Горячая и холодная прокатка — это процессы формирования стальных листов или профилей, которые оказывают большое влияние на структуру и свойства стали.
Прокатка стали в основном представляет собой горячую прокатку, тогда как холодная прокатка обычно используется только для производства стальной продукции точных размеров, такой как небольшие стальные профили и тонкие пластины.
Распространенные ситуации холодной и горячей прокатки стали:
Проволока: диаметром 5,5-40 мм, в бухтах, полностью горячекатаная. После холодного волочения он относится к холоднотянутому материалу.
Круглая сталь: Помимо блестящей стали с точными размерами, ее обычно горячекатаную, а также кованую сталь (со следами ковки на поверхности).
Полоса стальная: как горячекатаная, так и холоднокатаная, а холоднокатаная продукция, как правило, тоньше.
Стальные пластины. Холоднокатаные пластины, как правило, тоньше, например, автомобильные пластины; есть больше горячекатаных листов средней толщины, некоторые имеют толщину, аналогичную холоднокатаным, и их внешний вид явно отличается.
Уголок стальной: цельнокатаный.
Трубы стальные: как сварные, горячекатаные, так и холоднотянутые.
Швеллерная и Н-образная сталь: горячекатаная.
Арматура: горячекатаная сталь.
Горячекатаный
По определению, стальные слитки или заготовки трудно деформировать и обрабатывать при комнатной температуре. Для прокатки их обычно нагревают до температуры от 1100 до 1250 градусов. Этот процесс прокатки называется горячей прокаткой.
Конечная температура горячей прокатки обычно составляет от 800 до 900 градусов, после чего она обычно охлаждается на воздухе, поэтому состояние горячей прокатки эквивалентно нормализующей обработке.
Большинство стальных изделий прокатывают методами горячей прокатки. Сталь, поставляемая в горячекатаном состоянии, имеет на своей поверхности под действием высокой температуры слой окалины оксида железа, поэтому она обладает определенной степенью коррозионной стойкости и может храниться на открытом воздухе.
Однако этот слой окалины оксида железа также делает поверхность горячекатаной стали шероховатой, а размеры сильно колеблются. Поэтому сталь с гладкой поверхностью, точными размерами и хорошими механическими свойствами должна производиться с использованием в качестве сырья горячекатаных полуфабрикатов или готовых изделий, а затем подвергаться холодной прокатке.
Преимущество:
Скорость формования высокая, производительность высокая, покрытие не повреждается. Ему можно придать различные формы поперечного сечения, чтобы адаптироваться к потребностям условий использования; Холодная прокатка может вызвать большую пластическую деформацию стали, тем самым увеличивая предел текучести стали.
Недостаток:
1. Хотя в процессе формования не происходит горячего пластического сжатия, в сечении все еще остаются остаточные напряжения, которые неизбежно влияют на общие и местные характеристики потери устойчивости стали;
2. Холоднокатаные стальные профили обычно имеют открытые секции, что приводит к снижению жесткости профиля при свободном кручении. Он склонен к скручиванию при изгибе и короблению при кручении при воздействии давления, а его сопротивление кручению низкое;
3. Толщина стенок холоднокатаной штампованной стали невелика, а в углах соединения пластин нет утолщений, поэтому способность выдерживать локализованные сосредоточенные нагрузки слаба.
Холоднокатаные
Холодная прокатка — это метод прокатки, при котором давление валков сжимает сталь при комнатной температуре и изменяет ее форму. Хотя этот процесс также нагревает стальную пластину, его по-прежнему называют холодной прокаткой. В частности, при холодной прокатке в качестве сырья используются горячекатаные стальные рулоны, которые травят для удаления окалины, а затем обрабатывают под давлением. Готовая продукция представляет собой жесткокатаные рулоны.
В целом,холоднокатаная стальтакие как оцинкованные и цветные стальные пластины, должны быть отожжены, поэтому их пластичность и удлинение также хорошие, и они широко используются в автомобилях, бытовой технике, метизах и других отраслях. Поверхность холоднокатаных листов имеет определенную гладкость и гладкая на ощупь, главным образом, за счет травления. Качество поверхности горячекатаных листов, как правило, не соответствует предъявляемым требованиям, поэтому горячекатаные стальные полосы необходимо подвергать холодной прокатке. Самая тонкая толщина горячекатаных стальных полос обычно составляет 1,0 мм, а холодная прокатка может достигать 0,1 мм. Горячая прокатка — это прокатка выше температуры кристаллизации, а холодная прокатка — прокатка ниже температуры кристаллизации.
Изменение формы стального материала, вызванное холодной прокаткой, представляет собой непрерывную холодную деформацию. Холодное упрочнение, вызванное этим процессом, увеличивает прочность и твердость прокатанного рулона и снижает показатель вязкости и пластичности.
Для конечного использования холодная прокатка ухудшает характеристики штамповки и продукт подходит для деталей с простой деформацией.
Преимущество:
Он может разрушить литейную структуру стального слитка, измельчить зерна стали и устранить дефекты микроструктуры, тем самым делая структуру стали плотной и улучшая механические свойства. Это улучшение в основном отражается на направлении прокатки, так что сталь больше не является в определенной степени изотропной; Образовавшиеся при заливке пузыри, трещины и рыхлости также можно заваривать под действием высокой температуры и давления.
Недостаток:
1. После горячей прокатки неметаллические включения (в основном сульфиды, оксиды и силикаты) внутри стали спрессовываются в тонкие листы, вызывая расслоение. Расслоение значительно ухудшает свойства стали на растяжение по направлению толщины и может вызвать межслойный разрыв при усадке сварного шва. Местная деформация, вызванная усадкой сварного шва, часто достигает в несколько раз деформации предела текучести, что намного превышает деформацию, вызванную нагрузкой;
2. Остаточные напряжения, вызванные неравномерным охлаждением. Остаточное напряжение – это внутреннее самоуравновешенное напряжение в отсутствие внешней силы. Такими остаточными напряжениями обладают горячекатаные стальные профили различного сечения. Как правило, чем больше размер поперечного сечения стального профиля, тем больше остаточное напряжение. Хотя остаточные напряжения являются самоуравновешенными, они все же оказывают определенное влияние на работу стальных деталей под действием внешних сил. Например, это может оказать неблагоприятное воздействие на деформацию, стабильность, сопротивление усталости и т. д.
Подведем итог:
Разница между холодной прокаткой и горячей прокаткой заключается в основном в температуре процесса прокатки. «Холодный» означает нормальную температуру, а «горячий» означает высокую температуру.
С металлургической точки зрения границу между холодной прокаткой и горячей прокаткой следует различать по температуре рекристаллизации. То есть прокатка ниже температуры рекристаллизации является холодной прокаткой, а прокатка выше температуры рекристаллизации – горячей прокаткой. Температура рекристаллизации стали составляет 450-600 градусов.
Основные различия между горячей прокаткой и холодной прокаткой заключаются в следующем:
1. Внешний вид и качество поверхности:
Поскольку холодный лист получается из горячего листа после процесса холодной прокатки, а одновременно с холодной прокаткой выполняется некоторая обработка поверхности, качество поверхности холодного листа (например, шероховатость поверхности и т. д.) лучше. чем у горячей пластины, поэтому, если продукт имеет более высокие требования к качеству покрытия, например, к последующей покраске, обычно выбирают холодные пластины. Горячие плиты делятся на маринованные и немаринованные. Поверхность травленых пластин за счет травления имеет нормальный металлический цвет, но травление не проводилось. Поверхность холоднокатаной стали все же не такая высокая, как у холодной стали. Нетравленная сталь обычно имеет на поверхности оксидный слой черного цвета или черный слой Fe3O3. С точки зрения непрофессионала, это выглядит так, как будто его поджарили на огне, и если условия хранения плохие, он обычно немного ржавеет.
2. Производительность. Вообще говоря, в технике нет разницы в механических свойствах горячих и холодных пластин. Хотя холодные листы в процессе холодной прокатки имеют определенный наклеп (но это не исключает ситуаций, когда предъявляются строгие требования к механическим характеристикам), но обращаться с ними нужно по-разному). Предел текучести холодной пластины обычно немного выше, чем у горячей пластины, а также выше твердость поверхности. Конкретная ситуация зависит от степени отжига холодной пластины. Но как бы ни отжигали, прочность холодной пластины выше, чем у горячей.
3. Характеристики формовки. Поскольку характеристики горячих и холодных листов в основном одинаковы, факторы, влияющие на формуемость, зависят от разницы в качестве поверхности. Поскольку качество поверхности холодных пластин, как правило, лучше, чем у стальных пластин из того же материала, формовочный эффект холодной пластины лучше, чем у горячей пластины.