冷弯型钢中欧技术条件标准使用分析

杜广来 韩子元 祖建江（天津双街钢管有限公司，天津 300400）

冷弯型钢中欧技术条件标准使用分析

杜广来 韩子元 祖建江（天津双街钢管有限公司，天津 300400）

介绍了欧洲标准EN10219.1-2006《碳素钢及细晶粒钢的冷成型焊接空心结构型材第1部分：交货技术条件》在材料质量分级、化学成分、机械性能以及检验等方面要求，对比了国内标准GB/T6725-2008《冷弯型钢》技术条件与EN10219. 1-2006差异，可为我国出口欧洲冷弯型材生产提供参考。

冷弯 型钢 碳素钢 标准 对比 分析

1 前言

随着我国与欧洲钢材贸易量增加，越来越多国外客户在我国订购冷成型焊接空心结构型材。欧洲标准EN10219.1-2006《碳素钢及细晶粒钢的冷成型焊接空心结构型材第1部分：交货技术条件》［1］以下简称EN10219.1-2006），其相关标准EN10219.2[2]为《尺寸、偏差和截面特性》，与国家标准GB/T6725-2008《冷弯型钢》[3]（以下简称GB/T6725-2008）为技术条件标准，相关标准GB/T6728《结构用冷弯空心型钢的尺寸和截面性能》[4]的一致性程度为非等效，存在差异。

《冷弯型钢》GB/T6725标准1986年首次发布，1992年11月第1次修订，GB/T6725-2008代替GB/ T6725-2002《冷弯型钢》，对应欧洲标准EN10219.1-2006。

EN10219.1-2006标准使用碳素钢及细晶粒钢原料、采用电焊（ERW）或埋弧焊（SAW）焊接工艺冷成型空心结构型材。笔者结合EN10219.1-2006标准在材料质量分级、化学成分、机械性能以及检验等方面要求，与GB/T6725-2008技术条件进行对照，可为出口欧洲冷弯型钢生产提供参考。这里特别指出，本篇分析比较是指冷成型焊接空心型材，不针对GB/ T6725-2008标准里的冷弯开口型钢及异形空心型钢，而冷成型焊接空心型材所用原材料为热轧（hot rolling）、控轧（Controlled rolling）、正火（normalizing）、正火轧制（normalizing rolling）或热机械轧制（thermomechanical rolling）钢板或卷板。

2 冷成型焊接空心型材使用钢级

EN10219.1-2006在使用材料上钢级有明确的质量分级和标识，分2种钢类，分为非合金结构钢和合金结构钢。而非合金结构钢又含有细晶粒钢，属于优质非合金结构钢，细晶粒合金结构钢为特殊质量合金结构钢，依据EN10020体系分类。

2.1 非合金结构钢

2.1.1 非细晶粒的碳素钢的质量分级

钢类为非合金钢，属于非细晶粒的碳素钢分为JR、J0、J2、K2四个质量等级，后缀H表示空心截面，屈服强度等级为235、275和355（钢板厚度≤16 mm），规定C、Si、Mn、P、S、N等元素化学成分，需要进行冲击试验，规定了不同的试验温度和冲击功值，JR试验温度为室温（+20℃），J0试验温度为0℃，J2、K2为-20℃，附录A列出具体钢级。具体钢级有S235JRH、S275J0H、S275J2H、S355J0H、S355J2H、S355K2H。

2.1.2 细晶粒的碳素钢的质量分级

在细晶粒钢中是正火或正火轧制或热机械变形轧制的原料，用N、NL、M、ML表示质量等级，N代表为正火或正火轧制的原料，M代表热机械变形轧制的原材料，L规定低温冲击试验温度为-50℃，其它细晶粒结构钢所进行的冲击试验，试验温度均为-20℃。

钢类为优质非合金钢，属于细晶粒的碳素钢分为N、NL两个质量等级，后缀H，表示空心截面，屈服强度等级为275、355（钢板厚度≤16 mm），具有多种化学元素成分要求和低温冲击性能。具体钢级有S275NH、S275NLH、S355NH、S355NLH，在附录B表B.1列出以上钢级。

2.2 合金结构钢

钢类为特殊质量合金钢，属于细晶粒的合金结构钢分为N、NL、M、ML四个质量等级，后缀H表示空心截面，屈服强度等级为275、355、420、460（钢板厚度≤16 mm），具有多种化学元素成分要求和低温冲击性能。具体钢级为S460NH、S460NLH以及S275MH、S275 MLH、S355MH、S355MLH、S420MH、S420MLH、S460MH、S460MLH。在附录B表B.1、表B.2列出以上钢级。

2.3 GB/T6725-2008钢级要求

而在GB/T6725-2008标准中牌号及化学成分未具体列出来，只是应该符合GB/T699、GB/T700、GB/ T714、GB/T1591、GB/T3280、GB/T4171等标准的规定（本篇在这里只研究GB/T700、GB/T1591标准规定的牌号）。按产品屈服强度分为三个等级：235、345、390，没有具体的钢级要求。根据需方要求，345、390强度级别可使用细晶粒钢生产，冲击试验只有需方有要求，并在合同注明时，才进行试验。

3 化学成分

3.1 非合金结构钢化学成分

EN10219.1-2006标准附录A中的表A.1为非合金结构钢化学成分，规定C、Si、Mn、P、S、N等元素的熔炼分析（壁厚≤40 mm）要求，规定了对有害元素P、S要求，钢级S235JRH要求P、S质量百分含量不能超过0.04%，S275J0H、S355J0H钢级P、S最大为0.035%，S275J2H、S355J2H、S355K2H钢级的P、S含量最大为0.03%。而非合金结构钢的V、Ti、Cr、Ni、Mo、Cu元素含量作为选项熔炼分析的特殊检验在质量证明书中应注明。

3.2 细晶粒结构钢化学成分

3.2.1 EN10219.1-2006标准附录B表B.1为细晶粒正火或正火轧制的优质非合金结构钢和特殊质量合金结构钢的化学成分，规定C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Al、Ti、Cr、Ni、Mo、Cu、N等元素的熔炼分析（壁厚≤40 mm）要求，添加细化晶粒元素，规定了对有害元素P、S要求，钢级S275NH、S355NH、S460NH要求P质量百分含量不能超过0.035%，S含量最大为0.03%；S275NLH、S355NLH、S460NLH钢级P最大为0.03%，S含量最大为0.025%。除S355NLH C含量最大为0.18%外，其它钢级C含量最大均为0.2%。

3.2.2 附录B表B.2为细晶粒热机械轧制的特殊质量合金结构钢化学成分，规定C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Alt、Ti、Ni、Mo、N等元素的熔炼分析（壁厚≤40mm）要求，并添加细化晶粒元素，规定了对有害元素P、S要求，钢级S275MH、S355MH、S420MH、S460MH要求P质量百分含量不能超过0.035%，S含量最大为0.03%；S275 MLH、S355MLH、S420MLH、S460MLH钢级P最大为0.03%，S含量最大为0.025%；S275MH、S275 MLH C含量最大为0.13%，S355MH、S355MLH钢级C含量最大均为0.14%,S420MH、S420MLH、S460MH、S460MLH钢级C含量最大均为0.16%。而钢中元素Cr、Cu、Mo总合不能高于0.6%。

3.2.3 EN10219.1-2006标准还规定了特殊要求产品分析与规定熔炼分析的化学成分范围的允许偏差。

3.3 GB/T700标准碳素结构钢

符合GB/T6725-2008标准规定的产品屈服强度235、345、390三个等级中所用原材料，在GB/T700标准碳素结构钢中符合的牌号只有Q235钢级，分为A、B、C、D四个质量等级，规定了C、Si、Mn、P、S等元素化学成分要求（见GB/T700表1），A、B质量等级属于普通质量非合金钢，除A级要求S化学成分不大于0.05%，P、S含量均不大于0.045%；C、D等级属于优质非合金钢，C级P、S含量均不大于0.04%；D级P、S含量均不大于0.035%；D级钢应有足够细化晶粒的元素。

3.4 GB/T1591低合金高强度结构钢

在GB/T1591低合金高强度结构钢标准中的钢牌号，分为A、B、C、D、E五个质量等级，一般用途低合金结构钢有Q345A；优质低合金钢包括：Q345（B、C、D、E）、Q390（A、B、C、D、E）等牌号；属于特殊质量的合金钢有：Q420（A、B、C、D、E）、Q460C（D、E）等牌号。规定了C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti、Cr、Ni、Cu、Mo、N、Als等元素化学成分要求（见GB/T1591表1），P、S含量的要求根据质量等级提高，逐步降低，A、B级化学成分不大于0.035%，C级不大于0.03%，D级P不大于0.03%、S不大于0.025%，E级P不大于0.025%、S不大于0.02%，以热轧、控制、正火状态、或热机械轧制（TMCP）等交货。对于细晶粒钢，加入细化晶粒元素至少含有Al、Nb、V、Ti中的一种。

3.5 碳当量对比

3.5.1 EN10219.1-2006标准所有钢级的冷弯空心型材，应由熔炼分析成分，采用下列公式计算碳当量CEV:

3.5.2 EN10219.1-2006附录A中的表A.3为非合金结构钢的碳当量要求，附录B表B.3为细晶粒优质非合金结构钢和特殊质量合金结构钢的碳当量要求。

而在GB/T700标准碳素结构钢中没有规定碳当量要求，在GB/T1591低合金高强度结构钢标准中各牌号除A级钢以外的原料，热轧、控轧的碳当量，正火、正火轧制状态的碳当量，热机械轧制（TMCP）状态的碳当量（CEV）各有规定。参见表1所列EN10219.1-2006、GB/T1591各牌号碳当量（CEV）表。

3.5.3 在GB/T1591中的热机械轧制（TMCP）状态交货的原材料的碳含量≤0.12%时，可采用焊接裂纹敏感性指数（Pcm）代替碳当量评估钢材可焊性。Pcm应由熔炼分析成分并采用公式（2）计算，不大于Q460其值≤0.20。

表1 中欧标准相关牌号碳当量表（CEV）/%

4 机械性能分析

4.1 EN10219.1-2006标准中在表A.3、表B.4和表B. 5规定了相关的机械性能要求。比如最小屈服强度、抗拉强度、最小伸长率以及每种钢级在规定的试验温度下的最小冲击吸收功值KV，非合金的质量等级JR、J0、J2试验温分别为20℃、0℃、-20℃，冲击吸收功值27 J，质量等级为K2H的冲击功为40 J（-20℃）。而细晶粒钢质量等级NH、MH试验温分别为-20℃，冲击吸收功值40 J，质量等级NLH、MLH试验温分别为-50℃，冲击吸收功值27 J。

4.2 虽然在GB/T6725-2008标准中未规定冷弯型钢的具体牌号，但规定了产品屈服等级，并且规定最小屈服强度、最小抗拉强度以及最小伸长率，产品未规定进行冲击试验。但选用的原材料标准中所用钢级涉及冲击试验。在GB/T700[5]碳素结构钢中除A级不规定冲击功外，质量等级B、C、D分别规定夏比（V型）冲击试验温度为20℃、0℃、-20℃，冲击吸收能量27 J。而在GB/T1591[6]标准中除A级不规定冲击功外，质量等级B、C、D、E规定的各个牌号应进行夏比（V型）冲击试验，试验温度为20℃、0℃、-20℃、-40℃，冲击吸收能量34 J。

5 检验与试验分析

5.1 EN10219.1-2006标准中规定了非合金钢和细晶粒钢检验类型和检验文件，在检验要求方面规定了必检和选择检验项目，规定了特殊检验要求。非合金钢质量等级JR、J0应提供熔炼分析、拉伸试验、表面质量和尺寸等检验项目一般检验，J2、K2级非合金钢及细晶粒钢的质量等级M、N、ML、NL应提供除上述检验项目外，还有冲击试验、焊缝无损检验（NDT）检验项目的特殊检验。非合金钢还可双方协商增加产品分析、熔炼分析增加Cr,Cu,Mo,Ni,Ti,V元素含量、JR、J0级的冲击试验等选项，细晶粒钢增加产品分析选项。

5.2在抽样上，规定试验频次、化学分析、力学性能试验、冲击试验的试样取样，规定了试验方法。

5.3 在GB/T6725-2008标准，规定了冷弯型钢的检验项目、取样数量、取样部位及试验方法，而化学成分需符合相应牌号标准的规定，冲击试验没有规定，但原料标准规定冲击试验和试验温度。

表2为部分常用原料[板（卷）]国内外相关结构钢牌号对照表[7-9]，仅供参考。

6 结语

综上所述，EN10219.1-2006与GB/T6725-2008标准的技术条件并非一致性，存在差异。

6.1 使用EN10219.1-2006、GB/T6725-2008标准，应注意非合金钢和合金钢质量分类，碳素钢和细晶粒钢、产品屈服强度区分，化学成分（特别是P、S成分、碳当量）、机械性能（尤其冲击试验及温度）、检验和试验对比。

6.2 生产出口欧洲冷弯型钢，应注意合同规定的标准和技术要求，选用合适的国内原料的钢牌号，并符合EN10204检验文件要求。

[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，冷弯型钢[S].

[4]GB/T6728-2002，结构用冷弯空心型钢尺寸、外形、重量及允许偏差[S].

[5]GB/T700-2006，碳素结构钢[S].

[6]GB/T1591-2008，低合金高强度结构钢[S].

[7]纪贵.世界标准钢号手册[M].北京：中国标准出版社，2003.

[8]朱中平.中外钢号对照手册[M].北京：化学工业出版社，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.

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杜广来，男，工程师，长期从事高频焊接钢管和冷弯型钢技术工作。