RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196846 (21) Numer zgłoszenia: 362127 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 21.01.2002 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 21.01.2002, PCT/FR02/00225 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 01.08.2002, WO02/059384 PCT Gazette nr 31/02 (51) Int.Cl. C22C 38/04 (2006.01) C21D 8/04 (2006.01) (54) Stal izotropowa o wysokiej wytrzymałości, sposób wytwarzania blachy ze stali izotropowej o wysokiej wytrzymałości oraz zastosowanie stali izotropowej o wysokiej wytrzymałości do wytwarzania blachy (30) Pierwszeństwo: 26.01.2001,FR,0101126 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 18.10.2004 BUP 21/04 (73) Uprawniony z patentu: USINOR,Puteaux,FR (72) Twórca(y) wynalazku: Joel Marsal,Beyren Les Sierck,FR Dominique Mescolini,Metz,FR (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.02.2008 WUP 02/08 (74) Pełnomocnik: Ginter Marek, GINTER & GINTER, KANCELARIA RZECZNIKOWSKA S.C. PL 196846 B1 (57) 1. Stal izotropowa o wysokiej wytrzymałości, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera w % wagowych: 0,03 C 0,06 0,50 Mn 1,10 0,08 Si 0,20 0,015 Al 0,070 N 0,007 Ni 0,040 Cu 0,040 P 0,035 S 0,015 Mo 0,008 Ti 0,005, przy czym stal ta zawiera również bor w ilości takiej, że: B 0,65 1,60 N a resztę składu stanowi żelazo i zanieczyszczenia wynikając z wytapiania.
2 PL 196 846 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest stal izotropowa o wysokiej wytrzymałości, sposób wytwarzania blachy ze stali izotropowej o wysokiej wytrzymałości oraz zastosowanie stali izotropowej o wysokiej wytrzymałości do wytwarzania blachy. Wynalazek dotyczy zwłaszcza stali mającej ulepszone własności mechaniczne i nadającej się do obróbki cieplnej bez starzenia. Ten rodzaj stali stosowany jest zwłaszcza do wytwarzania widocznych elementów przeznaczonych do samochodów, które mają powłokę organiczną. Elementy takie zwykle kształtowane są przez wytłaczanie, które wymaga stali o dobrej plastyczności i możliwie najbardziej izotropowej w celu otrzymania elementów bardzo miękkich. Ponadto, poszukuje się również dobrej odporności na wgniecenia, która może być osiągnięta dzięki wysokiej granicy plastyczności. Przed takim etapem kształtowania, elementy pokrywane są powłokami organicznymi tworzącymi pokrycie podczas określonej obróbki cieplnej, której maksymalna temperatura wynosi obecnie około 250 C, a która trwa około 30 sekund. Jednak ten rodzaj obróbki cieplnej może prowadzić do zjawiska starzenia w stali, które powodowane jest przez wzrost granicy plastyczności, zmniejszenie ciągliwości, a zwłaszcza przez pojawienie się odcinka poziomego granicy plastyczności. Występowanie takiego odcinka poziomego jest nie do przyjęcia, ponieważ jest on początkiem pojawienia się linii płynięcia, bardzo widocznych podczas wytłaczania, powodujących wady wyglądu. Z patentu europejskiego nr EP 0 870 848, znana jest stal niobowa, bardzo miękka, uspokojona, z aluminium, która ma dobre własności w zakresie wytrzymałości mechanicznej, jak również dobrą plastyczność, ale która ulega wymienionemu zjawisku starzenia, i stąd jest niezdatna do nakładania na nią powłoki wymagającej obróbki cieplnej przed wytłaczaniem. Celem wynalazku jest więc wytworzenie izotropowego materiału metalowego, mającego jednocześnie wysoką granicę plastyczności bez odcinka poziomego i dobrą ciągliwość, który może być poddany obróbce cieplnej następującej po nałożeniu powłoki organicznej, bez starzenia. Zgodnie z wynalazkiem stal izotropowa o wysokiej wytrzymałości, charakteryzuje się tym, że jej skład chemiczny zawiera w % wagowych: 0,03 C 0,06 0,50 Mn 1,10 0,08 Si 0,20 0,015 Al 0,070 N 0,007 Ni 0,040 Cu 0,040 P 0,035 S 0,015 Mo 0,008 Ti 0,005, przy czym stal ta zawiera również bor w ilości takiej, że: B 0,65 1,60 N a resztę składu stanowi żelazo i zanieczyszczenia wynikając z wytapiania. Korzystnie jest, jeśli ponadto zawartość manganu i zawartość krzemu są takie, że: %Mn 4 15 %Si Korzystnie jest, jeśli ponadto zawartość manganu mieści się w zakresie między 0,55 i 0,65% wagowych, a zawartość krzemu mieści się w zakresie między 0,08 i 0,12% wagowych. Korzystnie jest też, jeśli ponadto, zawartość manganu mieści się w zakresie między 0,95 i 1,05% wagowych, a zawartość krzemu mieści się w zakresie między 0,16 i 0,20% wagowych.
PL 196 846 B1 3 Korzystnie, jeśli ponadto zawartość azotu jest niższa od 0,005% wagowych, a zawartość fosforu jest niższa od 0,015% wagowych. Z kolei, sposób wytwarzania blachy ze stali izotropowej o wysokiej, wytrzymałości, o wyżej podanym składzie chemicznym, charakteryzuje się tym, że obejmuje etapy zgodnie z którymi: - wytapia się stal i odlewa się kęsisko płaskie, - walcuje się na gorąco to kęsisko płaskie dla otrzymania blachy, z temperaturą końcową walcowania wyższą od temperatury punktu Ar 3, - zwija się blachę w temperaturze zawartej między 500 i 700 C, - walcuje się blachę na zimno przy stopniu przewalcowania w zakresie od 50 do 80%, a korzystnie od 60 do 78%, - przeprowadza się obróbkę cieplną rekrystalizacyjną blachy, - prowadzi się walcowanie wykańczające tej blachy na zimno, przy współczynniku przepustu wykańczającego korzystnie w zakresie między 1,2 a 2,5%. Korzystnie, obróbka cieplna rekrystalizacyjną blachy jest wyżarzaniem statycznym w atmosferze wodoru, które prowadzi się w temperaturze wyższej od temperatury rekrystalizacji stali w czasie od 5 do 15 godzin, i po którym blachę poddaje się powolnemu chłodzeniu statycznemu przez okres ponad 30 godzin. Korzystnie, na blachę po walcowaniu wykańczającym na zimno nakłada się powłokę organiczną, po czym tę pokrytą blachę poddaje się obróbce cieplnej, której wartość PAREQ zawarta jest między 9,80 i 11,5. Korzystnie, powłokę organiczną wykonuje się na bazie żywicy usieciowanej, a powłoka ta zawiera kulki z metalu. Zgodnie z wynalazkiem, stal izotropowa o wysokiej wytrzymałości, w składzie której zawartość manganu mieści się w zakresie między 0,55 i 0,65% wagowych, a zawartość krzemu mieści się w zakresie między 0,08 i 0,12% wagowych, znajduje zastosowanie przy wytwarzaniu blachy. Również zgodnie z wynalazkiem, stal izotropowa o wysokiej wytrzymałości, w składzie której zawartość manganu mieści się w zakresie między 0,95 i 1,05% wagowych, a zawartość krzemu mieści się w zakresie między 0,16 i 0,20% wagowych, znajduje zastosowanie przy wytwarzaniu blachy. Wynalazcy odkryli, że szczególna równowaga zawartości pierwiastków stopowych umożliwia otrzymanie, w sposób niespodziewany, szczególnej stali mającej zespół poszukiwanych własności. Zawartość węgla w składzie stali według wynalazku, zawarta jest między 0,03 i 0,06% wagowych, ponieważ pierwiastek ten znacznie obniża plastyczność im stali. Jednak jest on konieczny w ilości minimum 0,03% wagowych, aby uniknąć problemów związanych ze starzeniem stali. Zawartość manganu w składzie stali według wynalazku, musi być zawarta między 0,50 i 1,10% wagowych. Mangan poprawia granicę plastyczności stali, zmniejszając znacznie jej plastyczność. Mangan zmniejsza również skłonność do starzenia stali. Przy zawartości manganu poniżej 0,50% wagowych, obserwuje się problemy starzenia, podczas gdy zawartość powyżej 1,10% wagowych, zbytnio szkodzi plastyczności stali. Zawartość krzemu w składzie stali według wynalazku, powinna być zawarta między 0,08 i 0,20% wagowych. Krzem poprawia znacznie granicę plastyczności stali zmniejszając nieco jej ciągliwość, ale znacznie zwiększając jej skłonność do starzenia. Jeśli zawartość ta jest niższa od 0,08% wagowych, stal nie ma dobrych właściwości mechanicznych, natomiast wówczas, gdy zawartość ta przekracza 0,20% wagowych, napotyka się na problemy związane z wyglądem powierzchni, na której ukazują się paski. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, stosunek zawartości manganu do zawartości krzemu mieści się w zakresie od 4 do 15, aby uniknąć problemu kruchości przy spawaniu iskrowym. W rezultacie, poza tymi wartościami obserwuje się tworzenie tlenków powodujących kruchość podczas operacji spawania. W innym korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, zawartość manganu mieści się w zakresie między 0,55 i 0,65% wagowych, a zawartość krzemu w zakresie między 0,08 i 0,12% wagowych. Ten przykład wykonania umożliwia otrzymanie gatunków stali mających lepszą ciągliwość, jak również granicę plastyczności wyższą od 220 MPa. W innym korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, zawartość manganu mieści się w zakresie między 0,95 i 1,05% wagowych, a zawartość krzemu mieści się w zakresie między 0,16 i 0,20% wagowych. Ten przykład wykonania umożliwia otrzymanie gatunków stali o znacznej ciągliwości mających lepszą wytrzymałość na rozciąganie, jak również granicę plastyczności wyższą od 260 MPa.
4 PL 196 846 B1 Zawartość azotu w składzie powinna być niższa od 0,007% wagowych, a korzystnie niższa od 0,005% wagowych, ponieważ ten pierwiastek jest niekorzystny dla mechanicznych własności stali. Jego obecność w stali według wynalazku wynika z wytapiania. Zawartość boru w składzie stali według wynalazku powinna być taka, że: B 0,65 1,60. N Główną funkcją boru jest ustalenie zawartości azotu przez wczesne wytrącenie azotków boru. Musi on więc być obecny w ilości wystarczającej dla uniknięcia dużego nadmiaru swobodnego azotu, jednak nie przekraczając zbytnio ilości stechiometrycznej, ponieważ jej pozostała wolna ilość mogłaby powodować problemy metalurgiczne, jak barwienie brzegów blachy. Tytułem wskazania, należy nadmienić, że dokładna ilość stechiometryczna osiągana jest dla stosunku B/N wynoszącego 0,77. Zawartość aluminium w składzie według wynalazku, mieści się w zakresie między 0,015 i 0,070% wagowych, ale nie jest to wartość krytyczna. Aluminium występuje w gatunku stali według wynalazku wskutek sposobu odlewania, podczas którego pierwiastek ten dodaje się, aby odtleniać stal. Jednak jest ważne, aby nie przekraczać 0,070% wagowych, ponieważ wystąpiłyby wówczas problemy wtrąceń tlenków aluminium szkodliwe dla mechanicznych własności stali. Zawartość fosforu jest ograniczona w stali według wynalazku do zawartości niższej od 0,035% wagowych, a korzystnie niższej od 0,015% wagowych. Fosfor umożliwia otrzymanie zwiększonej granicy plastyczności, ale jednocześnie zwiększa skłonność stali do starzenia podczas obróbki cieplnej, co wyjaśnia ograniczenie ilości tego pierwiastka. Fosfor szkodzi również plastyczności stali. Zawartość tytanu w składzie powinna być niższa od 0,005% wagowych, a zawartość siarki powinna być niższa od 0,015% wagowych, zaś zawartość niklu powinna być niższa od 0,040% wagowych, natomiast zawartość miedzi powinna być niższa od 0,040% wagowych, przy czym zawartość molibdenu powinna być niższa od 0,008% wagowych. Te różne najczęściej napotykane pierwiastki stanowią w rzeczywistości pierwiastki resztkowe pochodzące z wytapiania. Ich zwartość jest ograniczana, gdyż są one zdolne tworzyć wtrącenia, które pogarszają mechaniczne własności danego gatunku stali. Zgodnie z wynalazkiem, stal po wytopieniu może być odlewana w postaci półproduktu, takiego jak kęsisko płaskie, które ogrzewa się do temperatury rzędu od 1230 C do około 1260 C, aby je walcować na gorąco, przy czym temperatura końcowa walcowania jest wyższa od temperatury punktu Ar 3, która jest w tym przypadku rzędu 810 C. W ten sposób otrzymuje się blachę. Temperatura końcowa walcowania korzystnie jest niższa od temperatury punktu Ar 3, zwiększonej o 20 C. Po tej operacji, można przystąpić do zwijania tak wytworzonej blachy w temperaturze zawartej między 500 i 700 C. W korzystnym przykładzie wykonania, blachę zwija się w temperaturze zawartej między 580 i 620 C, aby ograniczać wielkość ziaren, co pozwala na otrzymanie zwiększonej granicy plastyczności. Następnie blacha walcowana jest na zimno przy stopniu przewalcowania od 50 do 80%, a korzystnie od 60 do 78%, i jest poddana obróbce cieplnej rekrystalizacyjnej obejmującej korzystnie pierwszy etap wyżarzania statycznego w atmosferze wodoru w temperaturze wyższej od temperatury rekrystalizacji stali, w czasie od 5 do 15 godzin. Tytułem przykładu, temperatura rekrystalizacji na ogół zawarta jest między 540 i 570 C, a wyżarzanie przeprowadzane jest w atmosferze wodoru dla uniknięcia problemów barwienia brzegów blachy. Obróbka cieplna rekrystalizacyjna obejmuje ponadto korzystnie drugi etap powolnego chłodzenia statycznego trwający ponad 30 godzin, a szczególnie korzystnie nie krócej niż 40 godzin. Chłodzenie przeprowadzane jest powoli, aby zapewnić dobrą stabilność wtrąceń cementytu w osnowie ferrytycznej. Z tego samego powodu chłodzenie przeprowadza się w sposób statyczny, który umożliwia uzyskanie tego rodzaju powolnego chłodzenia. Jednak, możliwe jest również zastosowanie szybszego chłodzenia, i otrzymanie wyników zamierzonych przez wynalazek. Blachy mogą następnie być poddane walcowaniu wykańczającemu na zimno, z przepustem wykańczającym zawartym korzystnie między 1,2 i 2,5%, na przykład rzędu 1,5%, co sprawia, że możliwe jest zminimalizowanie wszelkich pozostałości odcinka poziomego. Korzystne jest nie przekraczanie tego współczynnika 2,5%, ponieważ prowadzi to do zmniejszenia plastyczności, ale korzystne też jest nie obniżanie jego wartości poniżej 1,2%, aby uniknąć wszelkich problemów związanych ze starzeniem stali.
PL 196 846 B1 5 Następnie można przystąpić do nakładania na blachę powłoki organicznej, i do obróbki cieplnej niezbędnej do dobrego przytwierdzenia tej powłoki. Taka obróbka może, na przykład, polegać na szybkim ogrzewaniu aż do temperatury 250 C i utrzymaniu powłoki w tej temperaturze przez około 30 sekund, po którym następuje chłodzenie. Aby móc porównywać między sobą dwie obróbki cieplne przeprowadzone w różnych temperaturach dla różnych czasów, stosuje się wielkość zwaną PAREQ, określoną wzorem: PAREQ = - 0,76 x log( exp(-δh/rt).dt) w którym: ΔH - oznacza energię dyfuzji węgla w żelazie (około 112 kj/mol), T - oznacza temperaturę podczas cyklu, który całkuje się w czasie trwania obróbki cieplnej. W im wyższej temperaturze przeprowadzona jest cieplna obróbka, lub im dłużej trwa ta obróbka, tym wartość PAREQ jest niższa. Dwie różne obróbki cieplne, mające identyczną wartość PAREQ, kończą się tym samym wynikiem dla tego samego gatunku stali. Jeśli rozważy się obróbkę cieplną stali w temperaturze 250 C z utrzymaniem jej przez 30 sekund w tej temperaturze, to wartość PAREQ wynosi 10,26. W ramach niniejszego wynalazku, przedmiotem zainteresowania są szczególnie obróbki cieplne mające wartość PAREQ zawartą między 9,80 i 11,5. Powłoki organiczne, o które chodzi w niniejszym wynalazku oznaczają korzystnie powłoki zawierające żywicę usieciowaną i ewentualnie kulki z metalu, na przykład, z cynku. Powłoki takie nakładane są zwykle jako cienka warstwa rzędu kilku mikrometrów, i służą zwłaszcza do ochrony stali przed korozją. Jeśli stal według wynalazku przeznaczona jest w szczególności do pokrycia tego rodzaju powłoką, to należy przyjąć, że będzie ona mogła być użyta do każdego zastosowania, które musi wytrzymać obróbki cieplne mające wartość PAREQ zawartą między 9,80 i 11,50, co następuje po zastosowaniu dowolnej powłoki lub bez niej. Przedmiotem wynalazku jest blacha ze stali izotropowej o składzie zgodnym z wynalazkiem, i blachy otrzymane sposobem według wynalazku w jego różnych odmianach. Zaleca się blachy ze stali izotropowej, w których stal ma zawartość manganu między 0,55 i 0,65% wagowych i zawartość krzemu między 0,08 i 0,12% wagowych, i która ma, po obróbce cieplnej mającej wartość PAREQ zawartą między 9,8 i 11,5, górną granicę plastyczności wyższą od 220 MPa, wydłużenie wyższe od 36% i współczynnik umocnienia wyższy od 0,20. Zaleca się również blachy ze stali izotropowej, w których stal ma zawartość manganu między 0,95 i 1,05% wagowych i zawartość krzemu między 0,16 i 0,20% wagowych, i która ma, po obróbce cieplnej mającej wartość PAREQ zawartą między 9,8 i 11,5, granicę plastyczności wyższą od 260 MPa, wytrzymałość na rozciąganie wyższą od 400 MPa, jak również współczynnik umocnienia wyższy od 0,18. Niniejszy wynalazek zostanie zilustrowany niżej podanymi przykładami, przy czym poniższa tabeli zawiera skład różnych badanych stali w % wagowych, wśród których, odlewy od 1 do 3 są zgodne z niniejszym wynalazkiem, podczas gdy odlew 4 użyty jest tytułem porównania. Odlew 1 Odlew 2 Odlew 3 Odlew 4 1 2 3 4 5 C 0,041 0,045 0,038 0,025 Mn 0,853 0,989 0,598 0,227 Si 0,089 0,167 0,088 0,006 N 0,0035 0,0042 0,0032 0,0041 B 0,0026 0,0029 0,0051 - Al 0,035 0,031 0,038 0,050 P 0,007 0,0065 0,007 0,006 S 0,011 0,0056 0,01 0,012 Cu 0,018 0,025 0,012 0,010 Ni 0,020 0,022 0,019 0,017
6 PL 196 846 B1 cd. tabeli 1 2 3 4 5 Cr - 0,028-0,032 Ti 0,0012 0,001-0,002 Nb - - - 0,016 Mo 0,0012-0,008 - Reszta składu odlewów od 1 do 4 jest oczywiście utworzona z żelaza i ewentualnie z zanieczyszczeń wynikających z wytapiania. Użyte skróty: A - wydłużenie przy zerwaniu w % R e - granica plastyczności w MPa R m - wytrzymałość na rozciąganie w MPa n - współczynnik umocnienia Δr - współczynnik anizotropii płaskiej r - współczynnik anizotropii P r z y k ł a d 1 Granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie. Wytworzono blachę ze stali mającej skład każdego z odlewów od 1 do 3 zgodny z wynalazkiem, jak i porównawczego odlewu 4, odlewając kęsisko płaskie, które ogrzano do temperatury około 1230 C, po czym to kęsisko płaskie poddano walcowaniu na gorąco do średniej temperatury końcowej walcowania, wynoszącej 860 C. Blachę zwinięto w temperaturze około 585 C, po czym poddano walcowaniu na zimno przy stopniu przewalcowania 73%. Następnie blacha poddana została wyżarzaniu w atmosferze wodoru w temperaturze około 630 C, w czasie 7 godzin, a potem powolnemu chłodzeniu w czasie 30 godzin. Proces zakończono walcowaniem wykańczającym blachy, przy współczynniku przepustu wykańczającego 1,5%. Wówczas przeprowadzono pierwszą próbę rozciągania w kierunku poprzecznym do kierunku walcowania według normy NF EN 10002-1, na próbkach pobranych na początku i na końcu zwoju. Blachę poddano następnie obróbce cieplnej mającej wartość PAREQ wynoszącą 10,26 i przystąpiono do drugiej próby rozciągania według normy NF EN 10002-1. Zgodnie z tą obróbką cieplną, blachę ogrzewano do temperatury 250 C z prędkością ogrzewania 35 C na sekundę, a następnie wygrzewano w czasie 30 sekund w tej temperaturze. Określono zatem wartości granicy plastyczności i wytrzymałości mechanicznej blachy, otrzymując następujące wyniki. R e Odlew 1 Odlew 2 Odlew 3 Odlew 4 R m R e R m R e R m R e Przed obróbką cieplną 241 373 258 400 243 357 262 353 Po obróbce cieplnej 247 380 266 396 240 355 329 355 R m Zauważono, że poziomy R e i R m odlewów od 1 do 3 według wynalazku nie zostały zmniejszone przez obróbkę cieplną, co potwierdza przydatność stali według niniejszego wynalazku do poddania jej takiej obróbce. Stwierdzono również doskonałe wartości otrzymane dla odlewu 2 według wynalazku, który osiąga granicę plastyczności wyższą od 260 MPa, i wytrzymałość na rozciąganie 400 MPa. P r z y k ł a d 2 Ciągliwość dzięki tym samym próbom rozciągania, które wykonano w przykładzie 1, określono w znany sposób, wydłużenie przy zerwaniu A, i współczynnik umocnienia n dla czterech odlewów. Linie krzywe rozciągania pokazały przede wszystkim, że żaden odcinek poziomy granicy plastyczności nie został zaobserwowany dla odlewów od 1 do 3 według wynalazku, i to ani przed ani po obróbce cieplnej. Natomiast porównawczy odlew 4, który wykazywał już mały odcinek poziomy przed obróbką cieplną, zyskał odcinek poziomy większy od 10% po tej samej obróbce, co uczyniło go całkowicie nieodpowiednim dla celów postawionych przez niniejszy wynalazek.
PL 196 846 B1 7 Inne wyniki podano w poniższej tabeli. Odlew 1 Odlew 2 Odlew 3 Odlew 4 A (%) n A (%) n A (%) n A (%) n Przed obróbką cieplną 34,7 0,198 32,3 0,195 35,6 0,207 35,5 0,192 Po obróbce cieplnej 34,9 0,190 34,3 0,180 36,5 0,202 34,7 0,216 Po zapoznaniu się z tymi wynikami, stwierdzono zwłaszcza dobre wartości wydłużenia przy zerwaniu, przez co możliwe jest zapewnienie odpowiedniego wytwarzania elementów przez wytłaczanie. Otrzymano również odpowiedni współczynnik umocnienia n, który zapewnia otrzymanie wysokiej granicy plastyczności gotowym elementom, w wyniku umocnienia przez zgniot ( work hardening") podczas wytłaczania. Stwierdzono również, że odlew 3 według wynalazku, ma dobre wartości ciągliwości, i to zarówno w odniesieniu do wydłużenia przy zerwaniu, jak i do modułu umocnienia. Wartości otrzymane dla porównawczego odlewu 4 podane zostały jako odniesienie, ponieważ te wartości nie są znaczące, gdy występuje odcinek poziomy większy niż 10%. P r z y k ł a d 3 Izotropia całkowita anizotropia stali określona została przez średni współczynnik anizotropii normalnej r: r(0) + r(90) + r(45) r = 4 gdzie r(0), r(90) i r(45) są wartościami współczynników anizotropii normalnej r w kierunkach wzdłużnym, poprzecznym i nachylonym pod kątem 45 do kierunku walcowania. Współczynnik anizotropii płaskiej Δr może być określony wzorem: Δr = r(0) + r(90) 2r(45) 2 Współczynniki te określa się dla blach przed i po tym jak poddane zostały obróbce cieplnej podobnej do tej opisanej w przykładzie 1. Wyniki podano w poniższej tabeli. Odlew 1 Odlew 2 Odlew 3 Odlew 4 r Δr r Δr r Δr r Δr Przed obróbką cieplną 1,27 0,17 1,25 0,11 1,30 0,25 1,33 0,19 Po obróbce cieplnej 1,25 0,20 1,23 0,11 1,26 0,24 1,47 0,21 Wartości otrzymane dla porównawczego odlewu 4 podano jako odniesienie, ponieważ wartości te nie są znaczące, gdy występuje odcinek poziomy większy niż 10%. Stwierdzono, że izotropia odlewów ze stali według wynalazku, jest średnio dobra, i powoduje, że odlewy te nadają się do głębokiego tłoczenia, przy czym odlew 2 ma wartość Δr szczególnie godną uwagi. W rezultacie stwierdzono, że azotki boru utworzone w sposób kontrolowany w stali wytrącają się na gorącej blasze i nie zakłócają następującej później rekrystalizacji. Blacha według wynalazku ma zatem budowę mikrograficzną o ziarnach, których wydłużenie jest bliskie 1, i ma niskie wartości współczynnika anizotropii r.
8 PL 196 846 B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Stal izotropowa o wysokiej wytrzymałości, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera w % wagowych: 0,03 C 0,06 0,50 Mn 1,10 0,08 Si 0,20 0,015 Al 0,070 N 0,007 Ni 0,040 Cu 0,040 P 0,035 S 0,015 Mo 0,008 Ti 0,005, przy czym stal ta zawiera również bor w ilości takiej, że: B 0,65 1,60 N a resztę składu stanowi żelazo i zanieczyszczenia wynikając z wytapiania. 2. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto zawartość manganu i zawartość krzemu są takie, że: %Mn 4 15. %Si 3. Stal według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że ponadto zawartość manganu mieści się w zakresie między 0,55 i 0,65% wagowych, a zawartość krzemu mieści się w zakresie między 0,08 i 0,12% wagowych. 4. Stal według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że ponadto, zawartość manganu mieści się w zakresie między 0,95 i 1,05% wagowych, a zawartość krzemu mieści się w zakresie między 0,16 i 0,20% wagowych. 5. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto zawartość azotu jest niższa od 0,005% wagowych. 6. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto zawartość fosforu jest niższa od 0,015% wagowych. 7. Sposób wytwarzania blachy ze stali izotropowej o wysokiej wytrzymałości, o składzie chemicznym określonym w zastrzeżeniach 1 do 6, znamienny tym, że obejmuje etapy zgodnie z którymi: - wytapia się stal i odlewa się kęsisko płaskie, - walcuje się na gorąco to kęsisko płaskie dla otrzymania blachy, z temperaturą końcową walcowania wyższą od temperatury punktu Ar 3, - zwija się blachę w temperaturze zawartej między 500 i 700 C, - walcuje się blachę na zimno przy stopniu przewalcowania w zakresie od 50 do 80%, a korzystnie od 60 do 78%, - przeprowadza się obróbkę cieplną rekrystalizacyjną blachy, - prowadzi się walcowanie wykańczające tej blachy na zimno, przy współczynniku przepustu wykańczającego korzystnie w zakresie między 1,2 a 2,5%. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że obróbka cieplna rekrystalizacyjną blachy jest wyżarzaniem statycznym w atmosferze wodoru, które prowadzi się w temperaturze wyższej od temperatury rekrystalizacji stali w czasie od 5 do 15 godzin, i po którym blachę poddaje się powolnemu chłodzeniu statycznemu przez okres ponad 30 godzin. 9. Sposób według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że na blachę po walcowaniu wykańczającym na zimno nakłada się powłokę organiczną, po czym tę pokrytą blachę poddaje się obróbce cieplnej, której wartość PAREQ zawarta jest między 9,80 i 11,5.
PL 196 846 B1 9 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że powłokę organiczną wykonuje się na bazie żywicy usieciowanej i że powłoka ta zawiera kulki z metalu. 11. Zastosowanie stali izotropowej o wysokiej wytrzymałości, określonej w zastrzeżeniu 3, do wytwarzania blachy. 12. Zastosowanie stali izotropowej o wysokiej wytrzymałości, określonej w zastrzeżeniu 4, do wytwarzania blachy.
10 PL 196 846 B1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.