不锈钢热轧钢带标准对比分析
1、前言
随着不锈钢市场的发展，不锈钢热轧钢带进口量也在不断增加，其中日本、韩国热轧不锈钢数量居多，为了更好地了解进口产品的水平，有必要对国内外主要相关热轧不锈钢带标准进行对比，了解我国标准与其他国家(日本、美国)标准的相同与不同之处，做到对产品质量标准心中有数，努力提高国产不锈钢热轧钢带实物水平和标准水平，以适应国际市场。
不锈钢热轧钢带标准的主要内容包括：产品定义、尺寸偏差、外形、技术要求(化学成分、化学分析方法、冶炼方法、交货状态、力学性能、耐腐蚀性能、低倍检验、表面质量、特殊要求)、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书等。
中国、美国、日本相关不锈钢钢带的标准内容在以上方面基本相同，只是在标准的内容组合和引用标准的方式上存在差异。
我国国家钢铁标准中没有专门的不锈钢钢带标准。由于不锈钢钢带在尺寸精度、钢种性能及工艺质量方面与不锈钢钢板基本相同，所以在国内不锈钢市场上一直以GB 4237(不锈钢热轧钢板)(以下简称国标)来判定不锈钢钢带。
美国ASTMA240(压力容器用耐热铬、铬镍不锈钢中厚板，薄板和钢带)、A167(不锈和耐热镍铬钢中厚板，薄板和钢带)、A176(不锈和耐热铬钢中厚板，薄板和钢带)标准均引用了A480(平轧不锈钢和耐热钢中板、薄板和钢带的一般要求)标准。在A167标准中包含铬镍钢种33个；A 176标准中包含铬不锈钢20个；A 240标准中有铬、铬镍钢种71个。在A480标准中对各种不同状态的中厚板、薄板、钢带均有规定。因此，A240钢种标准(以下简称美标)在ASTM标准中包含钢种较多，内容比较全面。
日本标准中有专用的热轧钢带标准JISG 4306(以下简称日标)。
本文主要对GB 4237、ASTMA240、JISG4306三个标准内容作对比分析，了解三个标准对热轧钢带的质量要求，明确热轧不锈钢钢带生产中的质量控制指标，更好地认知和运用这些标准。
2、不锈钢热轧钢带标准对比分析
2.1引用标准
(1)GB 4237引用标准19个，内容包括成分分析、力学检验方法、产品几何形状要求等，引用标准的内容比较全面。
(2)ASTM A 240引用了3个主要相关标准：A370(钢产品力学性能测定方法和定义)、A 480(不锈钢和耐热钢中厚板、.薄板和钢带的一般要求)、E112(平均晶粒度的测定方法)。在这些标准中，对涉及的一些专业性内容又引用了相关标准，如A 48051用了7个相关标准，其中包括A240(相互引用)，另外A480还引用了2个军用标准。
(3)JISG 4306(热轧不锈钢钢带)引用了15个标准。
2.2不锈钢标准牌号
表1
不同标准中的不锈钢标准牌号数量
|
标准号 |
数量 |
命名和分类方法 |
|
GB4237 |
49 |
国际GB |
|
JISG4306 |
45 |
AISI |
|
ASTM A240 |
71 |
AISI、UNS |
我国不锈钢标准主要以引进学习前苏联不锈钢标准为主，牌号的命名和成分有很深的前苏联标准的烙印。虽然经过二十多年的改革开放，不锈钢国标在不断地向国际标准看齐，不锈钢标准的内容也发生了很大变化，但GB4237热轧不锈钢钢板标准与ASTMA 240、JISG 4306相比，个别牌号还有一定区别。如，GB 4237中0Cr18Ni9钢应属302低碳不锈钢，成分中铬的含量比304钢低1个百分点；但在国内常以0Cr18Ni9钢作为304钢销售和使用。目前国标GB 4237中还没有与304同成分的牌号。作为304钢的替代用钢，0Crl8Ni9钢的成分在使用和生产加工方面各有利弊，有利的方面是可以节约铬资源，对钢的热加工性能有一定的好处；不利之处是铬含量的减少降低了钢的耐蚀性能；在销售上不能作为304钢出口销售。
在GB4237中还有另一个钢号与321含钛钢存在着混淆现象。lCrl8Ni9Ti是由前苏联引进的钢号，其镍含量比321刚低2个百分点，但在使用中常常将两者混为一谈。1Crl8Ni9Ti在国内广泛使用，至今，国内市场需求还有相当比例，远高于国外同类钢使用水平。国外含钛奥氏体不锈钢仅占总需求的1%左右。
随着国内不锈钢市场的日益国际化，国产热轧不锈钢钢带也要走向国际市场，国家标准中应包含国际通用的牌号，为参与国际竞争创造条件。
美标与日标在同类牌号成分方面，也存在着细微差别，应该引起我们的注意。
2.3化学成分
2.3.1磷成分
对于不锈钢中的磷含量，国标和日标、美标有着显著的不同。国标规定不锈钢磷含量一般情况下不大于0.035%，而日标和美标规定钢中磷含量不大于0.045%：日标和美标中的磷含量上限高于国标0.01个百分点。
众所周知，冶炼不锈钢要大量使用不锈钢废钢(返回料)，在采用返回法(电炉化钢+AOD或VOD)冶炼过程中，磷不易去除。不锈钢废钢中的磷含量随着时间的延长有逐年上升的趋势。因此，在不影响(主要是一般用途)使用的情况下，美标、日标将磷含量上限确定为0.045%，有利于降低生产成本。
2.3.2铬镍成分
铬镍元素是不锈钢的主要成分，关系到不锈钢的性能和成本。对于相同不锈钢钢种的铬、镍成分国标基本与日标相同。日标与美标相比，同牌号的铬、镍成分有所不同。如：304N钢，日标中规定的镍含量为7.0%-10.5%而美标为8.0-10.5%，美标规定的镍下限高于日标1个百分点；对于304L钢，日标规定镍为9.0%-13.0%，美标为8.0%-12.0%，美标的镍成分范围低于日标。
对于304LN不锈钢的铬含量，日标的成分范围是17.0%-19.0%，美标规定为18.00%-20.0%，美标的铬含量高于日标1个百分点。304LN不锈钢的镍含量，日标为8.5%-11.5%，美标为8.0%-12.0%，美标的镍含量范围略高于日标的规定。
不锈钢标准中的铬镍成分范围较宽，可以根据用户要求、产品的性能和生产成本，选择铬、镍成分的控制范围。
2.3.3氮成分
不锈钢中添加氮元素，主要是可提高强度、改善抗蚀能力。对于钢中氮成分的规定，国标与日标基本相同。美标对含氮钢规定的氮成分与日标有斯区别。如：304N钢，日标规定氮含量为0.10%-0.25%；美标中氮含量为0.10%-0.16%，氮含量的上限较日标降低0.09个百分点。304LN钢的氮含量，日标规定为0.12%-0.22%，美标为0.10%-0.16%，其上限比日标氮含量上限低0.06个百分点。对于不锈钢生产来说，钢中氮含量的提高意味着生产难度增加，但从冶炼角度上讲，采用炉外精炼如AOD技术可以控制钢中氮含量。
2.4尺寸、外形
GB4237标准中，尺寸及其偏差执行GB709的规定；美标ASTMA 240执行ASTMA 480的规定；日本JISG4306标准中包含有尺寸及其偏差的规定。在上述标准中对不锈钢钢带尺寸、外形均做出了规定，并明确了尺寸、外形的测量方法，以及钢板理论重量的计算方法。
2.4.1厚度偏差
表2、表3、表4分别为国标、美标、日标规定的热轧钢带厚度偏差。从三个表的数据对比中可以看出国标规定的热轧钢带厚度偏差与美标基本相同，而日标的热轧钢带宽度偏差远大于国标和美标。日标中热轧钢带厚度偏差大并不代表其热轧钢带(或标准)的水平低，而是热轧钢带在达到名义厚度时，热轧钢带实际厚度可选择的范围大。在目前热轧钢带轧制厚度精度控制水平条件下，较大的厚度偏差范围可以实现实际厚度的多种选择，在标准方面满足了市场对厚度的需求。特别是当用户在同一名义厚度条件下，需要最大负偏差厚度时，日标比国村和美标提供了更大的偏差范围，增加了选择实际厚度的灵活性。
表2 GB709厚度偏差标准/mm（宽度＞1000-1500mm）
| 公称厚度 | 较高精度 | 普通精度 |
| ＞2.0-2.2 | ±0.17 | ±0.19 |
| ＞2.2-2.5 | ±0.18 | ±0.20 |
| ＞2.5-3.0 | ±0.19 | ±0.21 |
| ＞3.0-3.5 | ±0.20 | ±0.22 |
| ＞3.5-4.0 | ±0.24 | ±0.28 |
| ＞4.0-4.5 | ±0.1-0.4 | ±0.3-0.5 |
表3 美国材料协会ASTM480厚度及厚度偏差
| 厚度/in（mm） | 偏差/mm |
| ＞0.145(3.68)-＜3/16(4.76) | ±0.36 |
| ＞0.13(3.3)-0.145(3.68) | ±0.30 |
| ＞0.114(2.9)-0.13(3.3) | ±0.25 |
| ＞0.098(2.49)-0.114(2.9) | ±0.23 |
| ＞0.083(2.11)-0.098(2.49) | ±0.20 |
| ＞0.072(1.83)-0.083(2.11) | ±0.18 |
表4 JIS G4306不同宽度时厚度允许偏差/mm
| 厚度 | ≥1000-＜1250 | ≥1250-＜1600 | ||
| 普通 | 较高 | 普通 | 较高 | |
| ≥2.0-＜2.5 | ±0.30 | |||
| ≥2.5-＜3.15 | ±0.35 | ±0.30 | ±0.40 | ±0.35 |
| ≥3.15-＜4.0 | ±0.40 | ±.035 | ±0.45 | ±0.40 |
| ≥4.0-＜5.0 | ±0.45 | ±0.40 | ±0.50 | ±0.45 |
| ≥5.0-＜6.0 | ±0.55 | ±0.45 | ±0.60 | ±0.50 |
| ≥6.0-＜8.0 | ±0.65 | ±0.60 | ±0.70 | ±0.60 |
对于厚度的测量位置，国标规定为厚度测量点距钢带边部不小于40mm；美标厚度测量点规定为不少于3/8英寸（9.52mm）处；日标规定测量厚度的部位距边不小于25mm的任意点。根据三种标准规定的对比，从标准角度来看美标厚度测量位置对断面厚度控制来说难度大，要求水平较高；日标次之；国标对断面厚度控制要求最低。
2.4.2宽度偏差
表5、表6为钢带宽度允许偏差。对于宽度偏差，国标和日标的偏差规定基本相同，均对钢带切边和不切边的宽度偏差作出了规定。对切边钢带日标还以6mm厚度为界，规定了不同的宽度偏差。大于6mm厚度为界，规定了不同的宽度偏差。大于6mm厚度的钢带宽度偏差实际上已与热轧中板（切边）的宽度偏差接轨。
表5 GB709宽度允许偏差/mm
| 宽度 | 偏差 | |
| 切边宽度偏差 | ＞1000 | +10 |
| 不切边宽度偏差 | ＞1000 | +30 |
表6 JIS G4306宽度允许偏差/mm
| 切部状态 | 厚度 | ≥630-＜1000 | ≥1000 |
| 轧边 | +25 | +30 | |
| 切边 | ＜6.0 | +10 | +10 |
| 切边 | ≥6.0 | +10 | +15 |
2.4.3镰刀弯
国标规定钢带镰刀弯每米不大于3mm；美标要求钢带镰刀弯小于2.38mm/2438mm（长度）；日标要求的钢带镰刀弯最大值（头、尾部分除外）在宽度≥630mm时，每2000mm长度（任意）为5mm。由上述规定可以看出美标镰刀弯要求最严格，日标要求较松。
2.4.4钢带实物不平度
美标对钢带的不平度作了最大偏差的规定（表7），国标和日标对钢不平度最大偏差未作出规定。从实际生产角度来看，美标的不平度允许偏差要求较严，在实际不锈钢钢带生产中属较好水平。
表7 美标ASTM A480对未经平整的钢带不平度允许偏差/mm
| 厚度 | 宽度 | 不平度 |
| ＜0.062(1.57) | ＞1524 | 25.4 |
| ＞914-1524 | 19 | |
| ≥0.062(1.57 | ＜1524 | 12.7 |
注：不平度允许偏差指与水平的最大偏差。
2.4.5钢卷塔形
国标对钢卷的塔形高度作了规定（表8）；美标和日标对塔形没有规定。但在钢带的实际生产中，各热轧带钢厂对塔形均作为重点质量指标进行控制。
表8 GB709规定的塔形高度/mm
| 厚度 | 塔形高度 | |
| 钢带宽度（＞1000） | ＜2.5 | 80 |
| ≥2.5 | 70 |
2.5不锈钢的热处理和性能检验
2.5.1不锈钢热处理
不锈钢热处理是为了保证钢材的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能达到使用要求。对于不锈钢的热处理制度，国标和日标规定基本相同。对奥氏体、双相钢、铁素体、马氏体、沉淀硬化不锈钢均作出了较详细的规定（建议）。美标规定奥氏体不锈钢应应用固溶退火，然后水淬或快冷；对含钛奥氏体不锈钢腐蚀试样检验建议敏化热处理后进行，钢材也可进行稳定化退火，以满足腐蚀试验和腐蚀性能要求。美标中特别提到应注意不锈钢中碳含量的提高会使钢的耐晶间腐蚀性能降低。
对于马氏体、铁素体不锈钢，美标要求进行热处理，达到力学性能和抗弯性能的要求，并获得耐晶间腐蚀性能。
2.5.2力学性能检验项目
不锈钢带热处理后，检验力学性能。国标、美标、日标规定的力学性能检验项目基本相同（表9）。国标和日标力学性能数值均采用公制单位，并且相同钢种的力学性能数值一致，硬度试验有三种（布氏、洛氏B和维氏）硬度可供选择使用。美标采用英制和公制两种单位，在同钢种的力学性能数值上与国标和日标存在着差异，并且钢板的硬度试验只有两种（面氏、洛氏B）硬度可供选择。
表9 不锈钢力学性能检查项目
| 钢类 | 检验项目 | ||||
| 奥氏体型 | σb | σ0.2 | δ5 | 硬度 | |
| 铁素体型 | σb | σ0.2 | δ5 | 硬度 | 弯曲 |
| 马氏体型 | σb | σ0.2 | δ5 | 硬度 | 弯曲 |
2.5.3耐腐蚀性能
耐腐蚀性能检验主要是检查钢材的耐晶间腐蚀能力。对奥氏体超低碳钢、含钛不锈钢试样要先经敏化处理，再进行检验。
国标与日标在常用腐蚀试验方法上完全相同。共定义了6种腐蚀性能检验方法：
a.10%草酸浸蚀试验；
b.硫酸、硫酸铁试验；
c.65%硝酸试验；
d.硫酸一硫酸铜试验；
e.5%硫酸腐蚀试验；
f.盐雾腐蚀试验。
试验钢种均为（300系列）奥氏体不锈钢。对于以上6种检验方法之外的腐蚀方式检验，国标规定由供需双方协商确定。除了以上内容外，对于美标来说，还规定对200系列和400系列不锈钢钢种，如需耐腐蚀性能检验，由供需双方协商确定。
2.6表面质量
对于钢带的表面质量，国标、美标、日标的描述均不相同。目标文字简单明了，仅规定“钢带不得有使用上有害的缺陷。但由于钢带一般没有清除缺陷的机会，所以可以带有少许不正常部分”。美标与日标不同的是“钢板可以经过研磨去掉表面缺陷，但这样的研磨浓度不得超过产品厚度和宽度允许偏差。研磨时应采用无铁砂轮”。国标GB 4237标准也适用于钢板的判定，所以在表面质量条款中文字表述较为复杂，对含钛不锈钢的钢板表面质量需要供需双方协商规定。
2.7取样数量
从取样数量和取样部位来看，美标对钢带性能的均匀性较为重视，在钢带的头尾无法取硬度试样，当两个硬度试样值相差大于5HRB时，必须在卷的两端取样进行拉力试验。国标对腐蚀试验规定取2个试样，主要是为了保证腐蚀检验的准确性，防止由于钢材以外的原因影响腐蚀性能检验的准确性。具体试验取样数量见表10。
表10 国标、美标、日标钢带取样数量
| 检验项目 | 美标 | 日标 | 国标 |
| 拉力 | 1个以上（屈服、抗拉） | 1个 | 1个 |
| 硬度 | 2个以上（在卷的每一端各做一次） | 1个 | 1个 |
| 弯曲 | 1个以上 | 1个 | 1个 |
| 腐蚀 | 1个 | 1个 | 2个 |
| 化学成分 | 1个 | 1个 | 1个 |
3、结束语
（1）随着不锈钢钢带进口数量的不断增加，美标、日标钢带标准也越来越广泛地在国内使用，尤其是日标与国标的基本内容结构相当，对国内不锈钢钢带的需求有一定的针对性。日标采用公制单位，钢种的力学性能基本与国标一致；在钢带偏差方面比国标灵活，适用于不同层次的民用、工业用和高档装饰用途的不锈钢钢带。
（2）美标内容全面详细，并且易懂。现在进口量较大，国内对美标已有所了解，美标采用英制单位，但也有公制单位数值对比。钢种方面美标ASTM A420数量较多，划分较细，在不锈钢钢种细分上可供参考。
（3）随着我国不锈钢市场国际化程度的不断深化，国标热轧不锈钢钢带在钢种和标准内容方面应不断适应国际市场的要求，才能面对世界大市场。
