热连轧钢板的全面解析：从生产工艺到力学性能及应用

在现代工业中，热连轧钢板作为一种重要的基础材料，广泛应用于船舶、汽车、桥梁、建筑等多个领域。它不仅具有高强度和良好的韧性，还易于加工成型及焊接。

一、热连轧钢板是什么

1、生产工艺

热连轧钢板是由板坯（主要为连铸坯）作为原料，经过加热处理后，通过粗轧机组和精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，再由卷取机卷成钢带卷。冷却后的钢带卷根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（如平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。

2、应用领域

由于热连轧钢板具有强度高、韧性好、易于加工成型及良好的可焊接性等优良性能，被广泛应用于船舶、汽车、桥梁、建筑、机械、压力容器等多个制造行业。随着技术的进步，热连轧钢板在尺寸精度、板形、表面质量等方面的控制日益成熟，使得其应用范围更加广泛，并在市场上具有越来越强的竞争力。

二、力学性能考虑要点

1、力学性能名词术语

抗拉强度：指试样在拉伸过程中，在拉断前所承受的最大应力。当材料所受的外应力大于其抗拉强度时，将会发生破裂。

屈服强度：试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而试样仍能继续伸长（变形）时的应力。钢材的屈服强度愈低，产生永久变形所需的力愈小，即愈容易成形加工。

伸长率：试样在拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。伸长率的数值越大，则表示材料在受力破坏前可以经受永久变形的性能（塑性）越好。

冲击功（冲击吸收功）：冲击试验时，规定形状和尺寸的试样在冲击力一次作用下折断时所吸收的功，冲击功的大小表示金属材料对冲击负荷的抵抗能力。

2、力学性能实验

测定热连轧钢板力学性能的主要实验有拉伸试验及冲击试验等。这些实验能够准确反映材料在实际使用中的表现，是评定钢板材料质量的主要判据，也是钢板制件设计时选材和进行强度计算的主要依据。

三、热连轧钢板产品的选用

1、力学性能与可成形性及使用性能的关系

为了使钢板获得所需的形状，必须使其永久变形，常见的工艺包括局部或整体弯曲、深冲、张拉或这些成型方法的组合。以下是一些关键点：

薄钢板的屈服强度：对于普通碳素钢板的成形，屈服点值过高，常常有可能发生过大的回弹、成形时容易破断等问题。因此，用于复杂成形加工或冲压加工的钢板通常要求具有较低的屈服强度值，且屈服比值越小，成形性能越好。

中厚板的冷态可成形性：与材料的屈服强度和伸长率有直接关系。屈服强度值越低，产生永久变形所需的应力越小；伸长率值越高，延展性越好，允许承受大的变形量而不致断裂。

建筑结构和桥梁用钢板：这类用途的钢材需要具有特定的抗拉强度和屈服强度，以防止构件断裂和变形。

船舶和石油天然气管线用钢板：为防止脆性断裂，这类钢板需要具备足够的冲击韧性（冲击功值）。

2、钢板品种类别的选用

热连轧钢板产品包括带（卷）及由其剪切而成的钢板。而钢带（卷）又可分为直发卷及精整卷（分卷、平整分卷及纵切带卷）。直发卷未经重卷、未切除钢带头尾尺寸变化部分并且未经矫直和平整，因此容易出现头尾厚度、宽度不均，边部浪形，折边、塔形以及开卷后出现折皱等缺陷。因此，对于表面质量和板形要求较高的用途，应选用经过精整线重卷、平整的平整卷。

四、屈服强度与成形性的关系

屈服强度是指材料在外力作用下开始发生塑性变形时的应力值。在热连轧钢板的成形过程中，屈服强度直接影响了材料的成形性。具体来说：

屈服强度低：意味着材料更容易发生永久变形，所需施加的应力较小，从而减少了成形过程中的回弹现象，降低了成形难度。例如，在汽车车身板材的冲压成形中，较低的屈服强度有助于减少模具磨损，并提高成形效率和成品率。

屈服强度高：虽然材料的强度更高，但在成形过程中容易出现较大的回弹现象，导致成形精度下降。此外，较高的屈服强度也可能增加成形过程中材料破裂的风险，尤其是在复杂形状的零件成形中。

因此，在选择热连轧钢板时，需根据具体的成形工艺和使用要求，合理选择屈服强度值。一般来说，对于需要较高成形性的应用场景，如汽车制造中的复杂冲压件，应优先选择屈服强度较低的材料；而对于需要较高强度的应用场景，如建筑结构和桥梁建设，则可以选择屈服强度较高的材料。