Как горячая, так и холодная прокатка — это процессы формования стальных листов или профилей, которые оказывают существенное влияние на структуру и свойства стали.
При прокатке стали в основном используется горячая прокатка, тогда как холодная прокатка обычно используется только для производства стали небольших-размеров, тонких листов и других стальных материалов, требующих точных размеров.
I. Горячая прокатка
По определению, стальные слитки или заготовки трудно деформировать при комнатной температуре и их нелегко обрабатывать. Для прокатки их обычно нагревают до 1100-1250 градусов; этот процесс прокатки называется горячей прокаткой.
Конечная температура горячей прокатки обычно составляет 800-900 градусов, после чего ее обычно охлаждают на воздухе. Поэтому горячекатаное состояние эквивалентно нормализующей обработке.
Большинство стальных материалов прокатывают методом горячей прокатки. Сталь, поставляемая в горячекатаном-состоянии, из-за высокой температуры на поверхности имеет слой окалины из оксида железа, что обеспечивает определенную степень коррозионной стойкости и позволяет хранить ее на открытом воздухе.
Однако этот слой окалины оксида железа также делает поверхность горячекатаной стали шероховатой, и ее размеры значительно колеблются. Поэтому сталь, требующую гладкой поверхности, точных размеров и хороших механических свойств, необходимо производить методом холодной прокатки, используя в качестве сырья горячекатаные-полуфабрикаты или готовую продукцию.
Преимущества:
Быстрая скорость формования, высокая производительность и отсутствие повреждений покрытия. Ему можно придать различную-форму поперечного сечения для удовлетворения потребностей различных применений; Холодная прокатка может вызвать значительную пластическую деформацию стали, тем самым увеличивая предел текучести стали.
Недостатки:
1. Хотя в процессе формования не происходит горячего пластического сжатия, в поперечном сечении все еще существует остаточное напряжение, которое неизбежно влияет на общие и локальные характеристики потери устойчивости стали;
2. Холоднокатаные стальные-профили обычно представляют собой открытые профили, что приводит к низкой жесткости поперечного- сечения при кручении. Они склонны к скручиванию при изгибе и склонны к изгибу-крутильному короблению при сжатии, что приводит к плохому сопротивлению скручиванию;
3. Холоднокатаная-сталь имеет меньшую толщину стенок и не имеет утолщений в углах стыковки листов, что приводит к слабой устойчивости к локализованным сосредоточенным нагрузкам.
II. Холодная прокатка
Холодная прокатка — это метод прокатки, при котором давление валков сжимает сталь при комнатной температуре, изменяя ее форму. Хотя процесс обработки также приводит к нагреву стальной пластины, его все равно называют холодной прокаткой. В частности, при холодной прокатке в качестве сырья используются горячекатаные рулоны-стальной стали. После травления для удаления окалины он подвергается обработке под давлением, в результате чего получается готовый продукт, называемый холоднокатаным рулоном.
Как правило, холоднокатаная сталь, такая как оцинкованная сталь или стальные листы с цветным-покрытием, требует отжига, поэтому она имеет лучшую пластичность и удлинение и широко используется в автомобильной промышленности, производстве бытовой техники и скобяных изделий. Холоднокатаные-листы имеют определенную степень гладкости поверхности и относительно гладкие на ощупь, главным образом благодаря процессу травления. Горяче-листы, как правило, не обладают требуемой гладкостью поверхности, поэтому горяче-прокатные стальные полосы необходимо подвергать холодной-прокатке. Кроме того, самая тонкая горячекатаная- стальная полоса обычно имеет толщину 1,0 мм, тогда как толщина холодной прокатки может достигать 0,1 мм. Горячая прокатка — это прокатка выше температуры кристаллизации, а холодная прокатка — прокатка ниже температуры кристаллизации.
Холодная прокатка изменяет форму стали за счет непрерывной холодной деформации. Холодное упрочнение, вызванное этим процессом, увеличивает прочность и твердость холоднокатаного рулона, одновременно снижая его ударную вязкость и пластичность.
Для конечного-пользования холодная прокатка ухудшает характеристики штамповки, что делает изделие пригодным для изготовления деталей с простой деформацией.
Преимущества:
Он может разрушить литейную структуру стального слитка, уменьшить размер зерна стали и устранить микроструктурные дефекты, тем самым делая структуру стали более плотной и улучшая ее механические свойства. Это улучшение в основном отражается вдоль направления прокатки, так что сталь больше не является в определенной степени изотропной; Пузырьки, трещины и пористость, образующиеся во время литья, также можно сваривать при высокой температуре и давлении.
Недостатки:
1. После горячей прокатки не-металлические включения (в основном сульфиды и оксиды, а также силикаты) внутри стали спрессовываются в тонкие листы, что приводит к расслоению. Расслоение значительно ухудшает свойства стали при растяжении в направлении толщины и может вызвать разрывы межслоев 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 самоуравновешивающееся напряжение-без внешней силы. Все горяче-прокатные стальные профили различного сечения-имеют этот тип остаточных напряжений. Как правило, чем больше размер поперечного- сечения стали, тем больше остаточное напряжение. Остаточные напряжения, хотя и само-уравновешиваются, все же оказывают определенное влияние на работу стальных компонентов под воздействием внешних сил. Например, это может оказать неблагоприятное воздействие на деформацию, стабильность и сопротивление усталости.
III. Краткое содержание:
Основное различие между холодной прокаткой и горячей прокаткой заключается в температуре процесса прокатки. «Холодный» относится к комнатной температуре, а «горячий» — к высокой температуре.
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 горяче-прокатной и холоднокатаной-сталью заключаются в следующем:
1. Внешний вид и качество поверхности:
Поскольку холодно-катаные листы получаются из горяче-катаных листов после процесса холодной прокатки, а холодная прокатка также включает в себя некоторую обработку поверхности, холодно-листы имеют лучшее качество поверхности (например, шероховатость поверхности), чем горяче-катаные листы. Поэтому при высоких требованиях к качеству последующей окраски и покрытия изделия, как правило, выбирают холоднокатаный лист. Горячекатаный-лист подразделяется на травленый и нетравленный. Травленые листы имеют нормальный металлический цвет из-за травления, но поскольку они не подвергаются холодной-прокатке, качество их поверхности не такое высокое, как у холоднокатаных листов. Непротравленные листы обычно имеют на поверхности оксидный слой, который выглядит тусклым или имеет черный слой оксида железа. Проще говоря, они выглядят так, как будто их нагревали, и при хранении в плохих условиях они обычно покрываются ржавчиной.
2. Производительность. Как правило, механические свойства горяче-катаных и холоднокатаных-листов в машиностроении считаются одинаковыми, хотя холодно-листы подвергаются некоторому наклепу в процессе холодной прокатки (однако это не исключает ситуаций, когда существуют строгие требования к механическим свойствам, и в этом случае к ним необходимо относиться по-разному). Холодно-катаные листы обычно имеют немного более высокий предел текучести и поверхностную твердость, чем горяче-катаные листы. Конкретные значения зависят от степени отжига холоднокатаного листа. Однако независимо от процесса отжига прочность холоднокатаных листов выше, чем у горячекатаных.
3. Характеристики формовки. Поскольку характеристики холоднокатаных-и горячекатаных-листов в основном одинаковы, факторы, влияющие на производительность формовки, зависят от различий в качестве поверхности. Поскольку качество поверхности холоднокатаных листов, как правило, лучше, чем у стальных листов из того же материала, холоднокатаные-листы имеют лучшие характеристики формовки, чем горяче-катаные листы.
