冷彎型鋼中歐技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)使用分析

杜廣來 韓子元 祖建江（天津雙街鋼管有限公司，天津 300400）

冷彎型鋼中歐技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)使用分析

杜廣來 韓子元 祖建江（天津雙街鋼管有限公司，天津 300400）

介紹了歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN10219.1-2006《碳素鋼及細晶粒鋼的冷成型焊接空心結(jié)構(gòu)型材第1部分：交貨技術(shù)條件》在材料質(zhì)量分級、化學(xué)成分、機械性能以及檢驗等方面要求，對比了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T6725-2008《冷彎型鋼》技術(shù)條件與EN10219. 1-2006差異，可為我國出口歐洲冷彎型材生產(chǎn)提供參考。

冷彎 型鋼 碳素鋼 標(biāo)準(zhǔn) 對比 分析

1 前言

隨著我國與歐洲鋼材貿(mào)易量增加，越來越多國外客戶在我國訂購冷成型焊接空心結(jié)構(gòu)型材。歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN10219.1-2006《碳素鋼及細晶粒鋼的冷成型焊接空心結(jié)構(gòu)型材第1部分：交貨技術(shù)條件》［1］以下簡稱EN10219.1-2006），其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)EN10219.2[2]為《尺寸、偏差和截面特性》，與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6725-2008《冷彎型鋼》[3]（以下簡稱GB/T6725-2008）為技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T6728《結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼的尺寸和截面性能》[4]的一致性程度為非等效，存在差異。

《冷彎型鋼》GB/T6725標(biāo)準(zhǔn)1986年首次發(fā)布，1992年11月第1次修訂，GB/T6725-2008代替GB/ T6725-2002《冷彎型鋼》，對應(yīng)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN10219.1-2006。

EN10219.1-2006標(biāo)準(zhǔn)使用碳素鋼及細晶粒鋼原料、采用電焊（ERW）或埋弧焊（SAW）焊接工藝?yán)涑尚涂招慕Y(jié)構(gòu)型材。筆者結(jié)合EN10219.1-2006標(biāo)準(zhǔn)在材料質(zhì)量分級、化學(xué)成分、機械性能以及檢驗等方面要求，與GB/T6725-2008技術(shù)條件進行對照，可為出口歐洲冷彎型鋼生產(chǎn)提供參考。這里特別指出，本篇分析比較是指冷成型焊接空心型材，不針對GB/ T6725-2008標(biāo)準(zhǔn)里的冷彎開口型鋼及異形空心型鋼，而冷成型焊接空心型材所用原材料為熱軋（hot rolling）、控軋（Controlled rolling）、正火（normalizing）、正火軋制（normalizing rolling）或熱機械軋制（thermomechanical rolling）鋼板或卷板。

2 冷成型焊接空心型材使用鋼級

EN10219.1-2006在使用材料上鋼級有明確的質(zhì)量分級和標(biāo)識，分2種鋼類，分為非合金結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。而非合金結(jié)構(gòu)鋼又含有細晶粒鋼，屬于優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼，細晶粒合金結(jié)構(gòu)鋼為特殊質(zhì)量合金結(jié)構(gòu)鋼，依據(jù)EN10020體系分類。

2.1 非合金結(jié)構(gòu)鋼

2.1.1 非細晶粒的碳素鋼的質(zhì)量分級

鋼類為非合金鋼，屬于非細晶粒的碳素鋼分為JR、J0、J2、K2四個質(zhì)量等級，后綴H表示空心截面，屈服強度等級為235、275和355（鋼板厚度≤16 mm），規(guī)定C、Si、Mn、P、S、N等元素化學(xué)成分，需要進行沖擊試驗，規(guī)定了不同的試驗溫度和沖擊功值，JR試驗溫度為室溫（+20℃），J0試驗溫度為0℃，J2、K2為-20℃，附錄A列出具體鋼級。具體鋼級有S235JRH、S275J0H、S275J2H、S355J0H、S355J2H、S355K2H。

2.1.2 細晶粒的碳素鋼的質(zhì)量分級

在細晶粒鋼中是正火或正火軋制或熱機械變形軋制的原料，用N、NL、M、ML表示質(zhì)量等級，N代表為正火或正火軋制的原料，M代表熱機械變形軋制的原材料，L規(guī)定低溫沖擊試驗溫度為-50℃，其它細晶粒結(jié)構(gòu)鋼所進行的沖擊試驗，試驗溫度均為-20℃。

鋼類為優(yōu)質(zhì)非合金鋼，屬于細晶粒的碳素鋼分為N、NL兩個質(zhì)量等級，后綴H，表示空心截面，屈服強度等級為275、355（鋼板厚度≤16 mm），具有多種化學(xué)元素成分要求和低溫沖擊性能。具體鋼級有S275NH、S275NLH、S355NH、S355NLH，在附錄B表B.1列出以上鋼級。

2.2 合金結(jié)構(gòu)鋼

鋼類為特殊質(zhì)量合金鋼，屬于細晶粒的合金結(jié)構(gòu)鋼分為N、NL、M、ML四個質(zhì)量等級，后綴H表示空心截面，屈服強度等級為275、355、420、460（鋼板厚度≤16 mm），具有多種化學(xué)元素成分要求和低溫沖擊性能。具體鋼級為S460NH、S460NLH以及S275MH、S275 MLH、S355MH、S355MLH、S420MH、S420MLH、S460MH、S460MLH。在附錄B表B.1、表B.2列出以上鋼級。

2.3 GB/T6725-2008鋼級要求

而在GB/T6725-2008標(biāo)準(zhǔn)中牌號及化學(xué)成分未具體列出來，只是應(yīng)該符合GB/T699、GB/T700、GB/ T714、GB/T1591、GB/T3280、GB/T4171等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定（本篇在這里只研究GB/T700、GB/T1591標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的牌號）。按產(chǎn)品屈服強度分為三個等級：235、345、390，沒有具體的鋼級要求。根據(jù)需方要求，345、390強度級別可使用細晶粒鋼生產(chǎn)，沖擊試驗只有需方有要求，并在合同注明時，才進行試驗。

3 化學(xué)成分

3.1 非合金結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分

EN10219.1-2006標(biāo)準(zhǔn)附錄A中的表A.1為非合金結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分，規(guī)定C、Si、Mn、P、S、N等元素的熔煉分析（壁厚≤40 mm）要求，規(guī)定了對有害元素P、S要求，鋼級S235JRH要求P、S質(zhì)量百分含量不能超過0.04%，S275J0H、S355J0H鋼級P、S最大為0.035%，S275J2H、S355J2H、S355K2H鋼級的P、S含量最大為0.03%。而非合金結(jié)構(gòu)鋼的V、Ti、Cr、Ni、Mo、Cu元素含量作為選項熔煉分析的特殊檢驗在質(zhì)量證明書中應(yīng)注明。

3.2 細晶粒結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分

3.2.1 EN10219.1-2006標(biāo)準(zhǔn)附錄B表B.1為細晶粒正火或正火軋制的優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼和特殊質(zhì)量合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分，規(guī)定C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Al、Ti、Cr、Ni、Mo、Cu、N等元素的熔煉分析（壁厚≤40 mm）要求，添加細化晶粒元素，規(guī)定了對有害元素P、S要求，鋼級S275NH、S355NH、S460NH要求P質(zhì)量百分含量不能超過0.035%，S含量最大為0.03%；S275NLH、S355NLH、S460NLH鋼級P最大為0.03%，S含量最大為0.025%。除S355NLH C含量最大為0.18%外，其它鋼級C含量最大均為0.2%。

3.2.2 附錄B表B.2為細晶粒熱機械軋制的特殊質(zhì)量合金結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分，規(guī)定C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Alt、Ti、Ni、Mo、N等元素的熔煉分析（壁厚≤40mm）要求，并添加細化晶粒元素，規(guī)定了對有害元素P、S要求，鋼級S275MH、S355MH、S420MH、S460MH要求P質(zhì)量百分含量不能超過0.035%，S含量最大為0.03%；S275 MLH、S355MLH、S420MLH、S460MLH鋼級P最大為0.03%，S含量最大為0.025%；S275MH、S275 MLH C含量最大為0.13%，S355MH、S355MLH鋼級C含量最大均為0.14%,S420MH、S420MLH、S460MH、S460MLH鋼級C含量最大均為0.16%。而鋼中元素Cr、Cu、Mo總合不能高于0.6%。

3.2.3 EN10219.1-2006標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了特殊要求產(chǎn)品分析與規(guī)定熔煉分析的化學(xué)成分范圍的允許偏差。

3.3 GB/T700標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼

符合GB/T6725-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的產(chǎn)品屈服強度235、345、390三個等級中所用原材料，在GB/T700標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼中符合的牌號只有Q235鋼級，分為A、B、C、D四個質(zhì)量等級，規(guī)定了C、Si、Mn、P、S等元素化學(xué)成分要求（見GB/T700表1），A、B質(zhì)量等級屬于普通質(zhì)量非合金鋼，除A級要求S化學(xué)成分不大于0.05%，P、S含量均不大于0.045%；C、D等級屬于優(yōu)質(zhì)非合金鋼，C級P、S含量均不大于0.04%；D級P、S含量均不大于0.035%；D級鋼應(yīng)有足夠細化晶粒的元素。

3.4 GB/T1591低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

在GB/T1591低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)中的鋼牌號，分為A、B、C、D、E五個質(zhì)量等級，一般用途低合金結(jié)構(gòu)鋼有Q345A；優(yōu)質(zhì)低合金鋼包括：Q345（B、C、D、E）、Q390（A、B、C、D、E）等牌號；屬于特殊質(zhì)量的合金鋼有：Q420（A、B、C、D、E）、Q460C（D、E）等牌號。規(guī)定了C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti、Cr、Ni、Cu、Mo、N、Als等元素化學(xué)成分要求（見GB/T1591表1），P、S含量的要求根據(jù)質(zhì)量等級提高，逐步降低，A、B級化學(xué)成分不大于0.035%，C級不大于0.03%，D級P不大于0.03%、S不大于0.025%，E級P不大于0.025%、S不大于0.02%，以熱軋、控制、正火狀態(tài)、或熱機械軋制（TMCP）等交貨。對于細晶粒鋼，加入細化晶粒元素至少含有Al、Nb、V、Ti中的一種。

3.5 碳當(dāng)量對比

3.5.1 EN10219.1-2006標(biāo)準(zhǔn)所有鋼級的冷彎空心型材，應(yīng)由熔煉分析成分，采用下列公式計算碳當(dāng)量CEV:

3.5.2 EN10219.1-2006附錄A中的表A.3為非合金結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量要求，附錄B表B.3為細晶粒優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼和特殊質(zhì)量合金結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量要求。

而在GB/T700標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼中沒有規(guī)定碳當(dāng)量要求，在GB/T1591低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)中各牌號除A級鋼以外的原料，熱軋、控軋的碳當(dāng)量，正火、正火軋制狀態(tài)的碳當(dāng)量，熱機械軋制（TMCP）狀態(tài)的碳當(dāng)量（CEV）各有規(guī)定。參見表1所列EN10219.1-2006、GB/T1591各牌號碳當(dāng)量（CEV）表。

3.5.3 在GB/T1591中的熱機械軋制（TMCP）狀態(tài)交貨的原材料的碳含量≤0.12%時，可采用焊接裂紋敏感性指數(shù)（Pcm）代替碳當(dāng)量評估鋼材可焊性。Pcm應(yīng)由熔煉分析成分并采用公式（2）計算，不大于Q460其值≤0.20。

表1 中歐標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)牌號碳當(dāng)量表（CEV）/%

4 機械性能分析

4.1 EN10219.1-2006標(biāo)準(zhǔn)中在表A.3、表B.4和表B. 5規(guī)定了相關(guān)的機械性能要求。比如最小屈服強度、抗拉強度、最小伸長率以及每種鋼級在規(guī)定的試驗溫度下的最小沖擊吸收功值KV，非合金的質(zhì)量等級JR、J0、J2試驗溫分別為20℃、0℃、-20℃，沖擊吸收功值27 J，質(zhì)量等級為K2H的沖擊功為40 J（-20℃）。而細晶粒鋼質(zhì)量等級NH、MH試驗溫分別為-20℃，沖擊吸收功值40 J，質(zhì)量等級NLH、MLH試驗溫分別為-50℃，沖擊吸收功值27 J。

4.2 雖然在GB/T6725-2008標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定冷彎型鋼的具體牌號，但規(guī)定了產(chǎn)品屈服等級，并且規(guī)定最小屈服強度、最小抗拉強度以及最小伸長率，產(chǎn)品未規(guī)定進行沖擊試驗。但選用的原材料標(biāo)準(zhǔn)中所用鋼級涉及沖擊試驗。在GB/T700[5]碳素結(jié)構(gòu)鋼中除A級不規(guī)定沖擊功外，質(zhì)量等級B、C、D分別規(guī)定夏比（V型）沖擊試驗溫度為20℃、0℃、-20℃，沖擊吸收能量27 J。而在GB/T1591[6]標(biāo)準(zhǔn)中除A級不規(guī)定沖擊功外，質(zhì)量等級B、C、D、E規(guī)定的各個牌號應(yīng)進行夏比（V型）沖擊試驗，試驗溫度為20℃、0℃、-20℃、-40℃，沖擊吸收能量34 J。

5 檢驗與試驗分析

5.1 EN10219.1-2006標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了非合金鋼和細晶粒鋼檢驗類型和檢驗文件，在檢驗要求方面規(guī)定了必檢和選擇檢驗項目，規(guī)定了特殊檢驗要求。非合金鋼質(zhì)量等級JR、J0應(yīng)提供熔煉分析、拉伸試驗、表面質(zhì)量和尺寸等檢驗項目一般檢驗，J2、K2級非合金鋼及細晶粒鋼的質(zhì)量等級M、N、ML、NL應(yīng)提供除上述檢驗項目外，還有沖擊試驗、焊縫無損檢驗（NDT）檢驗項目的特殊檢驗。非合金鋼還可雙方協(xié)商增加產(chǎn)品分析、熔煉分析增加Cr,Cu,Mo,Ni,Ti,V元素含量、JR、J0級的沖擊試驗等選項，細晶粒鋼增加產(chǎn)品分析選項。

5.2在抽樣上，規(guī)定試驗頻次、化學(xué)分析、力學(xué)性能試驗、沖擊試驗的試樣取樣，規(guī)定了試驗方法。

5.3 在GB/T6725-2008標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了冷彎型鋼的檢驗項目、取樣數(shù)量、取樣部位及試驗方法，而化學(xué)成分需符合相應(yīng)牌號標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，沖擊試驗沒有規(guī)定，但原料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖擊試驗和試驗溫度。

表2為部分常用原料[板（卷）]國內(nèi)外相關(guān)結(jié)構(gòu)鋼牌號對照表[7-9]，僅供參考。

6 結(jié)語

綜上所述，EN10219.1-2006與GB/T6725-2008標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條件并非一致性，存在差異。

6.1 使用EN10219.1-2006、GB/T6725-2008標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)注意非合金鋼和合金鋼質(zhì)量分類，碳素鋼和細晶粒鋼、產(chǎn)品屈服強度區(qū)分，化學(xué)成分（特別是P、S成分、碳當(dāng)量）、機械性能（尤其沖擊試驗及溫度）、檢驗和試驗對比。

6.2 生產(chǎn)出口歐洲冷彎型鋼，應(yīng)注意合同規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，選用合適的國內(nèi)原料的鋼牌號，并符合EN10204檢驗文件要求。

[1]EN10219－1：2006,Cold formed welded structural hollow sections of non-alloy and fine grain steels-Part 1:Technical delivery conditions[S].

[2]EN10219－1：2006，Cold formed welded structural hollow sections of non-alloy and fine grain steels-Part 2:Tolerances,dimensions and sectional properties[S].

[3]GB/T6725-2008，冷彎型鋼[S].

[4]GB/T6728-2002，結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼尺寸、外形、重量及允許偏差[S].

[5]GB/T700-2006，碳素結(jié)構(gòu)鋼[S].

[6]GB/T1591-2008，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼[S].

[7]紀(jì)貴.世界標(biāo)準(zhǔn)鋼號手冊[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

[8]朱中平.中外鋼號對照手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[9]EN10025-1:2004,Hot rolled products of structural steels-Part 1: General technical delivery conditions[S].

Execution of and Analysis on Chinese and European Technical Standards for Cold Formed Section

Du Guanglai,Han Ziyuan,Zu Jianjiang

The paper introduces the requirement in material quality grading,chemical composition,mechanical property and inspection by European Standard EN10219.1-2006 Cold Formed Welded Structural Hollow Sections of Non-Alloy and Fine Grain Steels–Part 1 Technical Delivery Conditions,and compares its differences with GB T6725-2008 Cold Forming Steel Sections-Technical Conditions,providing a reference to the production of cold formed section to be exported to Europe for the Chinese manufacturer.

cold bend,carbon steel,section steel,standard, comparison,analysis

杜廣來，男，工程師，長期從事高頻焊接鋼管和冷彎型鋼技術(shù)工作。