Горячая и холодная прокатка — два жизненно важных процесса формовки стальных листов и профилей., которые существенно изменяют внутреннюю микроструктуру и механические свойства стали.. В чем их существенные различия?
Производство стали в основном осуществляется за счет горячей прокатки.. Холодная прокатка применяется только для производства продукции точных размеров, включая сталь малого сечения и тонкие стальные листы..
Обычные стальные изделия: Горячекатаный против холоднокатаного
- Катанка: Диаметр 5,5 ~ 40 мм, спиральная форма, все горячекатаные; Холоднотянутая проволока относится к материалам, подвергшимся холодной обработке после вторичной вытяжки..
- Круглый стержень: Большинство из них подвергаются горячей прокатке, за исключением прецизионной круглой стали с блестящей отделкой.; кованые круглые прутки имеют видимые следы ковки на поверхностях.
- Полосовая сталь: Доступны как горячекатаные, так и холоднокатаные типы.; холоднокатаная полоса обычно тоньше.
- Стальная пластина: Холоднокатаные листы тонкие., широко используется для автомобильных панелей; середина & тяжелые листы в основном подвергаются горячей прокатке с четким внешним видом поверхности..
- Угловая сталь: 100% горячекатаный.
- Стальная труба: Сварные трубы могут быть горячекатаными или холоднотянутыми..
- Швеллер стальной & двутавровая балка: Только горячекатаное производство.
- Арматурный стержень: Чистый горячекатаный прокат.
Введение в процесс горячей прокатки
Стальные слитки и стальные заготовки имеют плохую пластичность при температуре окружающей среды и плохо деформируются.. Горячая прокатка относится к прокатке стали после нагрева сырья до 1100℃~1250℃..
Конечная температура горячей прокатки колеблется от 800 ℃ до 900 ℃., с последующим естественным воздушным охлаждением. Готовая горячекатаная сталь эквивалентна полученной нормализующей термообработке..
Большая часть стальной продукции производится методом горячей прокатки.. Под действием высокой температуры на поверхности образуется плотная накипь оксида железа., обеспечение базовой коррозионной стойкости, поэтому горячекатаную сталь можно хранить на открытом воздухе.
Тем не менее, оксидная окалина приводит к шероховатой поверхности и большому размерному допуску. Для стали, требующей гладкой поверхности, высокая точность размеров и превосходные механические характеристики, горячекатаные рулоны-полуфабрикаты используются в качестве сырья для последующей холодной прокатки..
Преимущества горячего прокатывания
- Высокая скорость формования, высокая производительность, отсутствие повреждений поверхностного покрытия; различные профили поперечного сечения могут быть адаптированы к различным условиям эксплуатации..
- При горячей прокатке возникает сильная пластическая деформация., эффективно повышает предел текучести стали.
Недостатки горячей прокатки
- Остаточные внутренние напряжения остаются внутри поперечного сечения без горячего пластического сжатия., негативное влияние на глобальную и локальную устойчивость стальных компонентов к продольному изгибу.
- Большинство горячекатаных профилей представляют собой открытые профили с низкой жесткостью при свободном кручении., склонен к скручиванию при изгибающей нагрузке и изгибно-крутильному выпучиванию при сжатии, что приводит к слабому сопротивлению скручиванию.
- Горячекатаная сталь имеет тонкую стенку без утолщений в углах соединения листов., что приводит к плохой несущей способности при местных сосредоточенных нагрузках.
Введение в процесс холодной прокатки
Холодная прокатка формирует сталь путем непрерывной роликовой экструзии при комнатной температуре.. Хотя тепло трения повышает температуру пластины во время обработки., его до сих пор классифицируют как холодную штамповку. Конкретно, холодная прокатка использует в качестве сырья горячекатаные стальные рулоны, удаляет оксидную окалину путем травления, и проводит формовку под давлением для производства твердокатаных рулонов.
Холоднокатаная сталь, такая как оцинкованная сталь и сталь с цветным покрытием, должна пройти обработку отжигом., обеспечение превосходной пластичности и удлинения. Эти материалы широко используются в автомобилестроении., бытовая техника и оборудование для промышленности. Холоднокатаные листы имеют гладкую поверхность., блестящие поверхности благодаря процедурам травления. Горячекатаная полоса не может соответствовать высоким стандартам качества поверхности и поэтому требует обработки холодной прокаткой.. Минимальная толщина горячекатаной полосы составляет около 1,0 мм., в то время как холоднокатаная полоса может достигать толщины 0,1 мм..
Металлургически, горячую прокатку производят выше температуры рекристаллизации стали., при этом холодная прокатка работает ниже температуры рекристаллизации.
Непрерывная холодная деформация при холодной прокатке приводит к наклепу., увеличение прочности на разрыв и твердость рулонов жесткого проката, но снижение пластичности и удлинения.
Для конечного производства, нагартование ухудшает характеристики штамповки, сделать холоднокатаную сталь пригодной только для изготовления деталей с простой формовочной деформацией.
Преимущества холодной прокатки
- Разрушает грубую литейную микроструктуру стальных слитков., уточняет размер зерна и устраняет микроструктурные дефекты, достижение компактной текстуры стали и оптимизированных механических свойств. Улучшение свойств более заметно в направлении прокатки., сделать сталь анизотропной.
- Пузыри, микротрещины и пористость, образующиеся во время литья, можно заваривать при высокой температуре и усилии прокатки..
Недостатки холодной прокатки
- Неметаллические включения (сульфиды, оксиды, силикаты) внутренняя сталь расплющивается в тонкие листы после горячей прокатки, вызывая расслоение. Расслоение резко снижает прочность на растяжение по всей толщине и может вызвать разрыв промежуточного слоя во время усадки сварного шва.. Местная деформация, вызванная сварочной усадкой, может в несколько раз превышать деформацию текучести от внешних нагрузок..
- Неравномерное охлаждение создает остаточное внутреннее напряжение., который поддерживает саморавновесие внутри стали без внешней силы. Все горячекатаные профили содержат остаточные напряжения., и большие размеры сечения соответствуют более высоким уровням остаточных напряжений. Хоть и сбалансированный, остаточные напряжения ухудшают стабильность деформации и усталостную прочность деталей при внешних нагрузках..
Основной стандарт отличия: Температура рекристаллизации
Принципиальное различие между холодной прокаткой и горячей прокаткой заключается в температуре прокатки.: холодная прокатка протекает при комнатной температуре, в то время как горячая прокатка использует высокотемпературную обработку.
Из металлургической теории, разделительная линия — температура рекристаллизации стали: прокатка при температуре рекристаллизации ниже 450 ℃ ~ 600 ℃ является холодной прокаткой.; прокатка выше этого порога является горячей прокаткой.
Три основных практических различия между горячекатаным прокатом & Холоднокатаная сталь
1. Внешний вид поверхности & Заканчивать
Холоднокатаные листы производятся из горячекатаных рулонов с дополнительной отделкой поверхности., обеспечивая превосходную шероховатость и гладкость поверхности. Холоднокатаные листы предпочтительнее, если качество последующей окраски или покрытия имеет решающее значение..
Горячекатаный прокат включает травленые и нетравленные марки.: травленая горячекатаная сталь имеет стандартный металлический блеск, но более низкую гладкость по сравнению с холоднокатаной сталью.; нетравленная горячекатаная сталь покрыта слоями темного оксида или магнетита, легко развивающаяся ржавчина при плохих условиях хранения.
2. Механические характеристики
В общих инженерных приложениях, горячекатаная и холоднокатаная сталь считаются эквивалентными по механическим свойствам.. Холоднокатаная сталь обладает эффектом наклепа.; Холоднокатаные листы имеют несколько более высокий предел текучести и поверхностную твердость в зависимости от степени отжига.. Даже после полного отжига, Холоднокатаная сталь сохраняет более высокую прочность, чем горячекатаные аналоги.. Особые требования к механическим характеристикам требуют отдельного выбора материала..
3. Формирование производительности
Учитывая схожие базовые механические параметры, качество формовки в основном зависит от качества поверхности. Холоднокатаная сталь с более гладкими поверхностями обеспечивает лучший эффект штамповки и формовки для идентичных марок стали..