Листовая сталь для холодной штамповки

Обновлено: 06.05.2024

устройству. Здесь они укладываются в пакеты, после чего взвешиваются и передаются в пролет отделки. В пролете отделки установлен травильный агрегат печи для нормализации и дрессировочные станы.

Для разделки полос на узкие листы применяются агрегаты продольной резки.

При необходимости нормализации металла листы в трехзонной печи нагреваются до 1000° С. Эта температура выдерживается и в зоне томления. В следующей зоне охлаждения листы резко охлаждаются до 700° С, а затем постепенно до 450° С. Последующее охлаждение производится на воздухе. После нормализации листы правятся на роликовых машинах.

В агрегатах периодической травки с поверхности нормализованных или горячекатаных листов удаляется окалина. Травильные агрегаты обычно карусельного типа, травильный раствор содержит 4—10% серной кислоты.

Окалина реагирует с кислотой по реакции

Наряду с этой реакцией идет взаимодействие железа с кислотой:

По мере загрязнения травильного раствора железным купоросом раствор обновляется.

Для предупреждения растворения очищенной поверхности металла в соответствии со второй реакцией применяется специальная присадка.

После травления и промывки листы снова моются в мо-ечно-сушильном агрегате, где металлическими щетками удаляются остатки шлама. Затем листы сушатся в специальной камере.

В тех случаях, когда производится дрессированный металл, горячекатаные листы после отделки пропускаются через дрессировочную клеть кварто 500/1300X1700—2500 мм. Прокатка с небольшим отжатием (1—2%) сглаживает шероховатую поверхность горячекатаных листов и повышает механические свойства металла.

После дрессировки листы пропускаются через роликовую правильную машину, а затем промасливаются, проверяются на инспекторских столах и упаковываются.

Требования к горячекатаному металлу

Горячекатаная листовая сталь, применяемая для холодной штамповки, подразделяется на тонколистовую толщиной от 1,5 до 4,0 мм и толстолистовую толщиной от 4,0 до 14 мм.

Отклонения по длине, ширине и толщине для горячекатаных листов должны находиться в допустимых пределах, оговоренных в ГОСТе 5681-57 для толстых листов и в ГОСТе 3680-57 для тонких листов.

Горячекатаная толстолистовая сталь, применяемая для штамповки в автостроении, по состоянию поверхности подразделяется на 2 группы. У горячекатаного металла по ГОСТу 4041-48 допускаются следующие дефекты, не приводящие за пределы минимальной толщины. Для стали первой группы — общая легкая рябизна, мелкие поры и раковины, легкие царапины, надавы от валков, плены, вдавлины (не более 1 штуки на 1 м 2 в пределах половины допуска по толщине). Для стали второй группы — те же дефекты и вдавлины, но не более 2 штук на 1 л 2 в пределах допуска по толщине.

Горячекатаные толстые листы по штампуемости подразделяются на листы глубокой вытяжки (группа Г) и нормальной вытяжки (группа Н). Механические свойства горячекатаных листов должны отвечать требованиям, приведенным в таблице 10.

Листы группы Г испытываются на загиб на 180° при следующих условиях: марка 15 кп — до соприкосновения сторон без прокладки; марка 20 кп, 20, 25 — с прокладкой, равной толщине листа (d=a); марка 30, 35, 40 — с прокладкой, равной двойной толщине листа (d=2a).

Микроструктура металла должна иметь зерно № 5—8 по ГОСТу 5639-51. По качеству поверхности листовой металл, применяемый для штамповки, как горячекатаный, так и холоднокатаный, делится на четыре группы. Первая и вторая группы относятся к холоднокатаным листам, а третья и четвертая — к горячекатаным, применяемым для холодной штамповки.

По способности к вытяжке тонкие горячекатаные листы делятся на три группы — весьма глубокой вытяжки (ВГ), глубокой (Г) и нормальной (Н) (табл. 11, 12).

Листы, предназначенные для штамповки группы ВГ и Г марок 08кп, 10кп, 10 и 20, при испытаниях на загиб на 180° в холодном состоянии не должны дать трещин и расслоений при следующих условиях (ГОСТ 2672-52): листы толщиной до 2 мм — до соприкосновения сторон (d=0); листы толщиной свыше 2 до 4 мм — с прокладкой, равной толщине листа (d=a); листы толщиной свыше 4 до 10 мм — с прокладкой, равной двойной толщине листа (d=2a).

Структура горячекатаных листов, применяемых для весьма глубокой вытяжки, должна отвечать требованиям, приведенным в таблице 13.

Для листов глубокой вытяжки допускается неравномерность зерна в пределах трех смежных баллов, для весьма глубокой вытяжки — в пределах двух смежных баллов.

Наличие структурно-свободного цементита для листов ВГ допускается в пределах 0,1,2 и 3-го балла (ГОСТ 5640-51).

§ 5 ТРАВЛЕНИЕ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ РУЛОНОВ

Рулоны горячекатаной малоуглеродистой стали, предназначенные для холодной прокатки, из цеха горячей прокатки поступают на склад травильного отделения цеха холодной прокатки. Отсюда краном, оборудованным электромагнитом или специальными клещами, они подаются на разматыватель одной из двух линий непрерывного травления. В этих линиях полоса проходит через окалиноломатель, правильнотянущую машину и другие устройства и попадает в кислотные ванны следующих размеров: длина 15—20 м, ширина 3 м и высота 1,3 м.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ

При выборе листового материала, и в частности, тонколистовой стали для холодной штамповки различных машиностроительных деталей необходимо иметь в виду следующие основные факторы:

- является ли деталь наружной (лицевой), определяющей внешний вид и дизайн изделия или она является скрытой и выполняет чисто технические функции;

- какая степень деформации в формообразующих операциях применяется при её холодной штамповке;

- каково состояние поставки с точки зрения термической обработки листа поставщиком;

- какие требования предъявляются в отношении химического состава, макро- и микроструктуры при поставке штампуемого металла;

- каков уровень механических и технологических свойств и величина показателей анизотропии данного материала?

Материал для листовой штамповки должен удовлетворять не только назначению и условиям работы штампованной детали, но и технологическим требованиям, вытекающим из характера производимой деформации. Следует учесть, что на технологию холодной штамповки оказывает влияние качество поверхности листа, допуски его по толщине, направление проката листа, его раскрой, конструктивная форма штампов, точность их установки, число переходов при штамповке, межоперационная термообработка, скорость деформирования, применяемый смазочный материал, вид производства (массовый, серийный, мелкосерийный и единичный). При выборе материала необходимо учитывать последующую обработку и отделку (травление, полирование, нанесение антикоррозионных покрытий), а также пригодность для механических соединений (клёпка, сварка и др. виды соединений).

Таблица 1. Назначение и общая характеристика деталей и узлов, изготовляемых в холодноштамповочном производстве

Марка стали/Назначение

Ст1,Ст2

Для деталей неответственного назначения, высокой вязкости и низкой твёрдости, малонагруженных элементов сварных конструкций, изделия типа кожухов, обшивок.

СтЗ,Ст4

Несущ ие элементы сварных и несварных конструкций, фасонные гнутые профили, ёмкости, не подвергающиеся воздействию коррозии, детали типа обечаек, кожухов, обшивок, изделия бытового назначения.

05кп, 08кп,08, 08пс,08Ю,08Фкп,10кп,10,10пс

Без термической обработки - шайбы, плоские детали в операциях вырубки-пробивки. Гнутые детали, панели капота и багажника, корпуса фильтров, крышки различной формы, двери, детали кабин, кузова, кожухи, детали бытовой техники с разной степенью вытяжки. После цементации или цианирования - коромысла, ушки, втулки тонкостенные и др.детали, от которых требуется высокая твёрдость поверхности и допускается невысокая прочность сердцевины при её повышенной вязкости.

15кп,15пс,15,20кп,18кп,20,20сп,25,30,35,40

Без термической обработки и после нормализации - диски колёс автотранспорта, различные тонкостенные втулки (стаканы), патрубки, бамперы, детали плоских рычагов, различные кронштейны, гнутые детали, корпуса аппаратов котлотурбостроения и химического машиностроения, малонагруженные звёздочки, регулировочные прокладки, косынки, сварные подмоторные рамы. После цементации или цианирования - детали, от которых требуется высокая твёрдость поверхности и допускается умеренная прочность и достаточная пластичность сердцевины.

08ГСЮТ, 08СЮФ,10ЮА

Являются более прочными и заменяют сталь типа 08, 08кп, 08Ю , что позволяет снижать массу автотранспортного средства. Толщина деталей из стали 08ГСЮ Т(Ф) на 10-15% меньше, чем из стали 08кп. Для многих деталей, в том числе для дисковых колёс (10Ю А); обода колеса, лонжеронов рамы, различных кузовных деталей. Поставляется в листах толщ иной 0,7-2,5 мм.

18ЮТ

Для штампосварных и несварных металлоконструкций, замкнутых сварных профилей и труб с малым радиусом гибки. Применяется в автостроении, сельхозмашиностроении, в том числе для лонжеронов. Обладает повышенным сопротивлением усталости. Поставляется в листах толщиной 2,5-8,0 мм.

Штампуемые стали (общие данные)

Для холодной штамповки востребованы низкоуглеродистые стали, содержание C (углерода) в которых не превышает 0,2%, марганца – 0,4%, количество азота, кислорода и водорода минимально. Наиболее популярная марка – 08 кп/сп/пс. Также применяются «черные» углеродистые стали – 05 кп, 10, 15, 20, Ст 1, Ст 3.

Для изготовления высокопрочных изделий применяют низколегированные стали – 03ХГЮ, 06ХГСЮ, 12ХМ, 06Г2СЮ. В качестве легирующих элементов они содержат марганец, кремний, хром, небольшие добавки алюминия и вольфрама.

Нержавеющие стали по процентному соотношению хрома и никеля делят на следующие группы:

Хром – 16-18%, никель – 6-8%. Эти стали применяют при производстве высоконагруженных изделий. Для изготовления штампованной продукции не рекомендуются.

Хром – 17-18%, никель – 10-12%. Для этой стали характерна высокая пластичность, поэтому она может применяться для глубокой вытяжки.

При добавлении титана и ниобия снижается пластичность, для компенсации этого явления повышают содержание никеля.

Согласно п. 3.1 ГОСТ 9045-93 стальной прокат подразделяют:
- по видам продукции: листы, рулоны;
- по нормируемым характеристикам на категории: 1, 2, 3, 4, 5;
- по качеству отделки поверхности на группы: особо высокой отделки - I*,
высокой отделки - II, повышенной отделки - III (IIIа, IIIб);
- по способности к вытяжке (прокат толщиной до 2 мм): весьма особо сложной - ВОСВ*, ВОСВ-Т**, особо сложной - ОСВ, сложной - СВ, весьма глубокой - ВГ.

* По требованию потребителя.
** По требованию потребителя с повышенными технологическими свойствами.

3.2 В части сортамента прокат должен соответствовать требованиям ГОСТ 19904-90 «Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент».

3.3 Схема условных обозначений проката приведена в приложении 1 (ГОСТ 9045-93) .

Согласно п. 4.2.1 прокат с регламентированным химическим составом изготовляют из низкоуглеродистых качественных сталей марок:
- 08Ю - способность к вытяжке ВОСВ, ВОСВ-Т, ОСВ, СВ;
- 08кп, 08пс - способность к вытяжке ВГ.
Допускается изготовление проката способности к вытяжке ВГ из стали марки 08Ю.

Марки стали согласно п. 4 ГОСТ 10702-2016:

Согласно п. 4.1 ГОСТ 10702-2016 п рокат изготовляют из стали:
- нелегированной марок: 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 15кп, 15пс, 15, 15Г, 20кп, 20пс, 20, 20Г, 20Г2, 25, 30, 35, 35Г2, 40, 40Г, 40Г2, 45, 45Г, 50;
- легированной марок: 12ХН, 12ХН3А, 15Х, 15ХМ, 15ХФ, 15ХГНМ, 16ХСН, 18Х2Н4МА, 19ХГН, 20Х, 20ХГСА, 20ХГНМ, 25Х2Н4МА (25Х2Н4ВА), 30Х, 30ХМА, 30ХГСА, 30ХН2МФА, 35Х, 35ХГСА, 38ХА, 38ХС, 38ХГНМ, 40Х, 40ХН, 40ХН2МА, 45Х, 50ХН;
- легированной борсодержащей марок: 12Г1РА (12Г1Р), 20Г1Р, 20Г1РА (20Г2Р), 30Г1РА (30Г1Р).

4.2 Химический состав стали должен соответствовать:
- марок 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 15кп, 15пс, 15, 15Г, 20кп, 20пс, 20, 20Г, 25, 30, 35, 35Г2, 40, 40Г, 40Г2, 45, 45Г, 50 — требованиям ГОСТ 1050-2013 «Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия (с Поправкой)» со следующими изменениями.
Массовая доля кремния (Si) должна быть, %, не более:
0,03 - для стали марки 10кп;
0,20 - для стали марок 25, 30, 35, 40 и 45;
0,10 - для стали марок 08пс, 10пс, 15пс и 20пс.
Массовая доля марганца (Mn) в стали марок 25, 30, 35, 40 и 45 должна быть не более 0,60%.
В стали марок 10, 15, 20 допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца (Mn) до 0,20%;
Для марок 12ХН3А, 15Х, 15ХМ, 15ХФ, 18Х2Н4МА, 20Х, 20ХГСА, 20ХГНМ, 25Х2Н4МА (25Х2Н4ВА), 30Х, 30ХМА, 30ХГСА, 30ХН2МФА, 35Х, 35ХГСА, 38ХА, 38ХС, 40Х, 40ХН, 40ХН2МА, 45Х, 50ХН — требованиям ГОСТ 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия» со следующими изменениями.
Массовая доля кремния (Si) в стали марок 15Х, 15ХФ, 20Х, 30Х, 30ХМА, 35Х, 40Х, 40ХН, 45Х должна быть не более 0,20%.
Массовая доля марганца (Mn) в стали марок 15Х, 20Х и 30Х должна быть не более 0,60%;
- марок 12ХН, 15ХГНМ, 16ХСН, 19ХГН, 20Г2, 38ХГНМ - таблице 1 ГОСТ 10702-2016 ;
- борсодержащей марок 12Г1РА (12Г1Р), 20Г1Р, 20Г1РА (20Г2Р), 30Г1РА (30Г1Р) - таблице 2 ГОСТ 10702-2016 .

Таблица 4 ( ГОСТ 10702-20160) - Твердость проката, поставляемого без термической обработки или в нагартованном состоянии

Твердость НВ, не более

Прокат горячекатаный, горячекатаный со специальной отделкой поверхности и горячекалиброванный

Прокат нагартованный калиброванный и калиброванный со специальной отделкой поверхности

Стали для холодной штамповки

Холодная штамповка является одним из основных видов ОМД.

К ним относятся вытяжка, формовка, обтяжка, гибка и др. Наиболее часто применяемой операцией холодной штамповки является вытяжка.

Вытяжка — холодная пластическая деформация, при которой из листовой заготовки получается объемная деталь сложной формы.

Основными требованиями к сталям, предназначенным для холодной штамповки, являются:

- хорошая штампуемость, т.е. способность пластически деформироваться в холодном состоянии.

- высокое качество поверхности после деформации.

Эти требования обеспечиваются механическими свойствами и структурой стали.

Требования по механическим свойствам включают в себя минимальную твердость (обычно не более 45HRВ) и максимальную пластичность. Способность к пластической деформации оценивается относительным удлинением и отношением предела текучести к пределу прочности. Этот показатель называют числом текучести. Хорошая штампуемость наблюдается в сталях с числом текучести σ_т/σ_в = 0,5-0,6и δ = 33 – 45%.

Требования к структуре включают в себя:

1.Среднее зерно феррита.

2.Мелкие выделения зернистого перлита.

3.Отсутствие карбидной сетки цементита третичного по границам зерен.

4.Отсутствие полосчатости структуры.

Сталь должна иметь среднее зерно (средний бал зерна 6-8 мм). Мелкое зерно не желательно, т.к. вызывает повышенную жесткость листа и, следовательно, быстрый износ штампов. Крупное зерно не желательно, т.к. ухудшает качество поверхности после штамповки. На поверхности появляются шероховатость, которую называют апельсиновой коркой. Особенно нежелательно иметь в сталях для холодной штамповки разнозернистость. При деформации такой стали в первую очередь растягиваются крупные зерна, как более пластичные, и в этих местах затем появляются мелкие трещины и надрывы, что является непоправимым браком.

Цементит в сталях для холодной штамповки должен иметь округлую форму, т.е. быть сферическим. Это обеспечивает наилучшую штампуемость. Недопустимо в таких сталях образование цементитной сетки по границам зерен, т.к. это приводит к резкому снижению пластичности. Нежелателен также мелкий сорбитообразный перлит, т.к. это резко повышает жесткость и упругость листа.

Полосчатость структуры и текстура прокатки также нежелательна т.к. вызывают неоднородность деформации по разным направлениям и на штамповках появляются фестоны (рис. 13).

А б

Рис.13. Различие свойств по разным направлениям (а) в листе

и фестоны после штамповки (б)

Наиболее часто для холодной штамповки применяют углеродистые стали с содержанием углерода 0,05 — 0,2%, Mn ≤ 0,4% и минимальным содержанием газов N, O₂, H₂. Например, 05кп, 08кп, 08пс, 08сп, 10, 15, 20, Ст. 1 — Ст. 3.

Основной маркой стали для холодной штамповки является сталь 08кп. Она отличается наилучшей пластичностью и минимальной стоимостью. Однако недостатком этой стали является повышенная газонасыщенность. Повышенное содержание газов вызывает склонность этой стали к деформационному старению.

Деформационное старение это повышение предела текучести стали вызванное накапливанием атомов N₂ и О₂ вокруг дислокаций. Создание таких атмосфер атомов называют атмосферами котрелла.

Рис. 14. Диаграммы растяжения для стали склонной к деформационному

старению (а) и нестареющей (б).

Они блокируют перемещение дислокации и требуют большего усилия для начала пластической деформации. После отрыва дислокаций напряженность сдвига понижается и пластическая деформация облегчается. В результате на кривой растяжения появляется пик на площадке текучести (рис.14).

Отрыв дислокаций от атмосфер примесных атомов проходит неравномерно. В результате объем металла начинает деформироваться по плоскостям наиболее благоприятно ориентированным по отношению к действующей нагрузке. Такая преимущественная деформация проявляется в виде появления линий скольжения на поверхности металла. Сетка таких линий выглядит как царапины и снижает качество поверхности, что является дефектом для деталей после холодной штамповки. Для устранения этого дефекта применяется предварительная деформация металла в прокатных валках с обжатием 2%. Она называется дрессировка. Малая пластическая деформация вызывает отрыв дислокаций от атмосфер примесных атомов и последующая штамповка уже не вызывает появлений скольжения. Однако эффект от дрессировки сохраняется от 10 до 12 дней.

Основные марки стали, применяемые для холодной штамповки

Предел прочности МПА	Относительное удлинение, %
Марка	Примечание
Ст.2-Ст3 08кп 08пс, 10кп 15кп 15, 20кп	340-420 280-390 280-420 300-440 320-460 340-480 350-510 400-550	26 - 31 30—34 28—32 28—30 27—29 25—27 24—26 23—24	Группы вытяжки Н, Г, ВГ
08кп 08Фкп 08Ю	260—330 260—340	42 - 44	СВ, ОСВ СВСВ

Устранить склонность стали к деформационному старению можно введением в нее алюминия или ванадия в процессе получения. Малые добавки этих элементов в количестве 0,02 — 0,05% связывают атомы азота в нитриды. В результате диффузия атомов азота блокируется. Такая сталь называется нестареющей, например 08Ю, 08Ф, 08ЮА, 08ГСЮТ, 08ГСЮФ.

Для обеспечения высокой пластичности стали для холодной штамповки, основным видом термообработки для нее является отжиг на рекристаллизацию. Стальной лист после холодной прокатки обладает повышенной прочностью, в результате наклепа и для его устранения применяют отжиг при температуре 660 — 680ºС. Отжиг применяют для стали в рулонах либо для пачек нарезанных листов. Продолжительность такого отжига определяется массой рулона и составляет 10-20 час. Для того чтобы получить после такого отжига среднее зерно необходимо, чтобы предшествующая деформация составляла 30-40%. При малой деформации возможно появление крупно зернистости. А при большой степени деформации возможно образование текстуры.

Для штамповки изделий, требующих повышенной прочности, применяют низколегированные «двухфазные стали» со структурой, ‘состоящей из высоко-пластичной ферритной матрицы и упрочняющей фазы мартенсита или бейнита в количестве 20—30 %. Такие стали называют двухфазными ферритно-мартенситными (ДФМС). Для получения такой структуры в сталь добавляют легирующие элементы и проводят перед штамповкой предварительную, упрочняющую термообработку. В качестве основных легирующих элементов вводят Mn – 1,4-2%,Si от 0,5 до 1,5%, Cr – до 08 - 1%, Mo - до 0,2-0,4%, а так же небольшие добавки Al и W. Количество углерода в этих сталях 0,03-0,06%.

Типовые марки сталей:

Для создания необходимой структуры стали при её производстве проводят ускоренное охлаждение после горячей прокатки, либо дополнительно нагревают и охлаждают сталь с температурой превышающей точку А_1, но ниже точки А₃.. По своей сути такая термообработка называется неполной закалкой. В результате структура такой стали состоит из 70% феррита и 30% мартенсита. Феррит обеспечивает высокую пластичность, хорошую штампуемость, а мартенсит повышенную прочность. В процессе штамповки деформация сосредотачивается в зернах феррита, и повышенная степень наклепа увеличивает прочность готового изделия. После штамповки предел прочности такой стали в 1,3÷1,5раза превышает предел прочности обычных углеродистых сталей. Дополнительный отпуск не требуется.

Листовая сталь для холодной штамповки

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

ПРОКАТ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ ГОРЯЧЕКАТАНЫЙ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ИЗ НЕЛЕГИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ КАЧЕСТВЕННОЙ СТАЛИ

Hot-rolled plates of nonalloyed structural quality steel for cold stamping. Specifications

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "ЦНИИчермет им.И.П.Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им.И.П.Бардина")

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 июня 2017 г. N 100-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на горячекатаный толстолистовой прокат, изготовляемый в листах и рулонах из нелегированной конструкционной качественной стали, предназначенный для холодной штамповки.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 162-90 Штангенглубиномеры. Технические условия

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 1763-68 (ИСО 3887-77) Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя

ГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°. Технические условия

ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна

ГОСТ 5640-68 Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и ленты

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 7564-97 Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 12359-99 (ИСО 4945-77) Стали углеродистые, легированные и высоколегированные. Методы определения азота

ГОСТ 14019-2003 (ИСО 7438:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб

ГОСТ 14637-89 (ИСО 4995-78) Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия

ГОСТ 17745-90 Стали и сплавы. Методы определения газов

ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа

ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент

ГОСТ 21014-88 Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности

ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита

ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы

ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора

ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния

ГОСТ 22536.5-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца

ГОСТ 22536.6-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения мышьяка

ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома

ГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля

ГОСТ 22536.10-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения алюминия

ГОСТ 22727-88 Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля

ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 30415-96 Сталь. Неразрушающий контроль механических свойств и микроструктуры металлопродукции магнитным методом

В Российской Федерации можно использовать ГОСТ Р 50779.10-2000 (ИСО 3534-1-93) "Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения", ГОСТ Р 50779.11-2000 (ИСО 3534-2-93) "Статистические методы. Статистическое управление качеством. Термины и определения" и ОСТ 14-1-34-90 "Статистический приемочной контроль качества металлопродукции по корреляционной связи между параметрами".

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Марки стали и классификация

3.1 Прокат изготовляют из стали марок: 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 15кп, 15пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25пс, 25, 30, 35, 40, 08Ю, 08ЮА, 10ЮА, 15ЮА, 20ЮА.

Металл для листовой штамповки

Хорошо штампуются также листы с зернами феррита 5— 6-го балла, но поверхность отштампованных деталей часто получается шероховатая (табл. 29).

Крупное зерно само по себе не ухудшает штампуемость, так как и крупнозернистый металл обладает достаточно высокой пластичностью, но поверхность отштампованной детали получается хуже, так как она приобретает вид так называемой «апельсинной корки».

Малоуглеродистая конструкционная листовая сталь весьма глубокой и глубокой вытяжки поставляется с величиной зерна, приведенной в таблице 30.

Неравномерность зерна допускается для группы ВГ в пределах двух смежных номеров, для группы Г — в пределах трех смежных номеров.

Сталь тонколистовая холоднокатаная малоуглеродистая, применяемая для холодной штамповки сложных по вытяжке деталей автомобильных кузовов категории ОСВ и СВ (ГОСТ 9045-59), проверяется в состоянии поставки также на микроструктуру. Она должна иметь зерно в пределах баллов № 6, 7, 8 по ГОСТу 5639-51, причем смешанное зерно допускается в пределах двух смежных баллов.

Структура металла должна быть, как правило, с равноосными и равномерными по величине зернами по той причине, что наличие в стали неравноосной структуры с различными по величине зернами при штамповке может привести к разрывам, так как пластическая деформация будет происходить неравномерно: раньше будут деформироваться крупные и неравноосные зерна, а затем мелкие.

Неравноосность зерен в листах стали марки 08Ю не снижает пластических свойств за счет образования так называемой «оладьеобразной» структуры, когда зерна вытянуты вдоль поверхности листов. Такая форма зерен может допускаться в металле, предназначаемом для особо сложных вытяжек.

В том случае, если в структуре содержатся крупные выделения цементита, вытяжка ухудшается, так как в местах скоплений цементита нарушается сплошность металла при деформации. В этих местах концентрируются напряжения при деформировании, что приводит к браку по разрывам.

Поскольку структурно-свободный цементит ухудшает вытяжку стали, ограничивается его величина для холоднокатаных сталей групп ВГ и Г марок 05кп, 08кп, 08пс, 10кп и 10 в пределах баллов 0, 1, 2 и 3-го по ГОСТу 5640-51, а для сталей категорий ОСВ и СВ марок 08кп, 08Фкп и 08Ю — в пределах 0, 1 и 2-го балла.

При медленном охлаждении после горячей прокатки в металле образуются крупные скопления цементита, особенно в случае высокой температуры конца прокатки. При последующей прокатке эти скопления раздробляются и вытягиваются в цепочки, которые невозможно разрушить рекристаллизационным отжигом. Такая полосчатость структуры недопустима, так как она приводит к анизотропии механических свойств: свойства листа хуже в поперечном направлении, чем в продольном.

Для листов группы ВГ из стали марок 15кп, 15 допускается полосчатость в пределах баллов 1, 2 и 3-го шкалы № 3, а для листов из стали марок 20кп, 20 — баллов 1, 2 и 3-го шкалы № 4 (ГОСТ 5640-51).

Недопустимо выпадение цементита по границам зерен, имеющее место при отжиге стали в случае нагрева выше точки Ac₁.

Чрезвычайно большое значение имеет присутствие в металле атомарного азота и углерода. Наличие даже незначи

тельных примесей их, не связанных в нитриды и карбиды, приводит к интенсивному старению дрессированного металла и соответственному ухудшению штампуемости.

Требования к поверхности листов

Поверхность листов, предназначенных для штамповки изделий глубокой вытяжки и идущих на облицовку различных машин, должна быть совершенно чистой и гладкой. Поверхность листов должна быть глянцевой или матовой.

Не допускаются плены, царапины, раковины, пузыри, закаты, надавы от валков, разрывы, расслоения и тому подобные дефекты. На поверхности не должны быть окалина, ржавчина, цвета побежалости или неметаллические включения.

Листы как горячекатаные, так и холоднокатаные групп вытяжки ВГ, Г и Н в зависимости от состояния поверхности подразделяются на четыре, группы: первую, вторую, третью и четвертую. Причем холоднокатаные листы относятся к первым трем группам (табл. 31), а горячекатаные — к третьей и четвертой (табл. 11).

Тонколистовая сталь для автомобильных кузовов, применяемая для штамповки сложных по вытяжке деталей (категорий ОСВ и СВ марок 08кп, 08Фкп, 08Ю), по качеству поверхности разделяется на две группы отделки:

I группа отделки — поверхностные дефекты не допускаются на лицевой стороне. На обратной допускаются в пределах 1/4 абсолютных величин, допускаемых по толщине отклонений, общая легкая рябизна и неглубокие царапины.

II группа отделки — на лицевой стороне могут допускаться общая легкая рябизна и мелкие царапины. На обратной стороне допускаются общая рябизна, поры и раковины, царапины и надавы от валков в пределах половины допуска от толщины листа (ГОСТ 9045-59).

На поверхности отштампованных деталей не должны появляться линии текучести (Людерса) или линии надлома (выпуклые линии или полосы).

Требования к размерам листов

Качественные штамповки в серийном производстве можно получать только из листов равной толщины и равных размеров по длине и ширине. Отклонения, особенно по толщине листов, должны быть минимальными.

Наиболее важно иметь заготовки с небольшой разнотолщинностью при работе на штампах двойного действия, наиболее часто применяемых при изготовлении сложных деталей глубокой вытяжки.

В этом случае штамп, настроенный на максимальную толщину при работе с более тонким металлом, дает брак по морщинам, так как эффективность торможения металла в прижиме снижается, а штамп, настроенный на минимальную толщину при работе с завышенной толщиной металла, даст брак по разрывам, так как лист под прижимом защемляется и скольжение его затрудняется.

Поскольку получать листы ровной толщины практически невозможно вследствие воздействия при прокатке большого числа переменных факторов — температуры, трения, профилировки валков, выработки валков и т. п., допускаются отклонения по толщине листов, предназначаемых для листовой штамповки в пределах, указанных в таблице 32.

Читайте также: