冷轧深冲用钢的成形性能
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钢板和钢带常用术语解释术语解释品种钢铁材料的品种,是指用途、外形、生产工艺、热处理状态、粒度等不同的产品。
牌号钢铁材料的牌号,是给每一种具体的钢铁材料所取的名称。
钢的牌号又叫钢号。
规格规格是指同一牌号或品种材料的不同尺寸,一个尺寸即为一个规格。
炉号是指钢材在熔炼的时候所在的熔炉,不同的熔炉有不同的编号,也就是炉号。
主要是追溯该炉的化炉号和批号学成分。
批号(或称钢卷号)是同一个炉号、同一时间、同一生产方式和工艺、同一规格的钢材作为一批,也就有相应的批号。
主要是追溯轧制的品质、物理性能及化学成分等。
公称尺寸公称尺寸是指产品标准中规定的名义尺寸,是生产过程中希望得到的理想尺寸。
但在实际生产中,实际和实际尺寸尺寸往往大于或小于公称尺寸,实际所得到的尺寸,叫做实际尺寸。
由于实际生产中难于达到公称尺寸,所以产品标准中规定实际尺寸与公称尺寸之间有一允许差值,叫做偏差和公差偏差。
差值为负值叫负偏差,正值叫正偏差。
标准中规定的允许正负偏差绝对值之和叫做公差。
偏差有方向性,即以“正”或“负”表示。
公差没有方向性。
精度等级按材料尺寸允许偏差大小和板面不平度大小的不同,分为若干等级,叫精度等级。
精度等级按允许偏差分为普通级、较高级、高级。
精度等级越高,其允许的尺寸偏差和不平度越小。
分为产品成分、溶炼成分和成品成分,其含量以质量分数%表示。
1.产品成分是指产品的化学组成,包括主成分和杂质元素;化学成分 2.溶炼成分是指钢材在溶炼完毕,浇注中期的化学成分;3.成品成分又称验证分析成分,是指从成品材料上按规定方法取得试样,并按确定的标准方法分析得来的化学成分,主要是供使用部门或检验部门进行验收时使用。
材料开始产生宏观塑性变形时所对应的力,是材料发生明显塑性变形的抗力,单位为MPa。
当应力超过了弹性极限后,进入屈服阶段,变形增加较快,此时除了产生弹性变形(外力撤消可以恢复原来形状)外,还产生部分塑性变形(外力撤消不能恢复原来形状,形状发生变化),当应力达到一定值屈服强度后塑性应变急剧增加,应力应变出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。
2024年冷轧深冲钢板市场环境分析一、市场概况冷轧深冲钢板是一种广泛应用于汽车制造、家电制造、建筑材料等领域的重要金属材料,具有高强度、良好的韧性和优异的成形性能。
本文将对冷轧深冲钢板的市场环境进行分析,包括市场规模、市场竞争和市场趋势等方面。
二、市场规模冷轧深冲钢板市场在近年来逐步扩大,主要受益于国内汽车制造和家电制造行业的快速增长。
根据统计数据,2019年全国冷轧深冲钢板的销售量达到X吨,较上一年增长X%。
预计未来几年,随着国内经济的持续发展和新能源汽车市场的崛起,冷轧深冲钢板市场规模将进一步扩大。
三、市场竞争冷轧深冲钢板市场存在着激烈的竞争。
目前,国内冷轧深冲钢板市场的主要竞争企业包括宝钢集团、鞍钢集团、武汉钢铁集团等大型钢铁企业,以及一些专业从事冷轧深冲钢板生产的中小型企业。
这些企业通过提高产品质量、降低成本以及不断完善服务体系来争夺市场份额。
另外,冷轧深冲钢板市场还面临着来自国外企业的竞争。
由于技术和设备的限制,国内企业在某些高端品种上仍然存在一定的劣势。
因此,加强自主创新和技术研发,提高产品质量和品牌形象,是冷轧深冲钢板企业在市场竞争中取得优势的重要途径。
四、市场趋势随着国内经济发展和产业结构调整的推进,冷轧深冲钢板市场将面临一系列的发展趋势。
首先,环保成为行业发展的必然方向。
随着环保政策的不断加强,冷轧深冲钢板企业将加快淘汰落后产能和技术,提高资源利用率和产品质量,推动行业向高质量发展。
其次,技术升级将成为企业发展的关键。
随着汽车制造和家电制造行业对产品要求的不断提高,冷轧深冲钢板生产技术也需要不断创新和改进。
企业应加强技术研发,推动冷轧深冲钢板行业实现从低端到高端的转变。
最后,市场多元化将成为行业发展的新动力。
除了汽车制造和家电制造行业的需求,冷轧深冲钢板在建筑材料、机械制造等领域也有广泛应用的潜力。
企业应加大市场开拓的力度,拓宽产品的应用范围,以满足不同行业的需求。
五、总结冷轧深冲钢板市场在国内经济发展的推动下呈现出良好的增长势头。
冷轧深冲板成形极限的试验研究冷轧深冲板成形极限的试验研究,说起来其实也没那么复杂,不过得从头说起,咱们这冷轧深冲板,通俗点说,就是那种我们生活中看见的金属板材。
它广泛应用于汽车制造、家电、电子产品等等。
说到这金属板,大家可能都会有点儿印象吧。
冷轧板,顾名思义,就是在室温下通过一系列压制成型的金属板,表面光滑,强度还不低,反正就是既有韧性又结实,特别适合用来做一些要求高的零部件。
你想,像汽车外壳,车身结构件啥的,要是用不合适的材料,容易变形,还能出大问题。
但大家也都知道,金属成型可不是轻松的事,特别是像我们这些冷轧深冲板,成形极限的问题,那可是大有讲究的。
什么意思呢?就说你这板子在成型的过程中,一定有个“极限”。
超过这个极限,它就不听使唤了,或者开裂,或者变形,甚至是直接报废。
这就跟人类一样,你累到一定程度,也不可能继续干下去了,累坏了嘛,板子也是一样。
所以,大家的任务,就是要知道这个“极限”在哪儿,找到它的底线。
要不然成型一堆东西,最后把金属弄得一团糟,这就太亏了。
话说回来,要知道这些极限,最直接的办法就是做试验。
先把这些冷轧深冲板拿到实验室里,接着一顿测量,一顿折腾,然后看它究竟能成型到什么程度。
怎么测?简单来说,给这板子“压”一压,看看它会不会出事。
这个过程其实挺有意思的,就像在测一个人的耐力,过了这个“极限”,它就不行了。
这里头可有很多技术活,你得选好材料。
这个冷轧板,它的成分配比、表面处理、厚度、硬度等等,这些都得考虑进去。
比如,如果它硬度过高,你想让它弯曲,几乎是不可能的;如果表面太光滑,容易滑动,也不一定好成型。
所以,所有的细节都得捯饬好,不然试验就可能失败。
然后,试验可不只是简单地压一压,还得用科学的方法,逐步增加压力,实时监控变化,看看它在各种压力下的表现。
我们常常会用一种叫做“深冲试验”的方法,顾名思义,这就是把板子“深深”地冲压进模具里,看看它能耐多少。
你以为这玩意儿就像咱们做菜?放个调料就能成型?那可不行,光是对压力的控制就让人头大。
冲压常用材料的化学成分和力学性能一、黑色金属1.深拉深用冷轧钢板发化学成分和力学性能1)深拉深钢板的化学成分? 深拉深用冷轧钢板主要有08Al、08F、08、及10、15、20钢。
其化学成分如表8—44所示。
表8—44? 深拉深冷轧薄钢板的化学成分(GB/T52一、黑色金属1.深拉深用冷轧钢板发化学成分和力学性能1)深拉深钢板的化学成分? 深拉深用冷轧钢板主要有08Al、08F、08、及10、15、20钢。
其化学成分如表8—44所示。
表8—44? 深拉深冷轧薄钢板的化学成分(GB/T5213—1985和GB/T710—1991)(2)影响钢板冲压性能的主要因素? 化学成分、金属组织、力学性能和表面质量等均影响冲压性能在上述钢号中用量最大的是08钢,并有沸腾钢与镇静钢之分,沸腾钢08F价廉,表面质量好,但偏析比较严重,且有“应变时效”倾向,对于冲压性能要求高,外观要求严格的零件不适合。
08Al镇静钢板价格较高,但性能均匀,“应变时效”倾向小,适用于汽车、拖拉机覆盖件的拉深。
1)08钢中主要元素对冲压性能的影响(表8—45)表8—45? 主要元素对08钢冲压性能的影响2)深拉深冷轧薄板铁素体晶粒度的标准(表8—46)表8—46? 深拉深冷轧薄钢板铁素体晶粒级别1)铝镇静钢08Al按其拉深质量分为三级:ZF—拉深最复杂零件;HF—拉深很复杂零件;F—拉深复杂零件2)其他深冲薄钢板(包括热轧板)按冲压性能分级为:Z—最伸拉深件;S—深拉深件;P—普通拉深件3)深拉深冷轧薄钢板的力学性能(表8—47)表8—47? 深拉深冷轧薄钢板的力学性能(GB/T5213—1985和GB/T710—1991)4)深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度(表8—48)表8—48? 深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度(GB/T5213—1985和GB/T710—1991)2.常用材料的力学性能(1)黑色金属材料的力学性能(表8—49)表8—49? 黑色金属材料的力学性能?(2)钢在加热时的抗剪强度(表8—50)表8—50? 钢在加热状态的抗剪强度??(单位:MPa)(3) 普通碳素钢冷弯实验指标(8-51)表8—51? 普通碳素钢冷弯试验指标?? (GB700—1988)注:B—试样宽度二、有色金属有色金属的力学性能(表8—52)表8—52有色金属的力学性能三、非金属(1)非金属材料的极限抗剪强度(表8—53)表8—53非金属材料的极限抗剪强度(单位:MPa)(2)非金属材料加热时的抗剪强度(表8—54)表8—54非金属材料加热时的抗剪强度注:表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算值。
安徽工业大学科技成果——冷轧深冲钢板的成型性能检测及性能与表面质量优化成果简介冷轧深冲钢板主要应用于汽车工业和板材加工业,是高品质冷轧钢板的代表,成型性能与表面质量是冷轧深冲钢板最为重要的要素。
所谓成型性能是指板对于冲压成形的适应能力,它的检测,控制和表面质量的保证是生产高品质冷轧深冲钢板的关键。
成型性能检测主要是模拟成型性能的检测,包括FLD、LDR、杯突、CCV和扩孔实验,其技术核心是成型实验机和其相应模具的开发。
目前开发的样机具有操作和更换模具方便,实验空间大,实验过程观察方便。
实验过程计算机控制,速度及压边力等参数控制精确。
成型性能检测是高品质冷轧深冲钢板的基础,也可以为冷轧板的选择和模具设计提供帮助。
成型性能的优化主要是在现有条件下进一步提高冷轧板成型性能,其技术关键是冷轧板成分优化,热轧工艺优化,冷轧工艺优化,退火工艺优化和平整工艺优化。
表面质量优化主要是在现有条件下进一步提高冷轧板表面质量,其技术核心是热轧板板坯表面质量标准的制定,热轧工艺的优化,热轧过程中氧化铁皮的清除工艺优化,冷轧原料质量标质量标准制定,酸洗工艺优化,冷轧工艺优化,退火工艺优化和平整工艺优化等。
整个项目在国内处于先进水平,部分技术处于国内领先水平。
成熟程度和所需建设条件本项目可以在现有的冷轧板生产线上使用推广。
目前成型实验机和其相应模具开发已完成,已经利用开发的实验机为马钢,南航等完成扩孔,FLD等成型性能检测实验。
帮助马钢开发O5级轿车用深冲外板,双相车轮钢等产品,取得显著的经济效益。
成型实验机成型试样技术指标成型实验机:最大成形力:300kN;最大顶件力:1.5kN;压边力可调范围:4-50kN;凸模上升速度:0-300mm/min;总电功率:3.5kW;额定压力:6.3MPa;增压比:1:4;测量精度:位移H≤0.02mm(20mm);成形力≤2%;可以协助开发O5级轿车用深冲外板,热轧双相钢车轮板和DC06深冲板。
冷轧深冲用钢的成形性能1冲压性能的定义板材的冲压性能是指板材对冲压加工的适应能力。
板材的冲压性能好,可以在使用最低的人力与物力消耗的条件下,使用较方便的冲压加工方法即可制造成高质量的冲压件。
钢板的冲压性能一般指在冲制成型时, 钢板耐冲压的程度,即成型性能的好坏, 亦即钢板能在其 平面方向上获得最大的塑性流变,同时在厚度方向上对流变产生最大的阻力。
板材的成形性是指,在给定的加工过程中板材承受变形而不产生断裂或失稳(失效)的能力。
目前,按照冲压级别,冲压板的冲压性能分为 CQ 级、DQ 级、DDQ 级和EDDQ 级。
2、成形指标单向拉伸实验可获得两个重要的成形性能指标 同时,还可获得其它强度与塑性指标,如屈服强度:塑性应变比(r 值)和加工硬化指数(n 值)。
(ReL )抗拉强度((Rm 卜总延伸率(A )等。
(1)强度和屈强比屈服强度ReL 表示材料产生屈服时的最小应力。
ReL 越小材料越容易屈服,成形后回弹小,贴模性和定形性较好。
抗拉强度Rm 表示薄板材料在单向拉伸条件下所能承受的最大应 力值,是设计与选材的主要依据。
它越大,冲压成形时零件危险断面的承载能力越高, 其变形程度越大。
在材料与成形性能有关的其它指标大致相同时,Rm 越大材料的综合成形性能越好。
屈强比为材料的屈服强度与抗拉强度之比, 大的变形加工,材料的成形性好,有利于冲压成形。
⑵延伸率延伸率A 即试样拉伸断裂后标距段的总变形与原标距长度之比的百分数。
材允许的塑性变形程度也越大,冲压性能越好。
⑶塑性应变比和塑性应变比平面各向异性度金属薄板塑性应变比;值反映金属薄板在其平面内承受压力或拉力时抵抗变薄或变厚的 能力,是金属薄板塑性各向异性的一种量度, 是衡量深冲性能的重要指标之一。
板材的深冲性能与其力学性能的各向异性密切相关,提高深冲性能的宗旨是力图使板材在板平面内具有高塑性流动性,同时,在板厚方向具有足够的抵抗塑性流动的能力。
r 值指将金属薄板试样单轴拉伸到产生均匀塑性变形时, 试样标距内,宽度方向的真实应变岛与厚度方向的真实应变凡之比。
定义式为:式中,%丹»严宀 拥和加分别为试样标距内宽度方向变形前后的宽度,他和 % 兔 眄分别为试样标距内厚度方向变形前后的厚度。
对钢板进行r 值的测定实验,在钢板的横向、纵向及45度角方向上分别取样进行测定, 得到钢板各方屈强比越小,表明薄板在破裂前能进行更 A 值越大,板向r值。
由于通常在板平面内的不同方向上具有不同的性能,因此用公式计算钢板的r的平均值&,图1表示出值的方向。
平均塑性应变比越大,板材在垂直于板法线方向的板平面内具有越强的塑性流动性,同时,在板厚方向具有足够的抵抗塑性流动的能力, 因此深冲性能越好。
即r值越大,成型性能越好。
二_ + 2^ * 怙4 ⑴金属薄板平面上与主轧制方向成。
和900方向的塑性应变比r值的算术平均值与45度角方向的塑性应变比r值之差,为塑性应变比平面各向异性度。
2 -勺 + g- r,_2⑵当厶r=0时,冲件无制耳效应;当厶r>0时,在纵向和横向上产生制耳效应,这是低碳铝镇静冷轧薄板冲制零件后的一个特征;当厶r<0时,则在与轧向成45角方向上产生制。
(4)应变硬化指数应变硬化指数n反映材料在塑性变形过程中变形强化的能力,可以用它来判断材料的深冲压性能。
按国标GB5028-85制取横向、纵向和450方向试样,测定钢板的n值。
应变硬化指数n是金属薄板在塑性变形过程中形变强化能力的一种量度,其值是在双对数坐标平面上,钢材在拉伸中实际应力一应变曲线上升之斜率即为材料应变硬化指数。
n值高,表示钢材在成形加工过程中高变形区材料强度较高,因此变形较易传播到邻近的低变形区,而使应变分布较为均匀,减少局部变形集中现象。
n值对拉伸成形尤为重要,由于待测试样的取样方向与测量r值时相同,工业上采用公式计算其平均值。
3织构多晶材料经不同的加工工艺(例如轧制、退火等)处理后,在不同程度上都存在某些晶粒的取向沿某一特定方向排列的现象,称择优取向或织构,是多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布结构。
织构较强的金属材料取向一般集中分布在Euler空间中的一些点和线上,取向集中分布的线称为取向线。
为描述织构,常把择优取向的晶向和晶面跟多晶体宏观参考系关连起来。
在立方晶体坐标系中,多用咄【来表达某一晶粒的取向。
这种晶粒的取向特征为(吨)蹋面平行于轧面,[UVW]向平行于轧向。
在变形过程中形成的具有择优取向的多晶体组织称为变形织构,而具有形变织构的金属多晶体材料在一定温度退火处理并再结晶后形成的具有择优取向的多晶体组织称为再结晶织构。
为定量地描述多晶体材料中织构的强弱,即晶粒取向的分布规律,常采用取向分布函数(Orie ntatio n- Distribution Fu nctio n)法,简称ODF,即把晶体取向与试样外观的关系用三维取向空间即欧拉空间表达出来,坐标用欧拉角表示,它与晶体取向M 有着相对应的换算关系。
织构的存在导致材料的性能表现出各向异性。
反映在钢板上,织构主要影响钢板的冲压性能、磁性等物理性能。
深冲材料r值的大小与再结晶织构的性质密切相关,因此在钢板生产尤其在深冲用钢板的生产过程中,如何有效地控制生产工艺,使钢板具有有利于深冲性能的织构就显得尤为重要。
3. 1织构的常见类型深冲带钢中常见织构取向线在欧拉空间中的位置如图1所示。
带钢的织构常聚集在某些取向线上。
如图1深冲带钢中存在的两种主要织构取向线为a取向线和y取向线。
但在一定的工艺条件下,也会出和£和。
取向线上的织构类型。
特别是牝"“截面对于深冲带钢的织构分析具有重要的意义,它包含叽丁和J取向线又显示习、S &取向线上的主要织构类型,如图2。
带钢常见的织构类型如下:图2截面图和八种主要织构组分a収向线在ODF图中的位迓为5=0°、尸0・〜90・、(?厂4门主要织构类型为{001}<1】0> 和{112}<110>。
tl取向线在ODF图中的位置为®=0・、(p=0-90*> 4=0°:主要织构类型为{001}<100>(立方织构)和{110}<100>(高斯织构).Y取向线在ODF图中的位置为(pr0-90\ <p=54.7\血=45°:主要织构类型为(111}<110> #{111}<112> ・0取向线在ODF图中的位置为<p)=0\『0°、(P2=O°~9CT:主要织构类型为{001}<100> 立方织构和{001}<110>旋转立方织构。
0取向线代表{001}品面平行于轧面的织构。
深冲帶钢绘不希望出现这种类型。
<取向线在ODF图中的位许为》=0二90°、<p=45\(p2=0°;主要包括{110}<100>(^ 斯织构)和{110}<110>(旋转高斯织构)。
E取向线在ODF图中的位胃为(p!-90\严0°~90°、4-45°:主要织构类型包括{001}<110>, {554}<225>, {111}<112>和{1】0}<00]>。
此取向线表示的是<110>晶向平行丁•板带横向的织构。
3.2、常见织构对成形性能的影响织构对探冲压用钢塑性应变比的影响特点可以用说关系曲线来描述’応表恥板面内与轧向呈召角方向上的塑性应变比.(1) {001}<110>, (001}<100>的彪响铁单晶拉忡宪验表明“叫体心立方佥属在勺11>晶何的拉忡强度最髙,<110>品向次之.<100>晶向虽蓋・从(001}织构对r^e曲线分布的膨响特点来看“®3」,1001}<]]0> 分命呈倒"型"冋、巾5=4 F妒oh {(x)n<too>呈v空分布〔心、农卢1、內由于{001}织构的<100>晶向亟上(于板面,所以这种织构迪试钢板冲压时厚向易T变形,使褂塑性应变比平购值F非常小*严直恶比了深冲带钢的成型性能亠同时* 一份汕01}织构的负面影响需矍四至五份的{1】】}有利织构才能补楼卩叫从提高深冲钢板成型性能的角度來看.{001}织构是应该严格避免的织构类型.(2) {112}<110>的影响EH2}<1IO>织构廿0曲线分布呈倒V型。
Daniel和Jonas來用RC樓型⑴骗到的分析结杲为斫0.5、“=2~蒐常】:Vieih和Whi回ey阴1对{]口}<110>爪晶铁板的理论研究结果表明,哄布旳6 ⑷二乂.旳沖;Lrqueu和hmas采用CMTT模塑冋得出的结果为帀旳34.5、心护氣鬧九町収石出,{H2}<il0>织构对探冲帝锄塑性应变&的彫响特点必然是Ar<0. {|]2}<1!0>有利于减小冷仇冲压钢様的加值。
由于冷札深冲钢板的塑性应变比特点一般总是Sth所以{1I2}<I1O织构在冷轧深冲钢扳中井没有起到主导第响作用。
0){111}<1]0>, {111}<112>, (554}<225>的影响由于体心立方樂属qyiH》品向的拉伸强度最高,所以fi 11}织构便得深冲创板在沖压变形时耳向绘不客易变形,因而F值很大r成型性能良好* {111}<110>. (I1I}<U2> 和{554}<225>织构是深冲帯钢生产中公认的理J®有利织构.(554}<225>!S响特点与Danjd r7S1和陽楠㈣采用变形換型分新表明,{111|<110>01构导致&=狩、90"方向的厂值较大,构则导致沪叭竹少方向的尸值较大°那么若在T取向线上得到等强度的织构分布.可以減小深沖带谄的冲圧制吓・(4) {110}<401>r (110)<110>的影响Don沏的和Lequeu^'利用变形模型进行分析的站果为r4i<I .仔产2Ch {110}<|10>与{订0}<«4在小0}晶面内相差9贰那么{110}<110>对塑性应变比的影响特^^{110}<001>的影响特点关于沪4萨对称.可看出,口10}织构对那冲钢板塑性应变比的影响特点是也或阪值很大,但F侑根小,这会导致深冲钢板的Ar值明显偏大.。