材料力学特性.doc

1、第二节 冲压常用材料的化学成分和力学性能一 、 黑 色 金 属二 、 有 色 金 属三 、 非 金 属一 、 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 844 所 示 。表 844 深 拉 深 冷 轧 薄 钢 板 的 化 学 成 分 （ GB/T52131985 和GB/T7101991）化学成分（质量分数 %）钢板C Si Mn P S Ni Cr Cu Al08Al

2、 0.08 0.030.350.450.0200.030.010.030.150.020.0708F0.050.11 0.030.250.500.0400.040.250.100.25 080.050.120.170.370.350.650.0350.040.250.100.25 100.070.140.170.370.350.650.0350.040.250.150.25 150.120.190.170.370.350.650.0400.040.250.250.25 200.170.240.170.370.350.650.0400.040.250.250.25 （ 2） 影 响 钢 板 冲

3、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

4、 覆 盖 件 的 拉 深 。1） 08 钢 中 主 要 元 素 对 冲 压 性 能 的 影 响 （ 表 845）表 845 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

5、，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 =（0.030.05）%2） 深 拉 深 冷 轧 薄 板 铁 素 体 晶 粒 度 的 标 准 （ 表 846）表 846 深 拉 深 冷 轧 薄 钢 板 铁 素 体 晶 粒 级 别钢 号 及 拉 深 级 别ZF HF F Z S钢板状态08Al 05F，8F，10F08b，15F，20F，08，10，15，2005F，08F，1

6、0F，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 5，6，7，8，91)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 847）表 847 深 拉 深 冷 轧 薄 钢 板

7、的 力 学 性 能 （ GB/T52131985 和GB/T7101991）/MPa /（%）钢号 级别 厚度/mm /MPa不 小 于08AlZFHFF全部全部1.21.20.025DT1DT2DT3已退火的 180 230 26 电工硅钢D11、D12D21、D31D32、D370D310340S4148已退火的190 230 26 Q195 260320 315390 2833 195普通碳素钢Q215未经退火的270340 335410 2631 215Q235 310380 375460 2126 235Q255 340420 410510 1924 255Q275 400500 4

8、90610 1520 27508F 220310 280390 32 180 10F 260360 330450 32 200 19000015F 220340 280420 30 190 08 260340 300440 29 210 19800010 250370 320460 28 碳素工具钢15已退火的270380 340480 26 280 20200020 280400 360510 35 250 2100025 320440 400550 34 280 20200030 360480 450600 22 300 20100035 400520 500650 20 320 2010

9、0040 420540 520670 18 340 21350045440560 550700 16 360 20400050 440580 550730 14 380 22000055 550 670 43 390 60 550 700 12 410 20800065 600 730 10 420 70已正火的600 760 9 430 210000T7T12T7AT12A已退火的 600 750 10 碳素工具钢T8A 冷作硬化的 600950 7501200 10Mn 320460 400580 22 230 211000优质碳素钢65Mn已退火的600 750 12 400 21000

10、25CrMnSiA25CrMnSi400560 500700 18 950 合金结构钢30CrMnSiA30CrMnSi已低温退火的4406000 550750 161450850已低温退火的 720 900 10 1200 200000 优质弹簧钢60Si2Mn60Si2MnA65SiWA冷作硬化的 640960 8001200 10 140016001Cr13 320380 400470 21 420 2100002Cr13 320400 400500 20 450 2100003Cr13 400480 500600 18 480 210000不锈钢4Cr13已退火的400480 5006

11、00 15 500 210000经过热处理的 460520 580640 35 200 2000001Cr18Ni192Cr18Ni19 已碾压冷作硬化的 800880 10001100 38 220 2000001Cr18Ni9Ti 热处理退软的 430550 540700 40 200 200000（ 2） 钢 在 加 热 时 的 抗 剪 强 度 （ 表 850）表 850 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 851 普 通 碳 素 钢 冷 弯 试 验 指 标 （ GB7001988）冷弯

12、试验 B=2a180钢材厚度或直径/mm备注60 60100 100200 牌号 试样方 向弯心直径 d 纵 0Q195 横0.5a 纵 0.5a 1.5a 2aQ215 横a 2a 2.5a纵 a 2a 2.5aQ235 横1.5a 2.5a 3aQ255 2a 3a 3.5aQ275 3a 4a 4.5a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注 ： B试 样 宽 度二 、 有 色 金 属 有 色 金 属 的 力 学 性 能 （ 表 852）表 852 有 色 金 属 的 力 学 性 能材料名称 牌 号 材料状态 抗剪强度/MPa抗拉强度

13、/MPa伸长率/(%)屈服点/MPa弹性模量 E/MPa已退火 80 75110 25 5080铝 1070A,1050A 1200 冷作硬化 100 120150 4 120240 72000已退火 70100 110145 19 50铝锰合金 3A21半冷作硬化 100140 155200 13 13071000已退火 130160 180230 100铝镁合金铝镁铜合金 SA02 半冷作硬化 160200 230280 210 70000已退火 170 250 高强度铝镁铜合金 7A04 淬硬并经人工时效 350 500460 70000已退火 120140 170190 35 98 4

14、3600已退火 170190 220230 1224 140镁锰合金 MB1MB8冷作硬化 190200 240250 810 16040000已退火 105150 150215 12 淬硬并经自然时效 280310 400440 15 368硬铝 2Al12淬硬后冷作硬化 280320 400460 10 34072000软 160 200 30 70 108000纯铜 T1、T2、T3硬 240 300 3 380 130000软 260 300 35 380 100000半硬 300 380 20 200 黄铜 H62硬 420 420 10 480 软 240 300 40 100半硬

15、 280 350 25 110000黄铜 H68硬 400 400 15 250 115000软 300 350 25 142 93000铅黄铜 HPb59-1硬 400 450 5 420 105000软 340 390 25 170半硬 400 450 15锰黄铜 HMn58-2硬 520 600 5100000软 260 300 38 140硬 480 550 35 100000锡磷青铜锡锌青铜QSn4-4-2.5QSn4-3特硬 500 650 12 546 124000退火 520 600 10 186 铝青铜 QAl17不退火 560 650 5 250 115000130000软

16、 360 450 18 300 92000铝锰青铜 QAl9-2硬 480 600 5 500 软 280300 350380 4045 239 120000硬 480520 600650 35 540 硅锰青铜 QBi3-1特硬 560600 700750 12 软 240480 300600 30 250350 117000铍青铜 QBe2硬 520 660 2 1280 132000141000软 240 300 25白铜 B19硬 360 450 3 软 280 350 35 207 硬 400 550 486 126000140000锌白铜 BZn15-20特硬 520 6501 软

17、 350 400 35 70 镍 Ni-3Ni-5硬 470 550 2 210 210000230000软 300 350 35硬 480 550 1德银 BZn15-20特硬 560 650 1 锌 Zn-3Zn-6 120200 140230 40 75 80000130000铅 Pb-3Pb-6 2030 2540 4050 510 1500017000锡 Sn1Sn4 3040 4050 12 4150055000TA2 360480 450600 2530TA3 440600 550750 2025 钛合金TA5退火640680 800850 15 800900 104000MB1

18、 120140 170190 35 120 40000MB8冷态150180 230240 1415 220 41000MB1 3050 3050 5052 40000镁合金MB8预热300 5070 5070 5862 41000银 180 50 30 81000可伐合金 Ni29Co18 400500 500600 软 400600 康铜 BMn40-1.5硬 650 已退火 720 0 700 312000钨 未退火 1491 14 800 380000已退火 2030 1400 2025 385 280000钼 未退火 3234 1600 25 595 300000三 、 非 金 属

19、（ 1） 非 金 属 材 料 的 极 限 抗 剪 强 度 （ 表 853）表 853 非 金 属 材 料 的 极 限 抗 剪 强 度 （ 单 位 ： MPa）极限抗剪强度 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100130901001201401301501101301802101640407010013090100407030402040708060803040406068140200120180160185

20、1602201402002102402080140200120180601004080203090100100130508010030504555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4510306050801201503050601001401804045（ 2） 非 金 属 材 料 加 热 时 的 抗 剪 强 度 （ 表 854）表 854 非 金 属 材 料 加 热 时 的 抗 剪 强 度抗剪强度 /MPa孔的直径/mm材料 温度/13 35 510 10纸胶板22701001051301471771181371081271181479811898108981088898

21、8898981089388布胶板 22801001271479811811812778108103118889888986978玻璃布胶板 2280100157181119137147152113118147108391278898玻璃纤维丝胶板 22801001371579811812713788108118127886939有机玻璃 227080889859787888696978496939聚氯乙烯塑料 22100118127597898108495949883949597839赛璐咯 22707898496978395964345929注 ： 表 列 抗 剪 强 度 用 于 普 通 凸 模 冲 裁 时的 计 算 值 。