冷軋板，也稱作冷軋鋼板、冷軋薄板、冷板。包括不銹鋼板、彈簧鋼板、硅鋼片、鍍鋅板、鍍錫板、鍍鋁板等。
冷軋板主要用于零件的沖壓加工，而冷軋板的力學(xué)性能十分重要，它直接關(guān)系到板材的沖壓性能。冷軋板是以不同的熱處理狀態(tài)分級(jí)的，不同硬度的材料，用于不同的加工方法。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(jí)，P級(jí)用于普通沖壓，S級(jí)用于深度沖壓，Z級(jí)用于最深度沖壓。中國(guó)冶金標(biāo)準(zhǔn)YB/T 5059-1993《低碳鋼冷軋鋼帶》將冷軋板帶按硬度分為五級(jí)，即：TR（特軟）、R（軟）、BR（半軟）、DY（低硬）和Y（冷硬）。其實(shí)通過一定的冷軋變形程度和冷軋后熱處理程度的適當(dāng)配合，可以在更廣泛的范圍內(nèi)滿足用戶關(guān)于材料力學(xué)性能方面的要求。冷軋板根據(jù)用戶加工上的要求還可以分成更多的級(jí)別。例如：日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(xì)分為退火、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)、1/8硬、1/4硬、1/2硬、全硬等級(jí)別。
在冷軋板力學(xué)性能的檢測(cè)方面，一些標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了拉伸試驗(yàn)，另一些標(biāo)準(zhǔn)除拉伸試驗(yàn)外還規(guī)定了硬度試驗(yàn)。
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13237-1991就只規(guī)定了冷軋板的拉伸試驗(yàn)，技術(shù)要求如表一所示：
表一：交貨狀態(tài)的鋼板和鋼帶的力學(xué)性能
牌 號(hào) | 抗拉強(qiáng)度/MPa | 伸長(zhǎng)率δ10/%不小于 | |||
拉延級(jí)別 | |||||
Z | S和P | Z | S | P | |
08F | 275~365 | 275~380 | 34 | 32 | 30 |
08、08A1、10F | 275~390 | 275~410 | 32 | 30 | 28 |
10 | 295~410 | 295~430 | 30 | 29 | 28 |
15F | 315~430 | 315~450 | 29 | 28 | 27 |
15 | 335~450 | 335~470 | 27 | 26 | 25 |
20 | 355~490 | 355~500 | 26 | 25 | 24 |
25 | — | 390~540 | — | 24 | 23 |
30 | — | 440~590 | — | 22 | 21 |
35 | — | 490~635 | — | 20 | 19 |
40 | — | 510~650 | — | — | 18 |
45 | — | 530~685 | — | — | 16 |
50 | — | 540~715 | — | — | 14 |
日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G3141-1996《冷軋?zhí)妓劁撲摪搴弯搸А芬?guī)定了拉伸試驗(yàn)，也規(guī)定硬度試驗(yàn)，該標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)性能要求如下：
表二：標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)和退火的鋼板、鋼帶的拉伸試驗(yàn)值
牌號(hào) | 抗拉強(qiáng)度/MPa 不小于 | 伸長(zhǎng)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(hào)試樣軋制方向 |
表三：標(biāo)準(zhǔn)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(hào) | 硬度 最大 | |
HRB | HV | ||
退火 | A | 57 | 105 |
標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行拉伸試驗(yàn)。
表四：1/8硬、1/4硬、1/2硬和全硬材料的拉伸試驗(yàn)值
調(diào)質(zhì)區(qū)分 | 符號(hào) | 抗拉強(qiáng)度/MPa | 伸長(zhǎng)率/% 最小 | 試樣 |
1/8硬 | 8 | 290~410 | 25 | 5號(hào)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)材料的硬度值
調(diào)質(zhì)區(qū)分 | 符號(hào) | 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，僅用其中之一。
英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS 1449/1.9-1991《厚板、薄板和鋼帶第一部分：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(duì)冷軋薄板分級(jí)為CS1（鋁鎮(zhèn)靜穩(wěn)定化超深沖）、CS2（超深沖）、CS3（深沖）、CS4（沖壓或成形）、CS14（折邊）、CS15（商品級(jí)）。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)性能要求如表六所示：
表六：鋼材交貨時(shí)的力學(xué)性能
軋制狀態(tài)和 級(jí)別 | 退火（A）或平整冷軋（SP） 狀態(tài) | 硬度 HV1)2) 最大 | 屈服強(qiáng)度Re1)/MPa 最小 | 抗拉強(qiáng)度Rm1)/MPa 最小 | 伸長(zhǎng)率A1) /% 最小 | 彎心直徑1) （180o彎曲） | |
原始標(biāo)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(yàn)，或者拉伸和彎曲試驗(yàn)，但硬度和拉伸試驗(yàn)不應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。
2）對(duì)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(wú)拉伸痕”交貨的鋼材組合，最大硬度可以提高5個(gè)HV或抗拉強(qiáng)度可以提高20MPa。
3） 牌號(hào)CS2、CS3和CS4的硬度值僅適用于沸騰鋼。
如上所述，冷軋板的力學(xué)性能可以通過拉伸試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)，也可以通過硬度試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)。由于硬度試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單、易于掌握，試驗(yàn)效率高，并且金屬硬度與強(qiáng)度之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以硬度檢測(cè)是確定材料力學(xué)性能更方便的方法。冷軋板的硬度檢測(cè)可以用于冷軋薄板生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，更適于生產(chǎn)沖壓產(chǎn)品的廠家對(duì)冷軋板原材料進(jìn)行力學(xué)性能的復(fù)檢。
日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS G3141-1996規(guī)定的硬度試驗(yàn)是洛氏硬度HRB和維氏硬度HV。維氏硬度試驗(yàn)用于冷軋薄板毫無(wú)問題。洛氏硬度HRB卻不適用于測(cè)試?yán)滠埍“宀牧?。因?yàn)楫?dāng)板材厚度小于2mm時(shí)，測(cè)試HRB硬度可能會(huì)因?yàn)榘l(fā)生“測(cè)砧效應(yīng)”而使測(cè)試的硬度值失準(zhǔn)。對(duì)于薄的冷軋板材料，可以測(cè)試表面洛氏硬度HRT，然后換算成HRB或HV硬度。
筆者所在的沈陽(yáng)天星試驗(yàn)儀器有限公司生產(chǎn)了一種便攜式表面洛氏硬度計(jì)，它非常適合測(cè)試薄的冷軋板材料。它可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、銷售現(xiàn)場(chǎng)或材料倉(cāng)庫(kù)快速進(jìn)行冷軋板材料的表面洛氏硬度檢測(cè)，完成一次測(cè)試僅需要10秒鐘時(shí)間，檢測(cè)的冷軋板材厚度范圍為0.05-50mm。這種儀器可以用在薄冷軋板帶的生產(chǎn)線上，對(duì)產(chǎn)品的熱處理效果進(jìn)行在線的質(zhì)量控制。也可以用于沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家?？梢杂眠@種儀器對(duì)購(gòu)入的冷軋板材料硬度進(jìn)行復(fù)檢，可以攜帶它去鋼材市場(chǎng)選購(gòu)材料，也可以用來(lái)對(duì)本廠生產(chǎn)的沖壓產(chǎn)品進(jìn)行硬度檢測(cè)。
這種儀器如果配上一個(gè)支承座，還可以放到辦公桌上使用。可以對(duì)成批的成品或半成品工件做逐件檢測(cè)。它的測(cè)試精度與臺(tái)式表面洛氏硬度計(jì)相同。
目前冷軋板帶材料正在向超薄方向發(fā)展。據(jù)報(bào)道，上海寶鋼已軋制出厚度為0.08mm的薄冷軋板帶材料。采用本所生產(chǎn)的PHR-1S型表面洛氏硬度計(jì)，配一個(gè)金剛點(diǎn)砧座，就可測(cè)試薄至0.05mm薄冷軋板帶材料的硬度。
上述應(yīng)用完全可以取代維氏硬度計(jì)，使薄冷軋板帶材料的力學(xué)性能檢測(cè)實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)。