В чем разница между горячей и холодной прокаткой?

Горячая и холодная прокатка — два основных процесса металлообработки, включающие формовку металла посредством пропускания его через валки. Хотя оба метода направлены на уменьшение толщины металла и достижение желаемых механических свойств, они существенно различаются по температуре, получаемой микроструктуре и механическим характеристикам.

Различия между горячей и холодной прокаткой

Горячая прокатка

Процесс:

Горячая прокатка подразумевает обработку металла при температурах выше температуры рекристаллизации. Это означает, что металл нагревается до температуры, при которой происходит перестройка внутренней структуры зерен и образование новых, свободных от деформаций зерен. Эта непрерывная рекристаллизация предотвращает деформационное упрочнение во время деформации.

Основные характеристики:

Температура: Выше температуры рекристаллизации (обычно около 950–1200 °C для стали).

Деформация: Значительное обжатие толщины возможно за один проход благодаря снижению прочности металла и повышению его пластичности при высоких температурах.

Энергопотребление: Высокое из-за необходимости нагрева металла, но при этом требуется меньшее усилие прокатки.

Качество поверхности: Как правило, имеет более шероховатую, окисленную поверхность из-за образования окалины при высоких температурах. Часто требуется удаление окалины.

Точность размеров: Менее точная из-за термического расширения и сжатия, что затрудняет соблюдение жестких допусков.

Микроструктура: Формирует более однородную, равноосную (примерно одинаковую во всех измерениях) структуру зерна, что может повысить вязкость и пластичность.

Механические свойства: Более низкие прочность и твёрдость по сравнению с холоднокатаной продукцией, но улучшенные пластичность и формуемость.

Остаточные напряжения: Как правило, очень низкие остаточные напряжения, поскольку высокая температура способствует снятию напряжений.

Области применения:

Горячая прокатка используется для объёмной деформации и производства крупногабаритных конструкционных деталей. Примеры:

Конструкционная сталь (двутавровые балки, двутавровые балки, швеллеры)

Железнодорожные пути

Листы для судостроения и строительства

Бесшовные трубы

Первичная раскатка слитков и заготовок

Холодная прокатка

Процесс:

Холодная прокатка представляет собой обработку металла при комнатной температуре (ниже температуры рекристаллизации). Деформация происходит путем продавливания металла через валки, что приводит к пластической деформации зерен и упрочнению.

Основные характеристики:

Температура: Комнатная температура.

Деформация: Обычно толщина металла за проход меньше из-за более высокой прочности и меньшей пластичности металла. Часто требуется несколько проходов.

Энергопотребление: Меньше из-за нагрева, но требуется гораздо большее усилие прокатки, что требует более мощных прокатных станов.

Качество поверхности: Отличная, гладкая и блестящая поверхность благодаря отсутствию окалины.

Точность размеров: Высокая точность с жесткими допусками, достигаемыми благодаря отсутствию термического расширения и сжатия.

Микроструктура: Образует удлиненную, деформированную структуру зерен, что может повысить прочность и твердость.

Механические свойства: Повышенные прочность, твердость и предел текучести благодаря упрочнению, но сниженная пластичность.

Остаточные напряжения: Высокие остаточные напряжения часто возникают из-за неравномерной деформации и неспособности материала снимать напряжения при комнатной температуре.

Их можно снизить с помощью отжига после прокатки.

Области применения:

Холодная прокатка используется в изделиях, где критичны качество поверхности, точность размеров и улучшенные механические свойства. Примеры:

Автомобильные кузовные панели

Бытовая техника (холодильники, стиральные машины)

Мебель

Прецизионные трубы

Белая жесть

Компоненты для аэрокосмической промышленности

Сводная таблица

Вот таблица, суммирующая основные различия:

Вышеизложенное посвящено различию между холодной и горячей прокаткой. Горячая и холодная прокатка — это два различных процесса металлообработки, используемых для формования и укрепления металлических листов и других изделий. Хотя оба процесса предполагают прохождение металла через валки, температура, при которой это происходит, существенно различается в свойствах и областях применения конечного продукта.