熱軋和冷軋都是鋼板或型材成型的工序,它們對鋼材的組織和性能有很大的影響。
隔熱管托用金屬材料的軋制主要以熱軋為主,冷軋通常只用于生產(chǎn)小號型鋼和薄板等尺寸精密的鋼材。
常見鋼材冷熱軋情況:
線材:直徑5.5-40毫米,盤卷狀,全是熱軋材。經(jīng)過冷拔后就屬于冷拔材。
圓鋼:除了尺寸精密的光亮材以外一般都是熱軋,也有鍛材(表面有鍛造痕跡)。
帶鋼:熱軋冷軋都有,冷軋材一般較薄。
鋼板:冷軋板一般較薄,比如汽車用板;熱軋中厚板較多,有與冷軋類似厚度的,外觀明顯不同。
角鋼:全是熱軋。
鋼管:焊接熱軋和冷拔都有。
槽鋼及H型鋼:熱軋。
鋼筋:熱軋材。
熱軋
從定義上來說,鋼錠或鋼坯在常溫下很難變形,不易加工,一般加熱到1100~1250℃進(jìn)行軋制,這種軋制工藝叫熱軋。隔熱管托用金屬材料熱軋的終止溫度一般為800~900℃,之后一般在空氣中冷卻,因而熱軋狀態(tài)相當(dāng)于正火處理。大部分鋼材都用熱軋方法軋制。熱軋狀態(tài)交貨的鋼材,由于高溫的緣故,表面生成一層氧化鐵皮,因而具有一定的耐蝕性,可露天存放。但這層氧化鐵皮也使熱軋鋼材表面粗糙,尺寸波動(dòng)較大,所以要求表面光潔、尺寸精確、力學(xué)性能好的鋼材,要用熱軋半成品或成品為原料再冷軋生產(chǎn)。
優(yōu)點(diǎn):成型速度快、產(chǎn)量高,且不損傷涂層,可以做成多種多樣的截面形式,以適應(yīng)使用條件的需要;冷軋可以使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形,從而提高了鋼材的屈服點(diǎn)。
缺點(diǎn):
1.雖然成型過程中沒有經(jīng)過熱態(tài)塑性壓縮,但截面內(nèi)仍然存在殘余應(yīng)力,對鋼材整體和局部屈曲的特性必然產(chǎn)生影響;
2.冷軋型鋼樣式一般為開口截面,使得截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低。在受彎時(shí)容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn),受壓時(shí)容易出現(xiàn)彎扭屈曲,抗扭性能較差;
3.冷軋成型鋼壁厚較小,在板件銜接的轉(zhuǎn)角處又沒有加厚,承受局部性的集中荷載的能力弱。
冷軋
冷軋,是指在常溫下,用軋輥的壓力擠壓鋼材,改變鋼材形狀的軋制方法。盡管加工過程也會(huì)使鋼板升溫,但仍然稱為冷軋。具體一點(diǎn)說,冷軋用熱軋鋼卷為原料,經(jīng)酸洗去除氧化皮后進(jìn)行壓力加工,其成品為軋硬卷。一般冷軋鋼如鍍鋅、彩鋼板都須退火,所以塑性和延伸率也較好,廣泛應(yīng)用于汽車、家電、五金等行業(yè)。冷軋板表面有一定的光潔度,手摸起來比較光滑,主要是酸洗之功。熱軋板一般表面光潔度達(dá)不到要求,所以熱軋鋼帶需冷軋,還有熱軋鋼帶厚度最薄一般在1.0mm,冷軋可達(dá)到0.1mm。隔熱管托用金屬材料熱軋是結(jié)晶溫度點(diǎn)以上的軋制,冷軋是結(jié)晶溫度點(diǎn)以下的軋制。冷軋對鋼材形狀的改變屬于連續(xù)冷變形,此過程引起的冷作硬化使軋硬卷的強(qiáng)度、硬度上升、韌塑指標(biāo)下降。對終端使用來說,冷軋使沖壓性能惡化,產(chǎn)品適用于簡單變形的零件。
優(yōu)點(diǎn):可以破壞鋼錠的鑄造組織,細(xì)化鋼材的晶粒,并消除顯微組織的缺陷,從而使鋼材組織密實(shí),力學(xué)性能得到改善。這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上,從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體;澆注時(shí)形成的氣泡、裂紋和疏松,也可在高溫和壓力作用下被焊合。
缺點(diǎn):
1.經(jīng)過熱軋之后,隔熱管托用鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物(主要是硫化物和氧化物,還有硅酸鹽)被壓成薄片,出現(xiàn)分層現(xiàn)象。分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化,并且有可能在焊縫收縮時(shí)出現(xiàn)層間撕裂。焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時(shí)常達(dá)到屈服點(diǎn)應(yīng)變的數(shù)倍,比荷載引起的應(yīng)變大得多;
2.不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在沒有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力,各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應(yīng)力,一般型鋼截面尺寸越大,殘余應(yīng)力也越大。殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的,但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩(wěn)定性、抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用。
總結(jié):隔熱管托用金屬材料冷軋與熱軋的分別主要是軋制過程的溫度。“冷”為常溫,“熱”為高溫。從金屬學(xué)的觀點(diǎn)看,冷軋與熱軋的界限應(yīng)以再結(jié)晶溫度來區(qū)分。即低于再結(jié)晶溫度的軋制為冷軋,高于再結(jié)晶溫度的軋制為熱軋。鋼的再結(jié)晶溫度為450~600℃。