Le laminage à chaud et le laminage à froid sont deux procédés de formage essentiels pour les tôles et profilés en acier., qui modifient considérablement la microstructure interne et les propriétés mécaniques de l’acier. Quelles sont leurs différences essentielles?
La production d'acier repose principalement sur le laminage à chaud. Le laminage à froid n'est adopté que pour fabriquer des produits de taille précise, notamment des profilés d'acier de petite taille et des tôles d'acier minces..
Produits en acier courants: Laminé à chaud VS laminé à froid
- Fil machine: Diamètre 5,5 ~ 40 mm, forme enroulée, tout laminé à chaud; le fil étiré à froid appartient au matériau traité à froid après étirage secondaire.
- Barre ronde: La plupart sont laminés à chaud, sauf l'acier rond à finition brillante de précision; les barres rondes forgées portent des marques de forgeage visibles sur les surfaces.
- Bande d'acier: Types laminés à chaud et à froid disponibles; la bande laminée à froid est généralement plus fine.
- Plaque d'acier: Les tôles laminées à froid sont fines, largement utilisé pour les panneaux automobiles; moyen & les tôles lourdes sont pour la plupart laminées à chaud avec des aspects de surface distincts.
- Angle: 100% laminé à chaud.
- Tuyau en acier: Les tuyaux soudés peuvent être laminés à chaud ou étirés à froid.
- Acier de canal & Poutre en H: Production laminée à chaud uniquement.
- Barre de renfort: Produit pur laminé à chaud.
Introduction au processus de laminage à chaud
Les lingots d'acier et les ébauches d'acier ont une mauvaise plasticité à température ambiante et sont difficiles à déformer. Le laminage à chaud fait référence au laminage de l'acier après avoir chauffé les matières premières à 1 100 ℃ ~ 1 250 ℃..
La température de finition du laminage à chaud varie de 800℃ à 900℃, suivi d'un refroidissement naturel par air. L'acier laminé à chaud fini équivaut à recevoir un traitement thermique de normalisation.
Most steel products are manufactured via hot rolling. Une calamine dense d'oxyde de fer se forme à la surface à haute température, offrant une résistance de base à la corrosion afin que l'acier laminé à chaud puisse être stocké à l'extérieur.
Néanmoins, la calamine d'oxyde conduit à une surface rugueuse et à une grande tolérance dimensionnelle. Pour l'acier nécessitant une surface lisse, précision dimensionnelle stricte et performances mécaniques supérieures, les bobines semi-finies laminées à chaud sont utilisées comme matières premières pour un laminage à froid ultérieur.
Avantages du roulement chaud
- Fast forming speed, rendement élevé, aucun dommage au revêtement de surface; divers profils de section transversale peuvent être personnalisés pour s'adapter à diverses conditions de service.
- Une déformation plastique importante se produit lors du laminage à chaud, augmentant efficacement la limite d'élasticité de l'acier.
Inconvénients du laminage à chaud
- La contrainte interne résiduelle reste à l'intérieur de la section transversale sans compression plastique chaude, ayant un impact négatif sur la résistance au flambement globale et locale des composants en acier.
- La plupart des sections laminées à chaud sont des profilés ouverts avec une faible rigidité en torsion libre, sujet à la torsion sous charge de flexion et au flambement par flexion-torsion sous compression, ce qui entraîne une faible résistance à la torsion.
- L'acier laminé à chaud présente une épaisseur de paroi mince sans épaississement aux coins des joints de plaque, conduisant à une faible capacité portante sous des charges concentrées locales.
Introduction au processus de laminage à froid
Laminage à froid de l'acier façonné par extrusion continue au rouleau à température ambiante. Bien que la chaleur de friction augmente la température de la plaque pendant le traitement, il est toujours classé comme formage à froid. Spécifiquement, le laminage à froid utilise des bobines d'acier laminées à chaud comme matière première, élimine le tartre d'oxyde par décapage, et effectue un formage sous pression pour produire des bobines laminées dures.
L'acier laminé à froid tel que l'acier galvanisé et l'acier revêtu de couleur doit subir un traitement de recuit, offrant une excellente plasticité et un excellent allongement. Ces matériaux sont largement utilisés dans l'automobile, industries de l'électroménager et de la quincaillerie. Les plaques laminées à froid sont lisses, surfaces brillantes grâce aux procédés de décapage. Les bandes laminées à chaud ne peuvent pas répondre aux normes élevées de finition de surface et nécessitent donc un traitement de laminage à froid. L'épaisseur minimale des bandes laminées à chaud est d'environ 1,0 mm, tandis que la bande laminée à froid peut atteindre une épaisseur aussi fine que 0,1 mm.
Métallurgique, le laminage à chaud est effectué au-dessus de la température de recristallisation de l'acier, tandis que le laminage à froid fonctionne en dessous de la température de recristallisation.
La déformation continue à froid pendant le laminage à froid provoque un écrouissage, augmentant la résistance à la traction et la dureté des bobines laminées dures mais réduisant la ductilité et l'allongement.
Pour la fabrication finale, l'écrouissage détériore les performances d'emboutissage, rendre l'acier laminé à froid adapté uniquement aux pièces présentant une simple déformation de formage.
Avantages du laminage à froid
- Décompose la microstructure de coulée grossière des lingots d'acier, affine la taille des grains et élimine les défauts microstructuraux, obtenir une texture d'acier compacte et des propriétés mécaniques optimisées. L'amélioration de la propriété est plus importante dans le sens de roulement, fabrication d'acier anisotrope.
- Bulles, les microfissures et la porosité générées lors de la coulée peuvent être soudées à haute température et avec une force de roulement élevée.
Inconvénients du laminage à froid
- Inclusions non métalliques (sulfures, oxydes, silicates) l'acier intérieur est aplati en feuilles minces après laminage à chaud, déclencher le délaminage. Le délaminage affaiblit considérablement les performances de traction dans l'épaisseur et peut provoquer une déchirure de la couche intermédiaire lors du retrait de la soudure.. La contrainte locale induite par le retrait de soudage peut être plusieurs fois supérieure à la contrainte d'élasticité due aux charges externes..
- Un refroidissement inégal génère des contraintes internes résiduelles, qui maintient l'auto-équilibre à l'intérieur de l'acier sans force externe. All hot rolled sections contain residual stress, et les dimensions de section plus grandes correspondent à des niveaux de contraintes résiduelles plus élevés. Bien qu'auto-équilibré, les contraintes résiduelles altèrent la stabilité de la déformation des composants et la résistance à la fatigue sous des charges externes.
Norme de distinction fondamentale: Température de recristallisation
La différence fondamentale entre le laminage à froid et le laminage à chaud réside dans la température de laminage.: le laminage à froid se déroule à température ambiante, tandis que le laminage à chaud utilise un traitement à haute température.
De la théorie métallurgique, la ligne de démarcation est la température de recristallisation de l'acier: le laminage en dessous de 450 ℃ ~ 600 ℃, la température de recristallisation est un laminage à froid; rouler au-dessus de ce seuil est un laminage à chaud.
Trois différences pratiques majeures entre les produits laminés à chaud & Acier laminé à froid
1. Aspect des surfaces & Finition
Les tôles laminées à froid sont produites à partir de bobines laminées à chaud avec une finition de surface supplémentaire, offrant une rugosité et une douceur de surface bien supérieures. Les tôles laminées à froid sont préférables si la qualité ultérieure de la peinture ou du revêtement est critique.
L'acier laminé à chaud comprend les nuances décapées et non décapées: L'acier laminé à chaud décapé présente un éclat métallique standard mais une douceur inférieure à celle de l'acier laminé à froid.; l'acier laminé à chaud non décapé est recouvert de couches sombres d'oxyde ou de magnétite, Développe facilement de la rouille dans de mauvaises conditions de stockage.
2. Performances mécaniques
Dans les applications d'ingénierie générale, hot rolled and cold rolled steel are considered equivalent in mechanical properties. L'acier laminé à froid a un effet d'écrouissage; les tôles laminées à froid ont une limite d'élasticité et une dureté de surface légèrement plus élevées en fonction du degré de recuit. Même après un recuit complet, l'acier laminé à froid conserve une résistance supérieure à celle de ses homologues laminés à chaud. Des exigences de performances mécaniques particulières exigent une sélection de matériaux séparée.
3. Performances de formage
Étant donné des paramètres mécaniques de base similaires, la qualité du formage dépend principalement de l'état de surface. Cold rolled steel with smoother surfaces achieves better stamping and forming effects for identical steel grades.