kombiniert, so kann der wirkliche
Legierungsgrad gut bestimmt werden, ohne daß durch Schwankungen
der Beschichtung irgendein Einfluß ausgeübt wird.
Vergleichbare Ergebnisse kann erzielt werden, in dem gleichzeitig Bestimmungen der Röntgenstrahl-Beugungskenngrößen von
zwei oder mehr intermetallischen Eisen-Zink-Verbindungen in
dem verzinkten und wärmebehandelten Stahlblech vorgenommen werden. D.h., daß die Röntgenstrahl-Beugungskennwerte von zwei
oder mehr intermetallischen Verbindungen bestimmt werden und der Legierungsgrad auf der Grundlage einer Kombination der ermittelten
Ergebnisse bestimmt wird. Dadurch ist eine quantitative Bestimmung des tatsächlichen Legierungsgrades in Übereinstimmung
mit der Duktilität der Beschichtung des.verzinkten Stahlbleches ermöglicht, ohne daß eine Beeinflussung infolge
des Schwankens des Gewichtes der auf dem Blech aufgebrachten Beschichtung auftritt. Zum Beispiel werden Röntgenstrahl-Beugungsmessungen
an den intermetallischen Verbindungen der ^-I'has
sowie der ^i-Phase vorgenommen. Die Beziehung zwischen dem
Intensitätsverhältnis, d.h. dem Verhältnis der Beugungsintensität der ζ -Phase zu demjenigen der Qx.-Phase, und der Eignung
oder Gebrauchstüchtigkeit ist in Fig. 6 dargestellt. Anhand dieses Schaubildes ist gut zu verstehen, daß die Legierungsgrade, des nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlbleches
für verschiedene Kengen aufgebrachten Zinks quantitativ bestimmt
werden können.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ersichtlich, wird erfindungsgemäß der Legierungs*-
grad von nach* dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen zer-
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störungsfrei und quantitativ bestimmt. Die Benutzung des erfindungsgemäßen
Verfahrens "bei der Herstellung bzw. der Überwachung des Produktionsgänges von nach dem Verzinken wärmebehandelten
Stahlblechen führt zu den folgenden Vorteilen:
.1. Beispielsweise ist es in dem kontinuierlichen Peuerverzinkungsverfahren
nach Sendzimir zur Herstellung von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen möglich, während der Produktion
quantitative Bestimmung des Legierungsgrades vorzunehmen, dessen Veränderungen durch die Stahlzusammensetzung und die Glühbedingungen
beeinflußt werden. Die Bö nbgenstrahl-Beugungsprofilbreite,
die das vorstehend genannte Ziel erreichen läßt, liefert nicht nur die Halbwertbreite, sondern auch die Breite von 1/3
bis 1/5, 3e nach angestrebter Genauigkeit. Die ermittelten Ergebnisse
können außerdem wieder in den Fertigungsprozeß zurückgemeldet
werden, um die Verfahrensbedingungen oder -parameter so zu steuern, daß nach dem. Verzinken wärmebehandelter Stahlbleche
von beachtlich gesteigerter Qualität mit einem hohen Verfahrens-Wirkungsgrad
hergestellt werden können.
2. Da es möglich ist, veränderliche Informationen bezüglich des
Legierungsgrades zu jeder Zeit im Produktionsgang zu besitzen,
• kann die Erzeugnis von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen
mit unzureichend niedriger Qualität verhindert werden und kann die Einstellung der Verfahrensbedingungen genau, rasch
und leicht ausgeführt werden.
3. Da der durch die Wärmebehandlung verursachte Legierungsgrad
quantitativ erfaßt werden kann, ist es möglich, eine große Ausbeute an Beschichtungen mit guter Duktilität bei relativ leichtem
ρ BeSchichtungsgewicht von weniger als 100g/m je Seite zu er-.zielen.
Außerdem können mit hoher Ausbeute Erzeugnisse mit gesteigerter Eignung für andere mechanische Behandlungen, wie das
Verpressen, erzielt werden. Ferner ist bei Blechen mit Beschich-
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tungs gewicht en von mehr als 120g/ni je Seite keine Beeinträchtigung
des Farbstoff-Haftungsvermögens'* infolge unzureichender
Erhitzung zu befürchten. Außerdem besteht bei dem mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Erzeugnissen
nicht die Gefahr, daß die Duktilität der Beschichtung und die Korrosionsbeständigkeit durch zu starkes Glühen vermindert werden,
wobei außerdem noch hohe Ausbeuten erzielbar sind.
Vie bereits im einzelnen dargelegt, kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens der Legierungsgrad von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen quantitativ, zerstörungsfrei und
kontinuierlich mit Hilfe der Eöntgenstrahl-Beugung beim kontinuierlichen
Feuerverzinken sowie bei der Überwachung eines derartigen Herstellungsganges ermittelt werden.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren auf den Herstellungsvorgang angewendet, so kann der Erzeugung von qualitativ unzulänglichen
Produkten wirksam dadurch vorgebeugt werden, daß die Verfahrensbedingungen auf der Grundlage der ermittelten Ergebnisse verändert
werden. Wird das erfindungsgemäße Verfahren demgegenüber auf das Kontrollverfahren angewandt, so kann die Beurteilung der Erzeugnisse
sehr genau, rasch und leicht durchgeführt werden. Demzufolge liefert das erfindungsgemäße Verfahren einen nützlichen
Beitrag zur Entwicklung von Industrie, Wissenschaft und Technologie.
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Claims (9)
1. Verfahren zum Bestimmen des Legierungsgrades von nach dem
Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der Eöntgenstrahl-Beugungskenngrößen
der intermetallischen Eisen-Zink-Verbindungen dieser Bleche, - wie die Eöntgenstrahl-Beugungsintensität,
die Breite des Beugungsprofils oder der Scheitelwinkel dieses Beugungsprofils, gemessen wird und daß der Legierungsgrad
auf der Grundlage der Analysierung der gemessenen Röntgenstrahl-Beugungskenngröße ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Röntgenstrahl-Beugungskenngrößen an wenigstens einer der intermetallischen Eisen-Zink-Verb indungen,
wie den t>-, O/i- und den V -Phasen, gemessen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet.,
daß die Böntgenstrahl-Beugungskenngrößen an der intermetallischen Eisen-Zink-Verbindung derS- oder der
0^1-Phase gemessen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch
gekennzeichnet , daß für die Beugung die normale
parafokussierende Röntgenstrahlung verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 35 dadurch
gekennzeichnet , daß für die Beugung eine parallele Röntgenstrahlung -verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch
gekennzeichnet., daß als Beugungsebene eine Kristallgitterebene benutzt wird, deren2Θ -Wert 80° oder mehr
beträgt.
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7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 6, dadurch
gekennzeichnet , daß zwei oder mehrere Röntgenstrahl-Beugungskenngrößen
gemessen werden und deren Kombination der
Ermittlung des Legierungsgrades zugrundegelegt wird.
Ermittlung des Legierungsgrades zugrundegelegt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 7·» dadurch
gekennzeichnet , daß die Halbwertbreite als
repräsentativ für die Breite des Röntgenstrahl-Beugungsprofils
verwendet wird.
repräsentativ für die Breite des Röntgenstrahl-Beugungsprofils
verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch
gekennzeichnet , daß die Breite von 1/3 bis 1/5
als repräsentativ für die Breite des Eöntgenstrahl-Beugungsprofiis verwendet wird.
als repräsentativ für die Breite des Eöntgenstrahl-Beugungsprofiis verwendet wird.
709810/1010
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