冷轧薄钢板、钢带的硬度检测
按以下公称厚度/mm
>=0.25 0.25<0.40 0.40<0.60 0.60<1.0 1.0<1.6 1.6<2.5 >=2.5
SPCC
(270)
(32)
(34)
36
37
(38)
39
5 号试样轧制方
SPCD
270
34
36
38
39
40
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ41
向
SPCE
270
36
38
40
41
42
43
表三:标准调质和退火的钢板、钢带的硬度值。
调质区分
符号
退火
A
标准调质
S
硬度最大
HRB
HV
57
105
65
115
注:厚度小于 0.6mm 的钢板和钢带,原则上不进行拉伸试验。 表四:1/8 硬、1/4 硬、1/2 硬和全硬材料的拉伸试验值勤。
调质区分
符号 抗拉强度/MPa 伸长率/%最小
1/8 硬
8
294~410
25
1/4 硬
4
370~490
10
冷轧薄钢板、钢带的硬度检测
冷轧薄钢板,简称冷轧钢板、冷轧薄板、冷轧板、冷板等。它还包括不锈钢板、弹簧钢板、硬钢片、镀锌
板、镀锡板、镀铝板等。冷轧薄钢带,简称冷轧钢带、冷轧带钢、钢带、带钢、薄钢带、冷轧卷等。还包
括不锈钢带、镀锌钢带、镀锡钢带等。 冷轧薄钢板、钢带(以下简称冷轧薄板)主要用于零件的冲压加工,而冷轧薄板的力学性能十分重要,它
1/2 硬
2
440~590
——
硬
1
>=550
——
表五:1/8 硬、1/4 硬、1/2 硬和全硬状态的硬度值。
调质区分 1/8 硬 1/4 硬 1/2 硬 硬
符号 8 4 2 1
HRB 50~71 65~80 74~89 ≥85
HV 95~130 115~150 135~185 ≥170
试样 5 号试样轧制方向
——
——
16
50
——
540~715
——
——
14
日本标准 JIS G3141-1996《冷轧碳素钢钢板和钢带》(该标准中包含了冷轧薄钢板和钢带)规定了拉伸 试验,也规定了硬度试验,该标准的力学性能要求如下: 表二:标准调质和退火的钢板、钢带的拉伸试验质
牌号
抗拉强度 /MPa 不小
于
伸长率/%不小于
试样
退火(A)或
屈 服 强 度 抗 拉 强 度 伸长率 A1)/%最小
轧制状态
硬 度 HV1)2)
弯心直径 1)(180°
平整冷轧
和级别
最大
Re1)/MPa 最 Rm1)/MPa 原始标距 LO 弯曲)
(SP)状态
小
最小
50mm 80mm
CS1
A
95
140
270
38 (36)
0a
SP
105
140
270
36 (34)
验。
中国标准 GB/T 世界 13237-1991 就只规定了拉伸试验,技术要求如表一所示:
抗拉强度/MPa
伸长率 不小于
牌号
拉延级别
Z
-S 和 P
Z
S
P
08F
275~365
275~380
34
32
30
08,08Al,10F 275~390
275~410
32
30
28
10
295~410
295~430
30
39
28
15F
315~430
315~450
29
28
27
15
335~450
335~470
27
26
25
20
355~490
335~500
26
25
24
25
——
390~540
——
24
23
30
——
440~590
——
22
21
35
——
490~635
——
20
19
40
——
510~650
——
——
18
45
——
530~680
0a
CS2
A
95
140
270
36 (34)
0a
SP
100
140
270
36 (34)
0a
CS3
A
100 (140) (280) (34) (32)
0a
SP
110 (140) (280) (34) (32)
0a
CS4
A
105 (140) (280)
—
—
0a
SP
115 (140) (280)
—
—
0a
注:1)窄钢带交货应符合,或者硬度和弯曲试验,或者拉伸和弯曲试验,但硬度和拉伸试验不应同时进 行。 2) 对于 SP(平整冷轧)状态,与镀层精整(PL)或镜面光洁度(MF),或以“无拉伸痕”交货的钢 材组合,最大硬度可以提高 5 个 HV 或抗拉强度可以提高 20MPa。 3) 牌号 CS2、CS3 和 CS4 的硬度值仅适用于沸腾钢。 如上所述冷轧薄板的力学性能可以通过拉伸试验来检测,也可以通过硬度试验来检测。由于硬度试验设备 简单、易于掌握,试验效率高,并且金属硬度与强度之间有一定的对应关系,所以硬度检测是确定材料力 学性能的更方便的方法。冷轧薄板的硬度检测可以用于冷轧板生产过程的质量控制,更适于生产冲压产品 的厂家对原材料进行力学性能的复检。 日本工业标准 JIS G3141-1996 规定的硬度试验是洛氏硬度 HRB 和维氏硬度 HV。维氏硬度试验用于冷轧 薄板毫无总是洛氏硬度 HRB 却不适用于测试薄板材料。因为当板材厚度小于 2mm 时,测试 HRB 硬度可 能会因为发生“测砧效应”而使测量的硬度值失准。对于薄板材料,可以测试表面洛氏硬度 HRN 或 HRT, 然后换算成 HRB 或 HV 硬度。 笔者所在的沈阳市天星测控仪器有限公司生产了一种便携式表面洛氏硬度计,它非常适合测试薄板和钢带 材料,它可以在生产现场、销售现场或材料仓库快速进行冷轧薄板材料的洛氏硬度检测,完成一次测量仅 需要 10 秒钟时间,检测的板材厚度范围为 0.05-50mm。这种仪器可以用在冷轧薄板带的生产线上,对产 品的热处理效果进行在线的质量控制。这种仪器更适用于冲压产品的生产厂家。可以用它对购入的板材硬 度进行复检,可以携带它去钢材市场选购材料,也可以利用它对自己厂生产的冲压产品进行硬度检测。 这种仪器如果配上一个支承座,还可以放到办公桌上使用。可以对成批的成品或并成品工件做逐件检测。 它的测试精度与台式洛氏硬度计相同。 目前冷轧薄带材料正在向超薄方向发展,据报道,上海宝钢已扎制出厚度为 0.08mm 的冷轧薄板带材。采 用本所生产的 PHR-1S 型表面洛氏硬度计,配一个金刚点砧座,就可测试薄至 0.05mm 冷轧薄板带材料 的硬度。 这种应用完全可以取代维氏硬度计,使冷轧薄板材料的力学性能检测实现快速、简便、经济。
直接关系到板材的冲压性能。冷轧薄板是以不同的热处理状态分级的,不同硬度的材料,用于不同的加工
方法,国家标准 GB/T 13237-1991《优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带》将冷轧薄板大致分为三级,P 级 用于普通冲压,S 级用于浓度冲压,Z 级用于最浓度冲压。中国冶金标准 YB/T 5059-1993《低碳钢冷轧 钢带》将薄钢板按硬度分为五级,即:TR(特级)、R(软)、BR(半软)、DY(低硬)和 Y(冷硬)。 其实通过一定的冷轧变形程度和冷轧后热处理的恰当配合,可以在广泛的范围内满足用户关于材料力学性 能方面的要求。冷轧薄板根据用户加工上的要求可以分成更多的级别。例如:日本工业标准 JIS G3141-1996《冷轧碳素钢钢板和钢带》的分类除分为一般用(spcc)、冲压用)(spcd)和深冲压用(spce) 三类外,还细分为退火、标准调质、1/8 硬、1/4 硬、1/2 硬、全硬等级别。 在冷轧薄板力学性能的检测方面,一些标准只规定了拉伸试验,另一些标准除拉伸试验外还规定了硬度试
注:HRB 和 HV,仅选用其中之一。 英国标准 BS 1449/1.9-1991《厚板、薄板和钢带第一部分:碳素钢和碳锰钢厚板、薄板和钢带——具有 成形性能的冷轧窄钢带技术条件》对冷轧板分级为 CS1(铝镇静稳定化超深冲)、CS2(超深冲)、CS3 (深冲)、CS4(折边)、CS15(商品级)。这项标准的力学性能要求如表六所示: 表六:钢材交货时的力学性能