冲压常用材料的化学成分和力学性能-中国钢桶包装网

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/T5213—1985和GB/T710—1991）

钢板	化学成分（质量分数 %）
钢板	C	Si	Mn	P	S	Ni	Cr	Cu	Al
08Al	≤0.08	≤0.03	0.35～0.45	≤0.020	≤0.03	≤0.01	≤0.03	≤0.15	0.02～0.07
08F	0.05～0.11	≤0.03	0.25～0.50	≤0.040	≤0.04	≤0.25	≤0.10	≤0.25	—
08	0.05～0.12	0.17～0.37	0.35～0.65	≤0.035	≤0.04	≤0.25	≤0.10	≤0.25	—
10	0.07～0.14	0.17～0.37	0.35～0.65	≤0.035	≤0.04	≤0.25	≤0.15	≤0.25	—
15	0.12～0.19	0.17～0.37	0.35～0.65	≤0.040	≤0.04	≤0.25	≤0.25	≤0.25	—
20	0.17～0.24	0.17～0.37	0.35～0.65	≤0.040	≤0.04	≤0.25	≤0.25	≤0.25	—

（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

元素名称	对冲压性能的影响
C	增加Fe C的数量，提高钢板的抗拉强度和屈服强度，降低塑性，使冲压性能恶化，特别是当Fe C出现于晶界时，对冲压性能的不利影响更大
Si	硅溶于铁素体中，强化铁素体的作用很大，增加强度，降低塑性，含硅量越低越好，深冲压钢板不能用硅脱氧
Mn	锰的直接影响不大，锰和硫形成MnS夹杂物，其数量和形态对冲压性能有影响
P	磷显著地增加强度和脆性，并有偏析倾向，易于形成带状组织，这些都对冲压性能不利
S	形成硫化物，其数量、形状和分布对冲压性能有很大影响，数量多、且呈细长条状分布的硫化物对冲压性能不利
Al	是镇静钢的最终脱氧剂，可与氮形成氮化铝，显著降低钢板的“应变时效”倾向，容易得到“饼形”铁素体晶粒，改善冲压性能。钢中铝的最佳含量为其质量分数 =（0.03～0.05）%

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

钢板状态	钢号及拉深级别
	ZF　　HF	F	Z		S
	08Al		05F，8F，10F	08b，15F，20F，08，10，15，20	05F，08F，10F，15F，20F，08b，08，10，15，20
冷轧	6，7，8或“饼形”	6，7，8，9或“饼形”	6，7，8	6，7，8，9	5，6，7，8，9

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）

钢号	级别	厚度/mm	/MPa	/MPa	/（%）
钢号	级别	厚度/mm	/MPa	不小于
08Al	ZF HF F ? ?	全部全部 >1.2 1.2 <1.2	260～330 260～340 260～350 260～350 260～350	200 210 220 220 240	44 42 39 42 42	0.66 0.70 — — —
08F	Z S P	≤4	280～370 280～390 280～390	— — —	34 32 30	— — —
08	Z S P	≤4	280～400 280～420 280～420	— — —	32 30 28	— — —
10	Z S P	≤4	300～420 300～440 300～440	— — —	30 29 28	— — —
15	Z S P	≤4	340～460 360～480 360～480	— — —	27 26 25	— — —
20	Z S P	≤4	360～500 360～510 360～510	— — —	26 25 24	— — —

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）

钢板厚度	钢号及级别
	08A1			08、08F			10、15、20
	ZF	HF	F	Z	S	P	Z	S
	Er值（杯突试验深度）不小于
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0	9.5 9.8 10.3 10.6 10.8 11.2 11.3 11.5 11.7 11.8 12.0 — — — — —	9.3 9.6 10.1 10.5 10.7 10.8 11.0 11.2 11.3 11.4 11.6 11.8 12.0 12.1 12.2 12.3	9.1 9.4 9.9 10.3 10.5 10.7 10.9 11.1 11.3 11.4 11.5 11.7 11.9 12.0 12.1 12.2	9.0 9.4 9.7 10.0 10.3 10.5 10.8 11.0 11.2 11.3 11.5 11.6 11.8 11.9 12.0 12.1	8.4 8.9 9.2 9.5 9.9 10.1 10.4 10.6 10.8 11.0 11.2 11.4 11.6 11.7 11.8 11.9	8.0 8.5 8.9 9.3 9.6 9.9 10.2 10.4 10.6 10.8 11.0 11.2 11.4 11.5 11.7 11.8	8.0 8.4 8.6 8.8 9.0 9.2 — — — — — — — — — —	7.4 7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 — — — — — — — — — —

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

材料名称	材料牌号	材料状态	抗剪强度 /MPa	抗拉强度 /MPa	伸长率	屈服点 /MPa	弹性模量 /MPa
电工用工业纯铁C>0.025	DT1 DT2 DT3	已退火的	180	230	26
电工硅钢	D11、D12 D21、D31 D32、D370 D310~340 S41~48	已退火的	190	230	26
普通碳素钢	Q195	未经退火的	260~320	315~390	28~33	195
	Q215		270~340	335~410	26~31	215
	Q235		310~380	375~460	21~26	235
	Q255		340~420	410~510	19~24	255
	Q275		400~500	490~610	15~20	275
碳素工具钢	08F	已退火的	220~310	280~390	32	180
	10F		260~360	330~450	32	200	190000
	15F		220~340	280~420	30	190
	08		260~340	300~440	29	210	198000
	10		250~370	320~460	28	—
	15		270~380	340~480	26	280	202000
	20		280~400	360~510	35	250	21000
	25		320~440	400~550	34	280	202000
	30		360~480	450~600	22	300	201000
	35		400~520	500~650	20	320	201000
	40		420~540	520~670	18	340	213500
	45		440~560	550~700	16	360	204000
	50	已正火的	440~580	550~730	14	380	220000
	55		550	?670	43	390	—
	60		550	?700	12	410	208000
	65		600	?730	10	420	—
	70		600	?760	9	430	210000
碳素工具钢	T7~T12 T7A~T12A	已退火的	600	750	10	—	—
碳素工具钢	T8A	冷作硬化的	600~950	750~1200	—	—	—
优质碳素钢	10Mn	已退火的	320~460	400~580	22	230	211000
优质碳素钢	65Mn	已退火的	600	750	12	400	21000
合金结构钢	25CrMnSiA 25CrMnSi	已低温退火的	400~560	500~700	18	950	—
合金结构钢	30CrMnSiA 30CrMnSi	已低温退火的	440~6000	550~750	16	1450 850	—
优质弹簧钢	60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA	已低温退火的	720	900	10	1200	200000
优质弹簧钢	60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA	冷作硬化的	640~960	800~1200	10	1400 1600	—
不锈钢	1Cr13	已退火的	320~380	400~470	21	420	210000
	2Cr13		320~400	400~500	20	450	210000
	3Cr13		400~480	500~600	18	480	210000
	4Cr13		400~480	500~600	15	500	210000
	1Cr18Ni19 2Cr18Ni19	经过热处理的	460~520	580~640	35	200	200000
	1Cr18Ni19 2Cr18Ni19	已碾压冷作硬化的	800~880	1000~1100	38	220	200000
	1Cr18Ni9Ti	热处理退软的	430~550	540~700	40	200	200000

?（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）

牌号	试样方向	冷弯试验B=2a180°			备注
		钢材厚度或直径/mm			备注
		≤60	>60～100	>100～200
		弯心直径d
Q195	纵	0	—	—	?? 各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行 ?? 冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作交货条件
Q195	横	0.5a	—	—
Q215	纵	0.5a	1.5a	2a
Q215	横	a	2a	2.5a
Q235	纵	a	2a	2.5a
Q235	横	1.5a	2.5a	3a
Q255		2a	3a	3.5a
Q275		3a	4a	4.5a

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

材料名称	牌? 号	材料状态	抗剪强度τ/MPa	抗拉强度 /MPa	伸长率 /(%)	屈服点 /MPa	弹性模量E/MPa
铝	1070A,1050A　1200	已退火	80	75～110	25	50～80	72000
铝	1070A,1050A　1200	冷作硬化	100	120～150	4	120～240	72000
铝锰合金	3A21	已退火	70～100	110～145	19	50	71000
铝锰合金	3A21	半冷作硬化	100～140	155～200	13	130	71000
铝镁合金铝镁铜合金	SA02	已退火	130～160	180～230	—	100	70000
铝镁合金铝镁铜合金	SA02	半冷作硬化	160～200	230～280	—	210	70000
高强度铝镁铜合金	7A04	已退火	170	250	—	—	—
高强度铝镁铜合金	7A04	淬硬并经人工时效	350	500	—	460	70000
镁锰合金	MB1 MB8	已退火	120～140	170～190	3～5	98	43600
		已退火	170～190	220～230	12～24	140	40000
		冷作硬化	190～200	240～250	8～10	160	40000
硬铝	2Al12	已退火	105～150	150～215	12	—	—
		淬硬并经自然时效	280～310	400～440	15	368	72000
		淬硬后冷作硬化	280～320	400～460	10	340	72000
纯铜	T1、T2、T3	软	160	200	30	70	108000
纯铜	T1、T2、T3	硬	240	300	3	380	130000
黄铜	H62	软	260	300	35	380	100000
		半硬	300	380	20	200	—
		硬	420	420	10	480	—
黄铜	H68	软	240	300	40	100	110000
		半硬	280	350	25	—	110000
		硬	400	400	15	250	115000
铅黄铜	HPb59-1	软	300	350	25	142	93000
铅黄铜	HPb59-1	硬	400	450	5	420	105000
锰黄铜	HMn58-2	软	340	390	25	170	100000
		半硬	400	450	15	—
		硬	520	600	5	—
锡磷青铜锡锌青铜	QSn4-4-2.5 QSn4-3	软	260	300	38	140	100000
		硬	480	550	3～5	?	100000
		特硬	500	650	1～2	546	124000
铝青铜	QAl17	退火	520	600	10	186	—
铝青铜	QAl17	不退火	560	650	5	250	115000～130000
铝锰青铜	QAl9-2	软	360	450	18	300	92000
铝锰青铜	QAl9-2	硬	480	600	5	500	—
硅锰青铜	QBi3-1	软	280～300	350～380	40～45	239	120000
		硬	480～520	600～650	3～5	540	—
		特硬	560～600	700～750	1～2	—	—
铍青铜	QBe2	软	240～480	300～600	30	250～350	117000
铍青铜	QBe2	硬	520	660	2	1280	132000～141000
白铜	B19	软	240	300	25	—	—
白铜	B19	硬	360	450	3	—	—
锌白铜	BZn15-20	软	280	350	35	207	—
		硬	400	550	1	486	126000～140000
		特硬	520	650	1	—
镍	Ni-3～Ni-5	软	350	400	35	70	—
镍	Ni-3～Ni-5	硬	470	550	2	210	210000～230000
德银	BZn15-20	软	300	350	35	—	—
		硬	480	550	1
		特硬	560	650	1
锌	Zn-3～Zn-6	—	120～200	140～230	40	75	80000～130000
铅	Pb-3～Pb-6	—	20～30	25～40	40～50	5～10	15000～17000
锡	Sn1～Sn4	—	30～40	40～50	—	12	41500～55000
钛合金	TA2	退火	360～480	450～600	25～30	—	—
	TA3		440～600	550～750	20～25	—	—
	TA5		640～680	800～850	15	800～900	104000
镁合金	MB1	冷态	120～140	170～190	3～5	120	40000
	MB8	冷态	150～180	230～240	14～15	220	41000
	MB1	预热 300℃	30～50	30～50	50～52	—	40000
	MB8	预热 300℃	50～70	50～70	58～62	—	41000
银	—	—	—	180	50	30	81000
可伐合金	Ni29Co18	—	400～500	500～600	—	—	—
康铜	BMn40-1.5	软	—	400～600	—	—	—
康铜	BMn40-1.5	硬	—	650	—	—	—
钨	—	已退火	—	720	0	700	312000
钨	—	未退火	—	1491	1～4	800	380000
钼	—	已退火	20～30	1400	20～25	385	280000
钼	—	未退火	32～34	1600	2～5	595	300000

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）

材料名称	极限抗剪强度τ
材料名称	管状凸模裁切	普通凸模冲裁
纸胶板布胶板玻璃布胶板金属箔的玻璃布胶板金属箔的纸胶板环氧酚醛玻璃布板工业橡胶板石棉橡胶人造橡胶，硬橡胶层压纸板层压布板绝缘纸板厚纸板软钢纸板有机玻璃聚氯乙烯氯乙烯赛璐咯皮革工业用皮革工业用毛毡桦木胶合板漆布、绝缘漆布云母人造云母硬钢纸板	100～130 90～100 120～140 130～150 110～130 180～210 1～6 40 40～70 100～130 90～100 40～70 30～40 20～40 70～80 60～80 30～40 40～60 6～8 — 4～5 10 30～60 50～80 120～150 30～50	140～200 120～180 160～185 160～220 140～200 210～240 20～80 — — 140～200 120～180 60～100 40～80 20～30 90～100 100～130 50 80～100 30～50 45～55 — — — 60～100 140～180 40～45

（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

材料	温度/℃	抗剪强度τ/MPa
		孔的直径/mm
		1～3	3～5	5～10	>10
纸胶板	22 70～100 105～130	147～177 118～137 108～127	118～147 98～118 98～108	98～108 88～98 88～98	98～108 93 88
布胶板	22 80～100	127～147 98～118	118～127 78～108	103～118 88～98	88～98 69～78
玻璃布胶板	22 80～100	157～181 119～137	147～152 113～118	147 108	39～127 88～98
玻璃纤维丝胶板	22 80～100	137～157 98～118	127～137 88～108	118～127 88	69 39
有机玻璃	22 70～80	88～98 59～78	78～88 69	69～78 49	69 39
聚氯乙烯塑料	22 100	118～127 59～78	98～108 49～59	49～88 39～49	59～78 39
赛璐咯	22 70	78～98 49	69～78 39	59～64 34	59 29

注：表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算值。