Стали 08пс, 08кп и 08Ю для штамповки: ГОСТ 9045, категории вытяжки, старение

Что покрывает ГОСТ 9045-93

Стандарт распространяется на тонколистовой холоднокатаный прокат из низкоуглеродистой качественной стали толщиной до 3,9 мм для холодной штамповки. Размеры и допуски листа и рулона — по ГОСТ 19904, требования к металлу — по ГОСТ 9045. Изменение № 1 введено в России с 01.07.2016. В стандарт включены требования ИСО 3574 к маркам CR3 и CR4 — в тексте они набраны курсивом.

Прокат делят:

• по нормируемым характеристикам — на категории 1–5: от контроля только лунки (категория 1) до полного набора — предел текучести, временное сопротивление, удлинение, твёрдость и лунка (категория 5);
• по отделке поверхности — на группы I (особо высокая, по требованию), II (высокая), III (повышенная, IIIа и IIIб);
• по способности к вытяжке (для толщины до 2 мм) — ВОСВ и ВОСВ-Т (весьма особо сложная), ОСВ (особо сложная), СВ (сложная), ВГ (весьма глубокая).

Названия обманчивы: ВГ — «весьма глубокая» — на деле самая простая категория в этом ряду, а ВОСВ-Т — самая требовательная.

Категории вытяжки: механические свойства

Нормы по таблицам 2 и 6 стандарта. Удлинение приведено для толщины от 0,7 до 1,5 мм; для других толщин в стандарте свои значения.

Растяжение испытывают на образцах с расчётной длиной 80 мм и шириной 20 мм (п. 6.2). Для ВОСВ, ВОСВ-Т, ОСВ и СВ на диаграмме растяжения не должно быть площадки текучести, а на образцах после испытания — полос-линий скольжения. По сути это проверка того, что на момент испытаний площадка текучести не вернулась.

Второй показатель штампуемости — глубина сферической лунки при выдавливании по Эриксену (ГОСТ 10510). Для толщины 1,0 мм норма не менее 11,2 мм для ВОСВ и ВОСВ-Т, 11,1 — для ОСВ, 10,8 — для СВ, 10,5 — для ВГ (таблицы 3 и 7). Для промежуточных толщин норму берут по ближайшей меньшей толщине из таблицы.

Пример. Лист 0,85 мм категории ОСВ: в таблице 3 ближайшая меньшая толщина — 0,8 мм, значит, лунка должна быть не менее 10,6 мм. Если в сертификате 10,4 мм — прокат соответствует только СВ (для 0,8 мм норма 10,4 мм).

Марки и химический состав

Если потребитель требует определённую марку (п. 4.2.1), состав по плавочному анализу должен соответствовать таблице 5:

Примечания к таблице: алюминий до 0,07 % допускается во всех марках без нижнего предела; углерод в 08Ю — до 0,08 %, в 08пс — до 0,10 %, если выполняются нормы механических свойств.

Индексы «кп» и «пс» обозначают степень раскисления: кипящая и полуспокойная сталь. «Ю» — алюминий. Марки 08кп и 08пс есть и в ГОСТ 1050-2013, но этот стандарт распространяется на них только в части химического состава — свойства листа под штамповку задаёт ГОСТ 9045. Та же 08Ю по ГОСТ 9045 разрешена ГОСТ 10705-80 для электросварных труб групп Б и В.

Почему лист стареет и зачем алюминий

Отожжённая низкоуглеродистая сталь при растяжении даёт площадку текучести: деформация идёт полосами, и на отштампованной детали появляются линии сдвига. Лист поэтому дрессируют — слегка обжимают после отжига, и площадка исчезает. Но со временем у такой стали может идти деформационное старение: площадка текучести возвращается, предел текучести растёт, удлинение падает.

ГОСТ 9045-93 учитывает это прямо:

• удлинение и лунку проката ВГ в дрессированном состоянии изготовитель гарантирует 10 суток с отгрузки (п. 4.1.10);
• для марок ИСО свойства по таблице 2а действуют 8 дней у CR3 и 6 месяцев у CR4 с момента готовности стали к поставке; CR4 стандарт называет сталью «особого раскисления (не стареющей)» (п. 4.1.10а, таблицы 2а и 4а);
• недрессированный прокат допускается по согласованию, но тогда полосы-линии скольжения разрешены, а предел текучести, лунка и удлинение не нормируются (п. 4.1.5).

08Ю — сталь, раскисленная алюминием. Стали такого типа обычно менее склонны к старению, чем кипящая и полуспокойная; сам ГОСТ 9045-93 механизм не описывает. Для вытяжки от СВ до ВОСВ-Т стандарт предусматривает только 08Ю, а 08кп и 08пс — лишь для ВГ (п. 4.2.1).

Как записать лист в заказе

Схема условного обозначения — в обязательном приложении 1. В числителе — сортамент по ГОСТ 19904: вид проката (лист или рулон), точность изготовления, плоскостность, характер кромки, размеры, номер стандарта. В знаменателе — требования ГОСТ 9045: категория, группа отделки поверхности, состояние поверхности (для группы I), способность к вытяжке, марка стали (если заказана по п. 4.2.1) и номер стандарта. Параметр, который не указан, выбирает изготовитель.

Если деталь не проверяли на штампуемость, требуйте категорию с нормированной лункой — 1, 3, 4 или 5 (по таблице 1 категория 2 лунку не нормирует). Учтите, что каждая категория допустима не для всех видов вытяжки: например, категория 1 — только для СВ и ВГ, 4 и 5 — для СВ, ОСВ, ВОСВ и ВОСВ-Т. Прокат, выпущенный без испытаний при условии штампуемости у потребителя, маркируют «IIIТ» (п. 4.3.1.1) — такой лист проверяете вы сами.

Приёмка. Партия по ГОСТ 9045-93 — прокат одной садки в печь или одного режима термообработки, одной категории вытяжки и одной толщины; если марка заказана по п. 4.2.1 — ещё и одной плавки (п. 5.1). В документе о качестве, кроме данных по ГОСТ 7566, указывают группу отделки поверхности, плоскостность и категорию. Для испытаний от партии отбирают два листа или один рулон (п. 5.3), образцы на выдавливание вырезают на всю ширину проката. Сверьте с заказом категорию вытяжки и дату отгрузки: от неё отсчитывается гарантийный срок свойств.

Приближённые аналоги по EN 10130

В Европе лист для холодной штамповки поставляют по EN 10130 — марки DC01, DC03, DC04 и другие. Нормы по данным производителя (Salzgitter Flachstahl), поперечные образцы, A80 — удлинение на базе 80 мм, как у образца по ГОСТ 9045:

Приближённо, по назначению: ВГ из 08кп и 08пс — DC01, СВ и ОСВ — DC03, ВОСВ из 08Ю — DC04. Это не эквивалентность марок: EN 10130 нормирует коэффициенты анизотропии r и упрочнения n, ГОСТ 9045 — лунку по Эриксену и отсутствие площадки текучести. Аналоги для других марок — в конвертере марок стали.

Где применяют и как выбрать категорию

• ВГ (08кп, 08пс) — неглубокие и плоские детали: кронштейны, накладки, крышки, детали после гибки и пробивки. Усилие вырубки и гибки для них посчитайте в калькуляторе усилия.
• СВ и ОСВ (08Ю) — детали с вытяжкой средней глубины: корпуса, стаканы, панели с рельефом.
• ВОСВ и ВОСВ-Т (08Ю) — глубокая вытяжка сложной формы за один-два перехода, где запас пластичности решает, будет ли разрыв.

Выбирают категорию по самой тяжёлой операции детали: коэффициенту вытяжки, радиусам и числу переходов. Как устроены вырубка, гибка и вытяжка, — в статье «Основы листовой штамповки». Если штамповка отлажена на одной категории, переход на более простую ради цены проверяйте пробной партией: разница в удлинении между ВОСВ и ВГ — больше десяти процентных пунктов.