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硬度計在冷軋薄鋼板、鋼帶的硬度檢測應(yīng)用

公司名稱：

深圳市時代之峰科技有限公司

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9802

文件詳細說明：

冷軋薄鋼板、鋼帶的硬度檢測

冷軋薄鋼板，簡稱冷軋鋼板、冷軋薄板、冷軋板、冷板等。它還包括不銹鋼板、彈簧鋼板、硬鋼片、鍍鋅板、鍍錫板、鍍鋁板等。冷軋薄鋼帶，簡稱冷軋鋼帶、冷軋帶鋼、鋼帶、帶鋼、薄鋼帶、冷軋卷等。還包括不銹鋼帶、鍍鋅鋼帶、鍍錫鋼帶等。

冷軋薄鋼板、鋼帶（以下簡稱冷軋薄板）主要用于零件的沖壓加工，而冷軋薄板的力學(xué)性能十分重要，它直接關(guān)系到板材的沖壓性能。冷軋薄板是以不同的熱處理狀態(tài)分級的，不同硬度的材料，用于不同的加工方法，國家標準GB/T 13237-1991《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板和鋼帶》將冷軋薄板大致分為三級，P級用于普通沖壓，S級用于濃度沖壓，Z級用于蕞濃度沖壓。中國冶金標準YB/T 5059-1993《低碳鋼冷軋鋼帶》將薄鋼板按硬度分為五級，即：TR（特級）、R（軟）、BR（半軟）、DY（低硬）和Y（冷硬）。其實通過一定的冷軋變形程度和冷軋后熱處理的恰當配合，可以在廣泛的范圍內(nèi)滿足用戶關(guān)于材料力學(xué)性能方面的要求。冷軋薄板根據(jù)用戶加工上的要求可以分成更多的級別。例如：日本工業(yè)標準JIS G3141-1996《冷軋?zhí)妓劁撲摪搴弯搸А返姆诸惓譃橐话阌茫╯pcc）、沖壓用）(spcd)和深沖壓用（spce）三類外，還細分為退火、標準調(diào)質(zhì)、1/8硬、1/4硬、1/2硬、全硬等級別。

在冷軋薄板力學(xué)性能的檢測方面，一些標準只規(guī)定了拉伸試驗，另一些標準除拉伸試驗外還規(guī)定了硬度試驗。

中國標準GB/T世界13237-1991就只規(guī)定了拉伸試驗，技術(shù)要求如表一所示：

牌號	抗拉強度/MPa		伸長率不小于
	拉延級別
	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	——	——	16
50	——	540~715	——	——	14

日本標準JIS G3141-1996《冷軋?zhí)妓劁撲摪搴弯搸А罚ㄔ摌藴手邪死滠埍′摪搴弯搸В┮?guī)定了拉伸試驗，也規(guī)定了硬度試驗，該標準的力學(xué)性能要求如下：

表二：標準調(diào)質(zhì)和退火的鋼板、鋼帶的拉伸試驗質(zhì)

牌號	抗拉強度/MPa 不小于	伸長率/%不小于						試樣
	按以下公稱厚度/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 SPCD SPCE	(270) 270 270	(32) 34 36	(34) 36 38	36 38 40	37 39 41	(38) 40 42	39 41 43	5號試樣軋制方向

表三：標準調(diào)質(zhì)和退火的鋼板、鋼帶的硬度值。

調(diào)質(zhì)區(qū)分	符號	硬度蕞大
調(diào)質(zhì)區(qū)分	符號	HRB	HV
退火	A	57	105
標準調(diào)質(zhì)	S	65	115

注：厚度小于0.6mm的鋼板和鋼帶，原則上不進行拉伸試驗。

表四：1/8硬、1/4硬、1/2硬和全硬材料的拉伸試驗值勤。

調(diào)質(zhì)區(qū)分	符號	抗拉強度/MPa	伸長率/%蕞小	試樣
1/8硬	8	294～410	25	5號試樣軋制方向
1/4硬	4	370～490	10
1/2硬	2	440～590	——
硬	1	>=550	——

表五：1/8硬、1/4硬、1/2硬和全硬狀態(tài)的硬度值。

調(diào)質(zhì)區(qū)分	符號	HRB	HV
1/8硬 1/4硬	8 4	50~71 65~80	95~130 115~150
1/2硬硬	2 1	74~89 ≥85	135~185 ≥170

注：HRB和HV，僅選用其中之一。

英國標準BS 1449/1.9-1991《厚板、薄板和鋼帶部分：碳素鋼和碳錳鋼厚板、薄板和鋼帶——具有成形性能的冷軋窄鋼帶技術(shù)條件》對冷軋板分級為CS1（鋁鎮(zhèn)靜穩(wěn)定化超深沖）、CS2（超深沖）、CS3（深沖）、CS4（折邊）、CS15（商品級）。這項標準的力學(xué)性能要求如表六所示：

表六：鋼材交貨時的力學(xué)性能

軋制狀態(tài)和級別	退火（A）或平整冷軋（SP）狀態(tài)	硬度 HV1)2) 蕞大	屈服強度Re1)/MPa 蕞小	抗拉強度Rm1)/MPa 蕞小	伸長率A1)/%蕞小		彎心直徑1) （180°彎曲）
					原始標距LO
					50mm	80mm
CS1	A	95	140	270	38	（36）	0a
	SP	105	140	270	36	（34）	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）窄鋼帶交貨應(yīng)符合，或者硬度和彎曲試驗，或者拉伸和彎曲試驗，但硬度和拉伸試驗不應(yīng)同時進行。
2）對于SP（平整冷軋）狀態(tài)，與鍍層精整（PL）或鏡面光潔度（MF），或以“無拉伸痕”交貨的鋼材組合，蕞大硬度可以提高5個HV或抗拉強度可以提高20MPa。
3）牌號CS2、CS3和CS4的硬度值僅適用于沸騰鋼。

如上所述冷軋薄板的力學(xué)性能可以通過拉伸試驗來檢測，也可以通過硬度試驗來檢測。由于硬度試驗設(shè)備簡單、易于掌握，試驗效率高，并且金屬硬度與強度之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，所以硬度檢測是確定材料力學(xué)性能的更方便的方法。冷軋薄板的硬度檢測可以用于冷軋板生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，更適于生產(chǎn)沖壓產(chǎn)品的廠家對原材料進行力學(xué)性能的復(fù)檢。

日本工業(yè)標準JIS G3141-1996規(guī)定的硬度試驗是洛氏硬度HRB和維氏硬度HV。維氏硬度試驗用于冷軋薄板毫無總是洛氏硬度HRB卻不適用于測試薄板材料。因為當板材厚度小于2mm時，測試HRB硬度可能會因為發(fā)生“測砧效應(yīng)”而使測量的硬度值失準。對于薄板材料，可以測試表面洛氏硬度HRN或HRT，然后換算成HRB或HV硬度。

目前冷軋薄帶材料正在向超薄方向發(fā)展，據(jù)報道，上海寶鋼已扎制出厚度為0.08mm的冷軋薄板帶材。采用本所生產(chǎn)的PHR-1S型表面洛氏硬度計，配一個金剛點砧座，就可測試薄至0.05mm冷軋薄板帶材料的硬度。

這種應(yīng)用完全可以取代維氏硬度計，使冷軋薄板材料的力學(xué)性能檢測實現(xiàn)快速、簡便、經(jīng)濟

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