Die Erfindung betrifft einen voll beruhigten, unlegierten oder niedriglegierten Stranggusswalzstahl mit einem Gehalt an Kohlenstoff < 0,25 Gew.% und an Aluminium < 0,005 Gew.%.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Stranggussstahls.

Als unlegierte Stähle werden gemäß EN 10020 solche Stahlsorten bezeichnet, deren Zusammensetzung frei von Legierungselementen ist oder deren Anteil an Legierungselementen jeweils vorgegebene Grenzwerte nicht überschreitet.

Niedriglegierte Stähle sind im Rahmen dieser Definition unlegierte Stähle, die (unterhalb der Grenzwerte liegende) geringe Anteile an Legierungselementen enthalten.

Die Herstellung derartiger Stahlqualitäten, die durch Warm- oder Kaltverfor- mung zu einem Halbfabrikat verarbeitet werden sollen, erfolgt praktisch nur noch in einem kontinuierlichen Gießverfahren, insbesondere dem Stranggie¬ ßen. Eine Voraussetzung für die Herstellung eines Stranggussstahls ist die Be¬ ruhigung des Stahls, also seine Desoxidation, um eine Blasenbildung im flüssi¬ gen Stahl durch das Entstehen von gasförmigem CO und/oder CO2 aufgrund von freiem Sauerstoff zu verhindern. Diese Beruhigung des Stahls kann mit ge¬ eigneten Legierungselementen durchgeführt werden, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff aufweisen und den freien Sauerstoff somit abbinden. Als derartiges .Mitte! zur Beruhigung des Stahls hat sich Aluminium aus zahlreichen Gründen durchgesetzt. Die Beruhigung des Stahls setzt voraus, dass das Beruhigungs- mittel in einem stöchiometrischen Überschuss zugegeben wird, sodass das die Beruhigung bewirkende Legierungselement in einem Überschussanteil im Stahl verbleibt, während das entsprechende gebundene Oxid (Tonerde im Fall von Aluminium) mit der Schlacke aus der Stahlschmelze entfernt wird.

Der im Stahl verbleibende Überschussanteil an Aluminium ist als vorteilhaft er¬ kannt worden, weil Aluminium ein Feinkornbildner ist, der die Umformbarkeit des gebildeten Walzstahls begünstigt. Alle Normen und Normentwürfe für ge¬ bräuchliche Stranggusswalzstähle sehen daher einen Mindestgehalt an Alumi- nium im Stahl von 0,01 (bei Vorhandensein des Mikrolegierungselements Ti¬ tan), 0,015 oder sogar 0,02 Gew.% vor.

Ein bevorzugtes Verwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Stranggusswalz¬ stähle sind Flachstähle, die zum Kaltumformen geeignet sind und ggf. mit einer veredelten Oberfläche versehen werden. Für derartige Flachstähle sieht die pr EN 10268 für alle Stahlsorten einen Mindestgehalt an Aluminium von 0,015 Gew.% vor. Betroffen sind hier Flachstähle mit hoher Streckgrenze zum Kalt¬ umformen aus unlegierten und mikrolegierten Stählen.

Für kontinuierlich schmelztauchveredeltes Band oder Blech aus Stählen mit hoher Streckgrenze zum Kaltumformen sieht die DIN EN 10292 ebenfalls Min¬ destgehalte an Aluminium vor, die für einige Stahlsorten 0,015 Gew.% und für andere Stahlsorten 0,02 Gew.% betragen. Die Mindestgehalte an Aluminium dienen insbesondere dazu, freien Stickstoff abzubinden und eine Komfeinung zu erzielen.

Die Hersteilung von Stahlerzeugnissen geschieht durch eine kontrollierte Tem¬ peraturführung, durch die gewünschte Gefügeausbildungen des Stahls möglich sind. Im Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagramm lassen sich die herzustellen- den Gefügearten mit Hilfe von Existenzfeldern bei einer Abkühlung aus dem Austenitgebiet verdeutlichen. Die Zugabe von Aluminium zurr. Stahl führt zu einer Verschiebung der Existenzfelder zu kürzeren Zeiten hin, sodass für die Ausbildung gewünschter Gefügestrukturen sehr starke Abkühlungen des Stahls in kontrollierter Form erforderlich sind. Es werden daher ultraschnelle Kühlver¬ fahren eingesetzt, mit denen die jeweils erforderlichen Kühlraten realisierbar sind. Die erforderliche starke Abkühlung beschränkt die Flexibilität in der Ferti- gung und verursacht Eigenspannungen im Stahl, die ggf. zu Qualitätsproble¬ men führen können.

Es ist allerdings bekannt, spezielle Vergütungsstähle mit einem niedrigen Alu¬ miniumgehalt, also ohne Zugabe von Aluminium, herzustellen. Der Vergütungs- stahl wird als Warmband so hergestellt, dass er nach dem anschließenden Kaltwalzen und Abkühlen bei der Vergütungsbehandlung, bei der er austenisiert wird, ein möglichst grobes Austenitkom bildet. Das grobe Austenitkom begüns¬ tigt die bei der Vergütungsbehandlung angestrebte Martensitumwandlung aus dem austenitischen Gefüge heraus. Die Zugabe von Aluminium würde durch die Bildung von feinem Alumniumnitrid, das sich bei den üblichen Austenitisie- rungstemperaturen der Vergütungsbehandlungen nicht löst, eine unerwünschte Komfeinung bewirken. Die Temperaturführung für die Herstellung und Aufhas- pelung des Warmbandes erfolgt für die Vergütungsstähle dabei so, dass ein nahezu rein ferritisches oder ferritisch-perlitisches Gefüge entsteht. Darüber hinaus wird Aluminium für die so genannte „Weichfleckigkeit" des vergüteten Stahls verantwortlich gemacht. Unter „Weichfleckigkeit" versteht man die Aus¬ bildung von inselförmigen, gegenüber der umgebenden Oberfläche relativ wei¬ chen Oberflächenbereichen, die sich bei der Vergütungsbehandlung ausbilden. Als Gegenmaßnahme wird für diese Stähle auf die Zugabe von Aluminium unter In-Kauf-Nahme von Nachteilen für die Beruhigung des Stahls verzichtet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stahl zu ermögli¬ chen, der einfach herstellbar ist und verbesserte Eigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Stahl der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass der fertig gewalzte Stahl als Mehrphasenstah! mit ei- nem Anteil an Bainit und/oder Martensit hergestellt ist und eine Korngröße ASTM > 8 aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß femer mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass der Stahl als feinkörniger (Korngröße ASTM > 8) Mehrphasenstahl mit einem Anteil an Bainit und/oder Martensit aus¬ gewalzt wird.

Der Anteil an Bainit und/oder Martensit in dem Stahl beträgt vorzugsweise > 10 %, weiter bevorzugt > 15 %. Der Anteil des ferritischen bzw. ferritisch- perlitischen Gefüges bleibt jedoch dabei überwiegend.

Entgegen der einhelligen Auffassung der Fachwelt ist der erfindungsgemäße mehrphasige Stranggusswalzstahl praktisch aluminiumfrei, was sich in der nied- rigen Obergrenze an Aluminium von 0,005 Gew.% verdeutlicht.

Die aluminiumfreie Herstellung eines voll beruhigten Stranggussstahls setzt voraus, dass für die volle Beruhigung des Stranggussstahls nicht Aluminium sondern ein anderes Desoxidationsmittel, vorzugsweise Silizium, verwendet wird. Der erfindungsgemäße Stranggussstahl weist daher einen Siliziumanteil von mindestens 0,10 Gew.%, vorzugsweise mindestens 0,15 Gew.%. auf.

Dabei ist es allerdings nicht erforderlich, dass die Beruhigung des Stahls aus¬ schließlich mit Silizium erfolgt, da es ohne weiteres möglich ist, eine Teilberuhi- gung des Stahls vor dem Stranggießen mit einem bezogen auf den Gehalt an freiem Sauerstoff unterstöchiometrischen Anteil an Aluminium durchzuführen und lediglich für die volle Beruhigung das andere Desoxidationsmittel zu ver¬ wenden, das dann mit einem Überschussanteil eingesetzt werden muss. Eine alternative Teilberuhigung des Stahls vor dem Stranggießen ist auch durch eine Vakuumbehandlung des Stahls zur Desoxidation möglich. Bei der bevorzugten Verwendung von Silizium als Desoxidationsmittel für die volle Beruhigung des Stahls wird beispielsweise ein Silizium-Überschuss von mindestens 0,10 Gew.% verwendet.

Die Funktion der Abbindung von Stickstoff kann dabei mit einem anderen stick¬ stoffbindenden Legierungselement, beispielsweise Titan oder Zirkon erfolgen.

Überraschenderweise kann es aber auch sinnvoll sein, im Stranggussstahl ei¬ nen Anteil an freiem, gelöstem Stickstoff von > 0,001 Gew.% zu belassen. In diesem Fall kann beispielsweise ein höher fester Flachstahl hergestellt werden, der einen auf der Wirkung von freiem, gelöstem Stickstoff beruhenden Bake- Hardening-Effekt aufweist. Für den Bake-Hardening-Effekt, der auf freiem, ge¬ löstem Stickstoff beruht, ist es vorteilhaft, wenn dem Stahl zusätzlich Phosphor mit einem Anteil > 0,01 Gew.%, vorzugsweise > 0,03 Gew.%, zugegeben wird.

Wenn ein Bake-Hardening-Effekt auf der Wirkung von freiem, gelöstem Stick¬ stoff angestrebt wird, ist die Zugabe der Stickstoff abbindenden Legierungsele¬ mente Titan oder Zirkon zu vermeiden. Möglich ist jedoch die Zugabe von Niob als Legierungselement, da Niob eine nur geringe Affinität zu Stickstoff aufweist.

Für die Herstellung von Dualphasen-Stählen ist die Zugabe von Chrom und Phosphor als Legierungselement vorteilhaft.

Der erfindungsgemäße Stranggussstahl ist besonders geeignet für schmelz- tauchveredelte Oberflächen, aber auch für elektrolytisch verzinkte oder mit Kunststoff beschichtete Oberflächen.

Aufgrund des Fehlens von Aluminium in dem erfindungsgemäßen Strangguss¬ stahl stehen für die kontrollierte Einstellung der Gefügephasen des Strangguss- Stahls längere Abkühlzeiten zur Verfügung, sodass schonendere Kühlungen durchgeführt werden können, die die Eigenspannung des Stranggussstahls herabsetzen und so eine erhöhte Qualitätssicherung ermöglichen.