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“软钢”究竟有多软

“软钢”究竟有多软?What is MILD STEEL?

前言:软钢(MILD STEEL)这个叫法在钢铁行业里屡见不鲜,国际贸易的初期询单中也常见MILD STEEL的叫法。


但是什么是软钢呢?恐怕大多数人都说不清楚。


这个问题也曾困惑我们技术团队很长时间,百度上解释一大把,但是都没有出处,而且自相矛盾,可靠性也就不言而喻了。




最近偶然翻到一份权威资料,是美国金属学会(ASM)J.R. Davis等人编著出版的,书名为《Alloying : understanding the basics》,终于找到了关于软钢的权威说法,特把它摘出来,分享给各位业内朋友。


软钢(mild steel):是指含碳量0.15%~0.30%,Mn含量不大于0.75%的一种低碳钢。


这么一句话的解释可能还是不容易理解的,我们系统地梳理下钢的分类。


SAE/AISI定义的钢的分类

(简洁就是美,我们先看图)



软钢是碳素钢中低碳钢里组别二中的一个分类。


首先,我们要看看,什么是碳素钢?


按照SAE/AISI的定义,碳素钢(Carbon Steel)是指:

1、对Cr,Co,Nb,Mo,Ni,Ti,W,V或Zr没有最小含量的规定以获得所需的合金效应;

2、或规定的最小Cu含量不大于0.40%;或指Mn含量不大于1.65%,Si含量不大于0.60%,Cu含量不大于0.60%,(总合金含量不大于2.0%)的钢。


碳素钢的分类


通常,碳素钢可分为4类:

① 低碳钢(碳含量不大于0.30%)

② 中碳钢(碳含量为0.30%~0.60%),

③ 高碳钢(碳含量为0.60%~1.00%),

④ 易切削钢。


碳素钢的性能和加工处理特点主要取决于碳和锰的含量,以及钢的纯净度。

 

低碳钢的分类


低碳钢根据碳含量的不同,可分成两组:


第一组别是指碳含量小于0.15%的低碳钢;

第二组别是指碳含量为0.15%~0.30%的低碳钢。


软钢(Mild Steel)归属于第二组别中的一个分类,也即指含碳量0.15%~0.30%,Mn含量不大于0.75%的这一个分类


低碳钢这两个分组的特点


第一组别(C<0.15%)

也即碳含量较低的那一组


其屈服强度通常为205MPa~240 MPa,强度和硬度随着钢的C含量的增加和冷作加工硬化程度的增加而增加,强度的增加往往是以牺牲延展性或冷成形能力为代价的。


当主要是考虑钢的冷成形性能或冲压性能要求时,通常选择这个类别。


同时,又因为这一组别的冷轧板,通常具有优良的表面质量,可用于汽车面板,家电面板等。


我们常见的一些汽车冲压用外板,宝钢企标的DC05,福特汽车的A12,日产汽车的SP121,菲亚特新版标准的CR03,本田汽车的JSC270F等都属于这一类钢。(虽然在一些标准中也将其称为MILD STEEL。)


第二组别(C:0.15%~0.30%

也即包含了软钢(Mild Steel)的那一组


与第一组低碳钢相比,第二组别低碳钢的强度和硬度增加,冷成形性能下降。考虑到其便于进行热处理的特征,通常称为渗碳或表面硬化钢级。


软钢(Mild Steel)属于其中低锰含量的一个分类,典型的牌号有我国国标中的20号钢。



需要特别说明的是,软钢(mild steel)是第二组别低碳钢中比较特殊的一支。软钢通常可焊接性较好,但由于存在一定的淬硬倾向,当锰含量较高、且截面较厚或接头拘束度较高的情况下,可能需要进行焊前预热处理。当焊接接头厚度大于25mm时,特别是当基板的含碳量超过0.22%时,需要将软钢预热到约40℃,并且焊接完成后,焊缝区域的应力释放热处理的温度大约为525℃~ 675℃。


拓展资料,偏专业,

感兴趣的朋友可以继续往下看


第一组别碳含量小于0.15%)的低碳钢,对晶粒长大敏感,并导致脆性,在冷成形后并在595℃和下相变温度(A1)之间加热时,此现象被称为应变时效脆性。如果已形成粗晶,可以通过热处理重新细化晶粒,即将钢加热到上相变温度(A3)温度以上,随后冷却。


简单说上文列举的汽车钢退火工艺不当容易导致粗晶缺陷,但重新退火可以改善。


对于以棒钢、线材形式供货的产品,其机加工性能可通过冷拔进行改善,通常认为这类钢适合焊接或钎焊,但其焊缝热影响区局部或整个零件可能会发生强度下降的现象。


第二组别(C:0.15%~0.30%)的这部分渗碳钢,它的使用选择取决于零件的特性及所需的性能以及处理的工艺。基板碳含量增加,淬火时可获得更高的芯部硬度,锰含量的增加有助有提高整个零件的淬透性和表面硬化性。

 

在这个组别的低碳钢中,中锰低碳钢(锰含量0.60%~ 1.00% )的机加工性能优于低锰低碳钢(0.30 %~0.60%)。


当进行渗碳处理时,该分类的牌号如SAE/AISI 1016,1018和 1019被广泛用于制造采用水淬工艺的零件,SAE/AISI 1022 和SAE/AISI 1500 系列适用于厚截面或采用油淬工艺的薄截面零件。对冷成形件或冷墩件,碳含量相同时,锰含量越低,成形性能越好。相对于低锰低碳钢,中锰低碳钢的特点是强度有所提升,适用于制作锻件。

 

通常,第二组别的低碳钢适合在渗碳前进行焊接或钎接,如果条件受限,必须在渗碳后才能进行焊接的话,在渗碳处理时,该待焊接区必须进行隔离保护以免于被渗碳。

另外的一种替代方法是,将渗碳后未淬硬的待焊接区,采用机加工的方法去除渗碳层。普通碳素钢渗碳的典型应用场景,是要求零件具有较硬的耐磨表面,但不需要增加零件芯部的力学性能。典型应用包括小的轴杆、活塞、低荷载齿轮等。 

 

资料来源:Alloying: Understanding the Basics,Editor: Joseph R. Davis,ASM International; 1 edition (December 1, 2001),ISBN: 978-0-87170-744-4


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