冷彎型鋼中歐技術條件標準使用分析

杜廣來 韓子元 祖建江（天津雙街鋼管有限公司，天津 300400）

冷彎型鋼中歐技術條件標準使用分析

杜廣來 韓子元 祖建江（天津雙街鋼管有限公司，天津 300400）

介紹了歐洲標準EN10219.1-2006《碳素鋼及細晶粒鋼的冷成型焊接空心結構型材第1部分：交貨技術條件》在材料質量分級、化學成分、機械性能以及檢驗等方面要求，對比了國內標準GB/T6725-2008《冷彎型鋼》技術條件與EN10219. 1-2006差異，可為我國出口歐洲冷彎型材生產提供參考。

冷彎 型鋼 碳素鋼 標準 對比 分析

1 前言

隨著我國與歐洲鋼材貿易量增加，越來越多國外客戶在我國訂購冷成型焊接空心結構型材。歐洲標準EN10219.1-2006《碳素鋼及細晶粒鋼的冷成型焊接空心結構型材第1部分：交貨技術條件》［1］以下簡稱EN10219.1-2006），其相關標準EN10219.2[2]為《尺寸、偏差和截面特性》，與國家標準GB/T6725-2008《冷彎型鋼》[3]（以下簡稱GB/T6725-2008）為技術條件標準，相關標準GB/T6728《結構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標準1986年首次發布，1992年11月第1次修訂，GB/T6725-2008代替GB/ T6725-2002《冷彎型鋼》，對應歐洲標準EN10219.1-2006。

EN10219.1-2006標準使用碳素鋼及細晶粒鋼原料、采用電焊（ERW）或埋弧焊（SAW）焊接工藝冷成型空心結構型材。筆者結合EN10219.1-2006標準在材料質量分級、化學成分、機械性能以及檢驗等方面要求，與GB/T6725-2008技術條件進行對照，可為出口歐洲冷彎型鋼生產提供參考。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標準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量分級和標識，分2種鋼類，分為非合金結構鋼和合金結構鋼。而非合金結構鋼又含有細晶粒鋼，屬于優質非合金結構鋼，細晶粒合金結構鋼為特殊質量合金結構鋼，依據EN10020體系分類。

2.1 非合金結構鋼

2.1.1 非細晶粒的碳素鋼的質量分級

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），規定C、Si、Mn、P、S、N等元素化學成分，需要進行沖擊試驗，規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規定低溫沖擊試驗溫度為-50℃，其它細晶粒結構鋼所進行的沖擊試驗，試驗溫度均為-20℃。

鋼類為優質非合金鋼，屬于細晶粒的碳素鋼分為N、NL兩個質量等級，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 合金結構鋼

鋼類為特殊質量合金鋼，屬于細晶粒的合金結構鋼分為N、NL、M、ML四個質量等級，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標準中牌號及化學成分未具體列出來，只是應該符合GB/T699、GB/T700、GB/ T714、GB/T1591、GB/T3280、GB/T4171等標準的規定（本篇在這里只研究GB/T700、GB/T1591標準規定的牌號）。按產品屈服強度分為三個等級：235、345、390，沒有具體的鋼級要求。根據需方要求，345、390強度級別可使用細晶粒鋼生產，沖擊試驗只有需方有要求，并在合同注明時，才進行試驗。

3 化學成分

3.1 非合金結構鋼化學成分

EN10219.1-2006標準附錄A中的表A.1為非合金結構鋼化學成分，規定C、Si、Mn、P、S、N等元素的熔煉分析（壁厚≤40 mm）要求，規定了對有害元素P、S要求，鋼級S235JRH要求P、S質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%。而非合金結構鋼的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量證明書中應注明。

3.2 細晶粒結構鋼化學成分

3.2.1 EN10219.1-2006標準附錄B表B.1為細晶粒正火或正火軋制的優質非合金結構鋼和特殊質量合金結構鋼的化學成分，規定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，規定了對有害元素P、S要求，鋼級S275NH、S355NH、S460NH要求P質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量合金結構鋼化學成分，規定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，規定了對有害元素P、S要求，鋼級S275MH、S355MH、S420MH、S460MH要求P質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標準還規定了特殊要求產品分析與規定熔煉分析的化學成分范圍的允許偏差。

3.3 GB/T700標準碳素結構鋼

符合GB/T6725-2008標準規定的產品屈服強度235、345、390三個等級中所用原材料，在GB/T700標準碳素結構鋼中符合的牌號只有Q235鋼級，分為A、B、C、D四個質量等級，規定了C、Si、Mn、P、S等元素化學成分要求（見GB/T700表1），A、B質量等級屬于普通質量非合金鋼，除A級要求S化學成分不大于0.05%，P、S含量均不大于0.045%；C、D等級屬于優質非合金鋼，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級鋼應有足夠細化晶粒的元素。

3.4 GB/T1591低合金高強度結構鋼

在GB/T1591低合金高強度結構鋼標準中的鋼牌號，分為A、B、C、D、E五個質量等級，一般用途低合金結構鋼有Q345A；優質低合金鋼包括：Q345（B、C、D、E）、Q390（A、B、C、D、E）等牌號；屬于特殊質量的合金鋼有：Q420（A、B、C、D、E）、Q460C（D、E）等牌號。規定了C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti、Cr、Ni、Cu、Mo、N、Als等元素化學成分要求（見GB/T1591表1），P、S含量的要求根據質量等級提高，逐步降低，A、B級化學成分不大于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、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 碳當量對比

3.5.1 EN10219.1-2006標準所有鋼級的冷彎空心型材，應由熔煉分析成分，采用下列公式計算碳當量CEV:

3.5.2 EN10219.1-2006附錄A中的表A.3為非合金結構鋼的碳當量要求，附錄B表B.3為細晶粒優質非合金結構鋼和特殊質量合金結構鋼的碳當量要求。

而在GB/T700標準碳素結構鋼中沒有規定碳當量要求，在GB/T1591低合金高強度結構鋼標準中各牌號除A級鋼以外的原料，熱軋、控軋的碳當量，正火、正火軋制狀態的碳當量，熱機械軋制（TMCP）狀態的碳當量（CEV）各有規定。參見表1所列EN10219.1-2006、GB/T1591各牌號碳當量（CEV）表。

3.5.3 在GB/T1591中的熱機械軋制（TMCP）狀態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（Pcm）代替碳當量評估鋼材可焊性。Pcm應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 中歐標準相關牌號碳當量表（CEV）/%

4 機械性能分析

4.1 EN10219.1-2006標準中在表A.3、表B.4和表B. 5規定了相關的機械性能要求。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定的試驗溫度下的最小沖擊吸收功值KV，非合金的質量等級JR、J0、J2試驗溫分別為20℃、0℃、-20℃，沖擊吸收功值27 J，質量等級為K2H的沖擊功為40 J（-20℃）。而細晶粒鋼質量等級NH、MH試驗溫分別為-20℃，沖擊吸收功值40 J，質量等級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標準中未規定冷彎型鋼的具體牌號，但規定了產品屈服等級，并且規定最小屈服強度、最小抗拉強度以及最小伸長率，產品未規定進行沖擊試驗。但選用的原材料標準中所用鋼級涉及沖擊試驗。在GB/T700[5]碳素結構鋼中除A級不規定沖擊功外，質量等級B、C、D分別規定夏比（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]標準中除A級不規定沖擊功外，質量等級B、C、D、E規定的各個牌號應進行夏比（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標準中規定了非合金鋼和細晶粒鋼檢驗類型和檢驗文件，在檢驗要求方面規定了必檢和選擇檢驗項目，規定了特殊檢驗要求。非合金鋼質量等級JR、J0應提供熔煉分析、拉伸試驗、表面質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量等級M、N、ML、NL應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商增加產品分析、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，細晶粒鋼增加產品分析選項。

5.2在抽樣上，規定試驗頻次、化學分析、力學性能試驗、沖擊試驗的試樣取樣，規定了試驗方法。

5.3 在GB/T6725-2008標準，規定了冷彎型鋼的檢驗項目、取樣數量、取樣部位及試驗方法，而化學成分需符合相應牌號標準的規定，沖擊試驗沒有規定，但原料標準規定沖擊試驗和試驗溫度。

表2為部分常用原料[板（卷）]國內外相關結構鋼牌號對照表[7-9]，僅供參考。

6 結語

綜上所述，EN10219.1-2006與GB/T6725-2008標準的技術條件并非一致性，存在差異。

6.1 使用EN10219.1-2006、GB/T6725-2008標準，應注意非合金鋼和合金鋼質量分類，碳素鋼和細晶粒鋼、產品屈服強度區分，化學成分（特別是P、S成分、碳當量）、機械性能（尤其沖擊試驗及溫度）、檢驗和試驗對比。

6.2 生產出口歐洲冷彎型鋼，應注意合同規定的標準和技術要求，選用合適的國內原料的鋼牌號，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，結構用冷彎空心型鋼尺寸、外形、重量及允許偏差[S].

[5]GB/T700-2006，碳素結構鋼[S].

[6]GB/T1591-2008，低合金高強度結構鋼[S].

[7]紀貴.世界標準鋼號手冊[M].北京：中國標準出版社，2003.

[8]朱中平.中外鋼號對照手冊[M].北京：化學工業出版社，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工作。