低碳鋼板概述

鋼板的種類按其厚度通常分為厚板（6mm以上），中厚板（3－6mm）和薄板（3mm以下）等三種。就制板工藝而言低碳鋼板可分為冷軋和熱軋兩種。單用熱軋能夠制出約1.2mm的低碳鋼板和2mm左右的不銹鋼板，更薄的板材則用冷軋和退火以及調(diào)質(zhì)軋制來制造。

低碳鋼板冷軋鋼板

冷軋鋼板用于零件成形時要求材料的塑性變形程度大，表面不得有折皺、裂紋等的零件。對不同的零件，使用不同等級的鋼板。如日本汽車用鋼板的標(biāo)準(zhǔn)就劃分三類，第一類（SPCC）是普通冷軋鋼板，通常是沸騰鋼軋制的，第二類（SPCD）為壓延用鋼板，第三類（SPCE或SPCEN）是深拉伸用冷軋鋼板。

過去由于沸騰鋼的成份偏析大，性能不穩(wěn)定，時效敏感，只限于不重要的沖壓件。若用無時效性的鋁鎮(zhèn)靜鋼，成本要比一般沸騰鋼高10－20%。以前曾采用光整冷軋來抑制沸騰鋼板的時效作用，實際上只延緩時效的發(fā)生。各國都研究新的改進(jìn)方法。由美國研制成的松卷退火鋼板（O．C．A）是將沸騰鋼鋼板在含有水蒸汽和氫等氣氛中進(jìn)行特殊退火，由于這種氣氛中退火能除去鋼中固溶的和碳化物中的化合碳，抑制了時效敏感性，又使鋼板進(jìn)一步軟化。同時，由于再結(jié)晶晶粒長大，與鋼板表面平行的{111}集合結(jié)晶排列的組分增多。根據(jù)美國Armco鋼鐵公司的研究，這與改善鋼板的塑性變形異向性有關(guān)，使鋼板的沖壓成形性得到提高84，近年來，在松卷退火鋼板的基礎(chǔ)上又發(fā)展了聯(lián)合退火法鋼板（U．A．D），這是將幾卷鋼板焊接成一卷，裝在特殊退火爐內(nèi)進(jìn)行脫碳處理，其優(yōu)點比松卷退火費用省，這樣處理的鋼板已在拉伸用冷軋鋼板中得到普遍推廣。

低碳鋼板熱軋鋼板

比冷軋鋼板制造過程簡便，成本也較廉，但是國外的經(jīng)驗認(rèn)為熱軋法只適用于制造厚1.6毫米以上的鋼板，對于更薄的鋼板則是不經(jīng)濟(jì)的，熱軋鋼板的表面質(zhì)量和尺寸精度均不如冷軋鋼板，汽車上熱軋鋼板，除車架縱梁，橫梁以及各種支架外，還沖壓要求一定強(qiáng)度的車輪輪輞，輪盤等，以及受力不大、表面要求不太高的殼體蓋板等。前者為厚3－5毫米鋼板，后者中板、薄板都使用，汽車上熱軋板的使用量，以厚板居多。日本汽車協(xié)會制定的汽車用熱SLSN板標(biāo)準(zhǔn)中，SAPH類用作車梁及車輪，SPH類則是熱軋軟鋼板，制造不受力的殼體用。

近來國外熱軋鋼板越來越多地應(yīng)用連鑄鋼板坯來軋制，鋼板的表面質(zhì)量也不斷得到改善和穩(wěn)定。成卷的熱軋鋼板也得到普遍使用。

低碳鋼板金屬性質(zhì)

按照煉鋼過程中（熔化、鑄錠以及板塊凝固）所用脫氧方法的不同，低碳鋼可大致分為沸騰鋼和鋁鎮(zhèn)靜鋼，具體如圖《沸騰鋼和鋁鎮(zhèn)靜鋼化學(xué)成分》所示。沸騰鋼用碳脫氧，而鎮(zhèn)靜鋼用鋁脫氧。兩種鋼的差異在于碳、氧以及鋁的含量。沸騰鋼的氧及碳含量多，且其中的大部分是以非金屬夾雜物存在。再者，沸騰鋼的氮是不固定的，而鋁鎮(zhèn)靜鋼中的氮被鋁固定了。所以兩者相比，沸騰鋼的時效劣化現(xiàn)象（成形時拉伸應(yīng)變和總延伸率低的現(xiàn)象）是難以避免的，而鋁鎮(zhèn)靜鋼容易形成結(jié)晶集合組織并具有拉深成形中所希望的塑性各向異性。因此加工性能要求高的鋼板（SPCD和SPCE等）應(yīng)采用鋁鎮(zhèn)靜鋼板，但是沸騰鋼板的生產(chǎn)成本低和容易保持表面美觀，所以還是用得多。

除了上述的從成分上鑒別兩種鋼板的性能外，還可以通過晶粒形成狀態(tài)的比較從金相上進(jìn)行鑒別。此外，晶粒的大小可以用鋼板的退火條件進(jìn)行控制，沸騰鋼板更是容易大幅度地變化。特別是為了提高沸騰鋼的成形性和搪瓷制品的加工性（如不易起泡），對它進(jìn)行脫碳退火，制成晶粒較粗而質(zhì)地很軟的冷軋鋼板。但如果晶粒過于粗化則可能降低旋壓的成形極限。

下面對上述熱軋鋼板和冷軋鋼板在金屬性質(zhì)上的差異作一歸納。熱軋鋼板的非金屬夾雜物的形態(tài)呈拉長的帶狀，與其他金屬的結(jié)合不好，因此與由晶粒形狀和大小能觀察到的各向異性相比，使鋼板有更大而潛在的各向異性，致使垂直于軋制方向的延展性差。冷軋鋼板可以通過退火緩和其內(nèi)部的各向異性。

兩種鋼板還有一個較大的差異就是表面狀態(tài)的不同。冷軋鋼板的表面由于冷軋和調(diào)質(zhì)軋制的配合，以無光精軋（梨皮面加工）和光亮精軋的形式加工得很精致。普通加工中所使用的熱軋鋼板，其表面是對熱軋時生成的氧化皮進(jìn)行了酸洗的狀態(tài)，所以很粗糙，不具有冷軋鋼板的均勻狀態(tài)。此外，材料的內(nèi)部缺陷和制造中的表面缺陷有時以表面發(fā)紋的形式出現(xiàn)。鋼板的表面特性對旋壓成形的影響問題還沒有弄清楚，不過有的事例報告說是由予運輸時造成的表面裂紋導(dǎo)致工件在拉深旋壓中產(chǎn)生斷裂。

低碳鋼板機(jī)械性能

表歸納了典型熱軋鋼板和冷軋鋼板的拉伸試驗值。與附在表中供參考的各種鋼板相比，盡管鋼板的強(qiáng)度是鋁的二至四倍，而總延伸率仍然超過了鋁板?？梢哉f這就是鋼板的特點。此外，從表中還可以看出r值（蘭克福特值）和n值（加工硬化指數(shù)）也有差別。鋼板的n值比鋁板（硬質(zhì)鋁板即H材除外）低?？梢哉J(rèn)為這種特點適合旋壓成形。

在鋼板之間進(jìn)行比較，一般來說熱軋鋼板比冷軌鋼板稍硬，延伸率也低。冷軋鋼板中則是越高級的鋼材越軟，屈服點低，n值和r值大，總延伸率大。除了上述塑性變形的性能以外，彈性性能方面則是鋼板的彈性模量比鋁板大二倍。這樣有利于減小旋壓成形的網(wǎng)彈，相應(yīng)地提高了制件的剛性。這種優(yōu)點引人注目。

對金相性質(zhì)和機(jī)械性能不同的多種低碳鋼板進(jìn)行拉深旋壓試驗，從中得出與可旋性直接有關(guān)的如下幾點。

• 一般純度的鋁鎮(zhèn)靜鋼板在拉深旋壓時的最大延伸應(yīng)變超過了250%。

• 純度稍差的沸騰鋼板的極限延伸率隨鋼板氧含量的增加而降低。

• 鋼板的晶粒一粗化成形極限就降低。

• 鋼板的機(jī)械性能中的總延伸率、n值及r值對旋壓的成形極限沒有直接的影響。

試驗中使用的鋼板很薄（約0.5mm），常用厚度的鋼板（0.8～1.6mm）肯定會比上述的極限制高得多。

基本信息

中文標(biāo)準(zhǔn)名稱 StandardTitle in Chinese： 冷軋低碳鋼板及鋼帶

英文標(biāo)準(zhǔn)名稱： Cold rolled low carbon steel sheet and strip

首次發(fā)布日期 FirstIssuance Date： 1985-8-24

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) StandardState： 現(xiàn)行

復(fù)審確認(rèn)日期 ReviewAffirmance Date：

計劃編號 Plan No： 20060362-T-605

代替國標(biāo)號 ReplacedStandard： GB/T 5213-2001

被代替國標(biāo)號 ReplacedStandard:

廢止時間 RevocatoryDate：

采用國際標(biāo)準(zhǔn)號 AdoptedInternational Standard No：

采標(biāo)名稱 AdoptedInternational Standard Name：

采用程度 ApplicationDegree：

采用國際標(biāo)準(zhǔn) AdoptedInternational Standard：

國際標(biāo)準(zhǔn)分類號(ICS)： 77.140.50

中國標(biāo)準(zhǔn)分類號(CCS)： H46

標(biāo)準(zhǔn)類別 StandardSort： 方法

標(biāo)準(zhǔn)頁碼 Number ofPages:

標(biāo)準(zhǔn)價格(元) Price(￥)：

主管部門 Governor： 中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會

歸口單位 TechnicalCommittees： 全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會

起草單位 DraftingCommittee： 寶山鋼鐵股份有限公司、鞍鋼股份有限公司、馬鞍山鋼鐵股份有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院

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