钢材的机械性能

钢材的机械性能 1.屈服点（σs）

钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2） 2.屈服强度（σ0.2）

有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。 3.抗拉强度（σb）

材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo （MPa）。

4.伸长率（δs）

材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5.屈强比（σs/σb）

钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。 6.硬度

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 ⑴布氏硬度（HB）

以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公

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斤力/mm (N/mm)。 ⑵洛氏硬度（HR）

当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。

⑶维氏硬度（HV）

以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）。

SPCC、SECC、SGCC 的差异性

我们通常所说的板材，是指薄钢板（带）；而所谓的薄钢板，是指板材厚度小于4mm的钢板，它分为热轧板和冷轧板。众所周知，在家电制造领域里，冷轧板以及以冷轧板为原板的镀锌板的用途十分广泛，冰箱、空调、洗衣机、微波炉、燃气热水器等等的零件材料的选用都与它紧密相连。近年来，国外牌号钢材的大量涌入，丰富了国内钢材市场，使板材选用范围逐步扩大了，这对提高家电产品的制造质量，提供更丰富的款式和外观，起到了显而易见的作用；然而，由于国外的板材型号与我国板材牌号及标记不一致，再加上目前市面上很少有这方面专门介绍的资料和技术书籍，这给如何选用比较恰当的钢板带来了一定的困惑。

本文针对上述情况，介绍了在我国经常用到和使用最多的几个国家（日本、德国、俄罗斯）的冷轧薄钢板以及以冷轧板为原板的镀锌板的基本资料，并归纳出与我们国家钢板牌号的相互对应关系，借此提高我们对国外板材的识别和认知度，并能熟练选用之。 1 板材牌号及标记的识别 1.1 冷轧普通薄钢板

冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。 适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275； 符号：Q—普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。

标记：尺寸精度—尺寸—钢板品种标准 冷轧钢板：钢号—技术条件标准 标记示例：B-0.5×750×1500-GB708-88 冷轧钢板：Q225-GB912-89 产地：鞍钢、武钢、宝钢等

1.2 冷轧优质薄钢板

同冷轧普通薄钢析一样，冷轧优质碳素结构钢薄钢板也是冷板中使用最广泛的薄钢板。冷轧优质碳素薄钢板是以优质碳素结构钢为材质，经冷轧制成厚度小于4mm的薄板。 适用牌号：08、08F、10、10F

符号：08、10—钢号开头的两位数字表示钢的含碳量，以平均碳含量×100表示；F—不脱氧的沸腾钢；b—半镇静钢，Z—一般脱氧的镇静钢（有时无字母表示）。

例如：08F表示其平均含碳量为0.08%的不脱氧沸腾钢；由于08F钢板的塑性好，冲压性能也好，大多用来制造一般有拉延结构的钣金件制品。

拉延级别：Z—最深拉延级，S—深拉延级，P—普通拉延级

表面质量：Ⅰ—高级的精整表面、Ⅱ—较高级的精整表面、Ⅲ—普通的精整表面 标记：尺寸精度—尺寸—钢板品种标准

冷轧板：钢号—表面质量组别——拉延组别—技术条件标准

产地：鞍钢、武钢、太钢、抚顺钢厂、大连钢厂、沈阳钢厂、重庆钢厂和宝钢等 1.3 深冲压用冷轧薄钢板

深冲压冷轧薄钢板多半用铝脱氧的镇静钢，属于优质碳素结构钢。由于它的塑性非常好，具有优良的深拉延特性，所以被广泛用于需要比较复杂结构的深拉延的制品上。 适用牌号：08A1

符号：08-钢号开头的两位数字表示钢的含碳量，以平均碳含量×100表示；A1-使用铝脱氧的镇静钢。

表面质量：Ⅰ-特别高级精整表面，Ⅱ-高级精整表面，Ⅲ-较高级精整表面； 拉延性能级别：ZF-可拉延最复杂件，HF-可拉延很复杂件，F-可拉延复杂件。

标记：尺寸精度—尺寸—钢板品种标准 冷轧板：钢号—表面质量组别—拉延组别—技术条件标

准

标记示例：A-1.0×750×1500-GB708-88 冷轧板：08AⅠ-Ⅱ-HF-GB5213-85 产地：鞍钢、武钢、宝钢、太钢和重庆钢厂等 1.4 日本冷轧碳素薄钢板

适用牌号：SPCC、SPCD、SPCE 符号：S-钢（Steel）、P-板（Plate）、C-冷轧（cold）、第四位C-普通级（common）、D-冲压级（Draw）、E-深冲级（Elongation）

热处理状态：A—退火、S-退火+平整、8—（1/8）的硬质、4—（1/4）的硬质、2—（1/2）的硬质、1—硬质。

拉延性能级别：ZF—用于冲制拉延最复的零件，HF—用于冲制拉延很复的零件，F—用于冲制拉延复的零件。

表面加工状态：D—麻面（轧辊经磨床加工后喷丸处理），B—光亮表面（轧辊经磨床精加工）。 表面质量：FC—高级的精整表面，FB—较高级的精整表面。状态、表面加工状态、表面质量代号、拉延级别（仅对SPCE）、产品规格及尺寸、外形精度（厚度和/或宽度、长度、不平度）。 标记示例：钢板、标准号Q/BQB402，牌号SPCC，热处理状态退火+平整（S），表央加工状态为麻面D，表面质量为FB级的切边（切边EC，不切边EM）钢板、厚度0.5mm，B级精度，宽度1000mm，A级精度，长度2000mm，A级精度，不平度精度为PF.A，则标记为：钢板ECQ/BQB 402-SPCC-SD-FB/（0.5×1000A×2000A-PF.A）产地：宝钢、台湾、日本、南韩浦项等 1.5 德国冷轧碳素薄钢板

适用牌号：st12、st13、st14、st15、st14-T 符号：ST-钢（Steel）、12-普通级冷轧薄钢板、13-冲压级冷轧薄钢板、14-深冲级冷轧薄钢板、15-特深冲级冷轧薄钢板、14-T-超级冷轧薄钢板。表面质量：FC-高级的精整表面，FB-较高级的精整表面。

表面结构：b-特别光滑、g-平滑、m-无光泽、r-粗糙。 标记：产品名称（钢板或钢带）、本产品标准号、表面质量代号、拉延级别（仅对St14、St14-T、St15）、表面结构、边缘状态（切边EC，不切边EM）、产品规格及尺寸、外形精度（厚度和/或宽度、长度、不平度）。

标记示例：钢板、标准号Q/BQB 403，牌号St14，表面结构为特别平滑（b ），表面质量为FC，切边（EC），厚度0.8mm，A级精度、宽度1200mm，A级精度，长度2000mm，A级精度，不平度为PF.B精度，标记为：Q/BQB 403 St14-FC-ZF-b 钢板EC：0.8A×1200A×2000A-PF.B 产地：宝钢、德国等

1.6 俄罗斯冷轧碳素薄钢板

适用牌号：CT-3kП、08kП、08ПC 符号：CT-普通钢、kП-沸腾钢、ПC-镇静钢。 产地：俄罗斯 1.7 我国与上述三个国家的标准钢板牌号近似对照（见表1） 2 热镀锌薄钢板

2.1 连续热镀锌薄钢板

连续热镀锌薄钢板简称镀锌板或白铁皮，是厚度0.25~2.5mm的冷轧连续热镀锌薄钢板和钢带，钢带先通过火焰加热的预热炉，烧掉表面残油，同时在表面生成氧化铁膜，再进入含有H2、N2混合气体的还原退火炉加热到710~920℃，使氧化铁膜还原成海绵铁，表面活化和净化了的带钢冷却到稍高于熔锌的温度后，进入450~460℃的锌锅，利用气刀控制锌层表面厚度。最后经铬酸盐溶液钝化处理，以提高耐白锈性。

钢板表面美观、有块状或树叶状镀结晶花纹，且镀层牢固，有优良的耐大气腐蚀性能，同时，钢板还有良好的焊接性能和冷加工成型性能。与电镀锌板表面相比，其镀层较厚，主要用于要求耐腐蚀性较强的扳金件。

适用牌号：Zn100-PT、Zn200-SC、Zn275-JY

结构分类代号：Z-正常锌花：按正常冷却速度结晶而获得的锌花，可作一般用途：X-小锌花：冷却速度经特殊控制，锌花尺寸小于正常锌花，适于涂漆和正常锌花达不到要求的其他场合；GZ-

光整锌花：小锌花经过光整处理，适于深冲和超深冲加工及表面粗糙度要求低的场合。 加工性能代号：PT-普通用途、JY-机械咬合、SC-深冲、CS-超深冲、JY-结构。

锌层重量代号：Z100、Z200、Z275；镀锌层重量是指钢板两面含锌的总量，以每平方米钢板上含锌克数表示（g/m2），如Z100表示其含锌量不小于100g/m2。

标记示例：锌层重量275g/m2，加工性能JY，表面结构Z，表面处理Y，尺寸精度B，长×宽×高的尺寸0.70mm×700mm×2000mm的钢板标记为： 钢板：275-JY-Z-Y-B-0.70×700×2000-GB2518-81 产地：宝钢、鞍钢和武钢等 2.2 日本热浸镀锌薄钢板

适用牌号：SGCC、SGCD1、SGCD2、SGCD3 锌层代号：Z12、Z18、Z20、Z22、Z25、Z27 符号：S-钢（Steel）、G-冷轧（Cold）、第四位C-普通级（common）、D-冲压（Draw）；1、2-冲压级、3-深冲级；Z-镀锌层（Zine）、12，…，27-锌附着量×10g/m2。

产地：宝钢、南韩浦项、台湾华辉企业、日本新日铁株式会社、三水南方钢板集团有限公司等 2.3 德国热浸镀锌薄钢板

适用牌号：St01Z、St02Z、St03Z、St04Z、St05Z 锌层代号：100、180、200、275、350、450 符号：St-钢（Steel），01-一般用、02-机械咬口用、03-冲压用、04-深冲用、05-深冲用；Z-镀锌层（Zine）；100-锌附着量（二面）100g/m2、275-锌附着量275h/m2、350-锌附着量350g/m2。 表面结构代号：Z-用常锌花、X-小锌花、G-光整锌花。表面处理代号：L-铬酸钝化、Y-涂油、LY-铬酸钝化加涂油。

表面质量代号：FA-普通级、FB-较高级、FC-高级。

尺寸、外形精度代号：厚度：PT.A-普通精度、PT.B-高级精度；宽度：PW.A-普通精度、PB.B-高级精度；长度：PL.A-普通精度、PL.B-高级精度；不平度：PF.A-普通精度、PF.B-高级精度。标记：产品名称、本产品标准号、牌号、锌层重量代号、表面结构、表面质量、表面处理、产品规格及尺寸、外形精度。

标记示例：钢板，标准号Q/BQB 420，牌号St02Z，锌层重量代号275，表面结构为正常锌（Z），表面质量为FA，表面处理为铬酸钝化（L），厚度1.00mm，高级精度（B），宽度1250mm，普通精度A，长度2000mm，A级精度，不平度精度为PF.A，则标记为：Q/BQB 420- St02Z-275-Z-FA-L 钢板：1.00B×1250A×2000A-PF.A产地：宝钢、德 2.2 日本热浸镀锌薄钢板

适用牌号：SGCC、SGCD1、SGCD2、SGCD3 锌层代号：Z12、Z18、Z20、Z22、Z25、Z27 符号：S-钢（Steel）、G-冷轧（Cold）、第四位C-普通级（common）、D-冲压（Draw）；1、2-冲压级、3-深冲级；Z-镀锌层（Zine）、12，…，27-锌附着量×10g/m2。

产地：宝钢、南韩浦项、台湾华辉企业、日本新日铁株式会社、三水南方钢板集团有限公司等 2.3 德国热浸镀锌薄钢板

适用牌号：St01Z、St02Z、St03Z、St04Z、St05Z 锌层代号：100、180、200、275、350、450 符号：St-钢（Steel），01-一般用、02-机械咬口用、03-冲压用、04-深冲用、05-深冲用；Z-镀锌层（Zine）；100-锌附着量（二面）100g/m2、275-锌附着量275h/m2、350-锌附着量350g/m2。 表面结构代号：Z-用常锌花、X-小锌花、G-光整锌花。表面处理代号：L-铬酸钝化、Y-涂油、LY-铬酸钝化加涂油。

表面质量代号：FA-普通级、FB-较高级、FC-高级。

尺寸、外形精度代号：厚度：PT.A-普通精度、PT.B-高级精度；宽度：PW.A-普通精度、PB.B-高级精度；长度：PL.A-普通精度、PL.B-高级精度；不平度：PF.A-普通精度、PF.B-高级精度。标记：产品名称、本产品标准号、牌号、锌层重量代号、表面结构、表面质量、表面处理、产品规格及尺寸、外形精度。

标记示例：钢板，标准号Q/BQB 420，牌号St02Z，锌层重量代号275，表面结构为正常锌（Z），表面质量为FA，表面处理为铬酸钝化（L），厚度1.00mm，高级精度（B），宽度1250mm，普通精度A，长度2000mm，A级精度，不平度精度为PF.A，则标记为：Q/BQB 420- St02Z-275-Z-FA-L

钢板：1.00B×1250A×2000A-PF.A 3 电镀锌薄钢板

3.1 连续电镀锌冷轧薄钢板 指电镀锌作业线上在电场作用下，锌从锌盐的水深液中连续沉积到预先准备好的钢带表现上得到表面镀锌层的过程。适用牌号：DX1、DX2、DX3、DX4 锌层代号：14、28、42、56、70，其两位数表示锌在钢板表面的附着量（g/m2）。 符号：D-电镀、X-锌、1-商品级、2-冲压级、3-深冲压、4-结构级。

轧制精度代号：A-高级精度，B-普通精度.表面处理代号：P-磷酸盐处理，C-铬酸处理，O-涂油，N-耐指纹处理。

标记：牌号、规格、镀锌量、轧制精度、表面处理、本标准号。

标记举例：牌号为DX2，厚度2mm，宽度1000mm，长2500mm，等厚度锌层42/42，轧制精度B，表面铬酸处理的钢板，标记为：DX2-2×1000×2500-42/42-B-G-GB/T 15675-1995产地：宝钢等 3.2 日本电镀锌薄钢板

适用牌号：SECC（原板SPCC）、SECD（原板SPCD）、SECE（原板SPCE）锌层代号：E8、E16、E24、E32

符号：S-钢（Steel）、E-电镀（Electrodeposition）、C-冷轧（Cold）、第四位C-普通级（common）、D-冲压级（Draw）、E-深冲级（Elongation）。

锌层代号：E-电镀锌层，8、16、24、32表示锌附着量，单位为g/m2，镀层厚度（单面）1.4μ、4.2μ、7.0μ。

表面处理代号：C-铬酸系处理、O-涂油、P-磷酸系处理、S-铬酸系处理+涂油、Q-磷酸系处理+涂油、M-不处理。

标记：产品名称（钢板或钢带），本产品标准号、牌号、表面处理类别、锌层代号、规格及尺寸、外形精度。

标记示例：钢板，标准号Q/BQB430，牌号SECC，表面铬酸钝化处理（C），锌层代号20/20，厚度0.80mm，宽度1000mm，普通精度（A），长度2000mm，不平度按普通不平度精度PF.A，则标记为：Q/BQB 430 SECC-C-20/20 钢板：0.80B×1000A×2000A-PF.A 产地：宝钢、南韩浦项、日本、德国克虏伯钢厂、比利时CKRM等

冷轧薄钢板的机械性能和工艺性能 4.5 冷轧板的时效性

4.5.1 时效：SPCC、SPCD板和08F板，平整后可保存8天；SPCE和08A1平整后可保存6个月内不出现冲压滑移线，即凸起线。

4.5.2 时效性机理：在退火或有时效的低碳钢拉伸曲线上具有明显的屈服平台。这在冲压成形时，会出现损害外观的作为滑移线。当变形超过屈服平台以后，滑移线消失，而板面变得稍微有点粗糙。所以，供冲压用的低碳钢板，在经过冷轧和退火以后，要进行调质轧制，使其变形量超过屈服平台，以防止冲压时发生滑移线。

4.5.3 时效性的消除：含溶解氮的沸腾钢板，从调质轧制以后，到冲压加工以前，若经过一段时间，会发生所谓应变时效现象，再次出现屈服平台，同样会发生滑移线。

对冲压加工厂或冲压车间来说，以光轧平整或在辊子参差配置的板材矫正机上，将板料向两个方向轻微地反复弯曲，使板料得到不大的冷变形（3%），便可以消除上述现象。但其效果是暂时的，甚至只经过几天，机械性能就有显著变化。因此，板料光轧工序应直接在冲压以前进行。

铝镇静钢，如08A1为非实效钢，经过适当的调质轧制，其拉伸曲线是平滑的，不允许有屈服平台，允许有不显著的折弯，它的机械性能几乎不会因时效而改变，因而也不会在冲压时产生滑移线。

5 镀锌薄钢板的锌层特性

5.1 镀锌层厚度（理论平均厚度）（见表10） 5.2 热镀锌层锌花

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