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）
化学成分（质量分数 %） C ≤0.08 0.05～0.11 0.05～0.12 0.07～0.14 0.12～0.19 0.17～0.24 Si ≤0.03 Mn 0.35～0.45 0.25～0.50 0.35～0.65 0.35～0.65 0.35～0.65 0.35～0.65 P ≤S ≤Ni ≤Cr ≤Cu ≤Al 0.02～0.07 钢板 08Al 0.020 0.03 0.01 0.03 0.15 ≤≤≤≤≤08F ≤0.03 0.17～0.37 0.17～0.37 0.17～0.37 0.17～0.37 0.040 0.04 0.25 0.10 0.25 ≤≤≤≤≤— 08 0.035 0.04 0.25 0.10 0.25 ≤≤≤≤≤— 10 0.035 0.04 0.25 0.15 0.25 ≤≤≤≤≤— 15 0.040 0.04 0.25 0.25 0.25 ≤≤≤≤≤— 20 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FeC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FeC出现于晶界时，对冲压性能的不利影响更大 Si Mn P S 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 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 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 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 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Al 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 号 及 拉 深 级 别 钢板状态 冷轧 ZF HF 08Al F 05F，8F，10F 6，7，8，9或“饼形” Z 08b，15F，20F，08，10，15，20 6，7，8，9 S 05F，08F，10F，15F，20F，08b，08，10，15，20 5，6，7，8，9 6，7，8或“饼形” 6，7，8 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 ZF HF 厚度/mm /MPa /MPa /（%） 不 小 于 全部 全部 >1.2 1.2 <1.2 260～330 260～340 260～350 260～350 260～350 280～370 200 210 220 220 240 — — — — — — — — — — — — — — — 44 42 39 42 42 34 32 30 32 30 28 30 29 28 27 26 25 26 25 24 0.66 0.70 — — — — — — — — — — — — — — — — — — 08Al F Z 08F S P Z ≤4 280～390 280～390 280～400 08 S P Z ≤4 280～420 280～420 300～420 10 S P Z ≤4 300～440 300～440 340～460 15 S P Z ≤4 360～480 360～480 360～500 20 S P ≤4 360～510 360～510 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 08A1 钢号及级别 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 9.3 9.6 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 8.4 8.9 9.2 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 — — — — — — — — — — 10.3 10.1 10.6 10.5 10.8 10.7 11.2 10.8 11.3 11.0 11.5 11.2 11.7 11.3 11.8 11.4 12.0 11.6 — — — — — 11.8 12.0 12.1 12.2 12.3 10.0 9.5 10.3 9.9 10.5 10.1 10.8 10.4 11.0 10.6 11.2 10.8 11.3 11.0 11.5 11.2 11.6 11.4 11.8 11.6 11.9 11.7 12.0 11.8 12.1 11.9 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 DT1 .025 DT2 DT3 D11、D12 D21、D31 电工硅钢 D32、D370 D310~340 S41~48 Q195 普通碳素钢 Q215 未经退火的 270~340 335~410 26~31 215 已退火的 260~320 315~390 28~33 195 190 230 26 已退火的 180 230 26 工用工业纯铁Q235 Q255 Q275 08F 10F 15F 碳素工具钢 08 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 碳素工具钢 优质碳素钢 65Mn 25CrMnSiA 25CrMnSi 合金结构钢 30CrMnSiA 30CrMnSi 优质弹簧钢 60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA 1Cr13 2Cr13 不锈钢 3Cr13 4Cr13 已退火的 冷作硬化的 已低温退火的 已低温退火的 T7~T12 T7A~T12A T8A 10Mn 已退火的 已退火的 冷作硬化的 已正火的 已退火的 310~380 340~420 400~500 220~310 260~360 220~340 260~340 250~370 270~380 280~400 320~440 360~480 400~520 420~540 440~560 440~580 550 550 600 600 600 600~950 320~460 600 400~560 375~460 410~510 490~610 280~390 330~450 280~420 300~440 320~460 340~480 360~510 400~550 450~600 500~650 520~670 550~700 550~730 670 700 730 760 750 750~1200 400~580 750 500~700 21~26 19~24 15~20 32 32 30 29 28 26 35 34 22 20 18 16 14 43 12 10 9 10 — 22 12 18 235 255 275 180 200 190 210 — 280 250 280 300 320 340 360 380 390 410 420 430 — — 230 400 950 1450 850 1200 1400 1600 420 450 480 500 190000 198000 202000 21000 202000 201000 201000 213500 204000 220000 — 208000 — 210000 — — 211000 21000 — 440~6000 720 640~960 320~380 320~400 400~480 400~480 550~750 900 800~1200 400~470 400~500 500~600 500~600 16 10 10 21 20 18 15 — 200000 — 210000 210000 210000 210000