¿Cuáles son las diferencias entre el acero-laminado en caliente y el acero laminado-en frío?

Amboslaminación en caliente y laminación en fríoson procesos de conformado importantes para placas o perfiles de acero, y ambos afectan significativamente la microestructura y las propiedades del acero. En la producción real, el laminado en caliente es el método principal de laminado de acero, mientras que el laminado en frío se utiliza principalmente para producir secciones de tamaño pequeño-, placas delgadas y otros productos de acero con requisitos de alta precisión dimensional. Existen diferencias significativas entre los dos en términos de escenarios de aplicación, características del proceso y rendimiento, como se detalla a continuación.

 

 

I. Aplicaciones del laminado en frío y en caliente para productos de acero comunes

Se laminan diferentes perfiles de acero utilizando diferentes métodos, principalmente de la siguiente manera:
* Alambrón: rango de diámetro 5,5-40 mm, en forma de bobina, todo laminado en caliente-; después del estirado en frío, se convierte en material estirado en frío.

* Acero redondo: excepto el acero brillante de dimensiones precisas, la mayoría se lamina en caliente; También hay materiales forjados con marcas de forja en la superficie.

* Flejes de acero: se producen tanto laminados-en caliente como-en frío, siendo los materiales laminados en frío-normalmente más delgados.

Placa de acero: Las placas laminadas en frío-son principalmente delgadas y se utilizan ampliamente en la fabricación de automóviles y otros campos;placas laminadas-en calienteson en su mayoría medianas y gruesas, y también hay especificaciones con espesores similares a las placas laminadas en frío-, pero la apariencia es significativamente diferente.

Acero en ángulo: Todos se producen mediante laminación en caliente.

Tubería de acero: Las tuberías de acero soldadas se producen mediante laminación en caliente y estirado en frío. Los tubos de acero sin costura también se pueden producir mediante procesos de laminación en caliente, laminación en frío o estirado en frío, según los requisitos.

Canal de acero y vigas H-: todos son materiales laminados en caliente-.

Acero de refuerzo: lo más habitual es el material-laminado en caliente. Algunas barras de acero de refuerzo laminadas en caliente-se someten a estirado en frío, trabajo en frío, etc. Las barras de acero de refuerzo acanaladas laminadas en frío-son un producto procesado adicional de las barras de acero de refuerzo redondas-laminadas en caliente.

 

II. Proceso y características de laminación en caliente.

(I) Definición del proceso

Los lingotes o palanquillas de acero son difíciles de deformar y procesar a temperatura ambiente y, por lo general, deben calentarse a 1100 ~ 1250 grados para poder laminarlos. Este proceso se llama laminación en caliente. La temperatura final del laminado en caliente es generalmente de 800-900 grados, después de lo cual se enfría principalmente de forma natural al aire. Por tanto, el estado laminado en caliente equivale a normalizar el acero.

Desde una perspectiva metalúrgica, el laminado en caliente es el laminado realizado por encima de la temperatura de recristalización del acero (450-600 grados). El proceso general de producción de acero es: fabricación de hierro-fabricación de acero-fundición continua (o fundición de lingotes)-laminación en caliente (producción de-productos laminados en caliente)-laminación en frío (producción de productos laminados en frío).

La mayoría de los productos de acero se laminan mediante el método de laminación en caliente. El acero-laminado en caliente, debido a la alta temperatura, forma una capa de incrustaciones de óxido de hierro en su superficie, lo que proporciona un cierto grado de resistencia a la corrosión y permite el almacenamiento al aire libre-.

(II) Ventajas y desventajas

Ventajas: Puede alterar la estructura de fundición de los lingotes de acero, refinar los granos de acero, eliminar defectos microestructurales, hacer que la estructura de acero sea más densa y mejorar sus propiedades mecánicas. Esta mejora se refleja principalmente en la dirección de rodadura; las burbujas, grietas y porosidades formadas durante la fundición se pueden soldar entre sí a alta temperatura y presión; tiene una velocidad de conformado rápida y un alto rendimiento, y se puede procesar en varias formas de sección transversal-para cumplir con diferentes requisitos de aplicación.

Desventajas: La superficie se vuelve rugosa debido a las incrustaciones de óxido de hierro, lo que provoca importantes fluctuaciones dimensionales. Por lo tanto, los aceros que requieren un alto acabado superficial, precisión dimensional y propiedades mecánicas deben procesarse adicionalmente mediante laminación en frío a partir de productos semiacabados o terminados-laminados en caliente. Después del laminado en caliente, las inclusiones no-metálicas (principalmente sulfuros, óxidos y silicatos) dentro del acero se comprimen en láminas delgadas, lo que provoca la delaminación. Esto deteriora significativamente la resistencia a la tracción del acero a lo largo de su espesor, provocando potencialmente el desgarro de las capas intermedias durante la contracción de la soldadura. El enfriamiento desigual genera estrés residual; Todos los tipos de acero-laminado en caliente exhiben esta tensión residual autoequilibrada, y cuanto mayor sea el tamaño de la sección transversal-, mayor será la tensión residual, lo que puede afectar negativamente la deformación, la estabilidad y la resistencia a la fatiga de los componentes de acero.

 

III. Proceso de laminación en frío y características.

(I) Definición del proceso

La laminación en frío es un método de laminación que utiliza la presión de los rodillos para extruir acero a temperatura ambiente y cambiar su forma. Aunque la deformación durante el procesamiento genera calor que eleva la temperatura de la placa de acero, todavía se le llama laminación en frío. Su producción utiliza bobinas de acero-laminadas en caliente como materia prima, que se decapan para eliminar las incrustaciones de óxido antes del procesamiento a presión, lo que da como resultado bobinas laminadas duras-.

Desde una perspectiva metalúrgica, la laminación en frío es la laminación realizada por debajo de la temperatura de recristalización del acero. Típicamente,acero laminado en frío-(como las láminas de acero galvanizado y las láminas de acero recubiertas de color-) requieren recocido, lo que da como resultado una mejor plasticidad y alargamiento. El laminado en frío permite espesores más finos; Las tiras de acero laminadas en caliente-son tan delgadas como 1,0 mm, mientras que las tiras laminadas en frío-pueden alcanzar 0,1 mm.

(II) Ventajas y desventajas

Ventajas: Dimensiones precisas, espesor uniforme, tolerancias pequeñas, lo que permite la producción de productos extremadamente delgados; buena calidad superficial, suavidad controlable y sensación suave al tacto, debido principalmente al tratamiento de decapado; buenas propiedades mecánicas y tecnológicas (como propiedades de estampado), lo que permite una alta-velocidad, un laminado totalmente continuo y una alta eficiencia de producción; El acero sufre una deformación plástica significativa durante el laminado en frío, lo que aumenta el límite elástico del acero.

Desventajas: aunque no se produce compresión plástica caliente durante el proceso de conformado, todavía existe tensión residual dentro de la sección transversal-, lo que afecta las características de pandeo generales y locales del acero; las secciones de acero-laminadas en frío son en su mayoría secciones abiertas con baja rigidez a la torsión libre, lo que las hace propensas a la torsión bajo flexión y al pandeo por flexión-torsional bajo compresión, lo que resulta en una pobre resistencia a la torsión; el acero-laminado en frío tiene paredes delgadas y no existe ningún tratamiento espesante en las uniones de las placas, lo que debilita su capacidad para soportar cargas concentradas localizadas; la deformación continua en frío provoca endurecimiento por trabajo, lo que conduce a una mayor resistencia y dureza, una disminución de la tenacidad y plasticidad y un deterioro del rendimiento del estampado, lo que lo hace solo adecuado para piezas con deformación simple.

IV. Resumen de las principales diferencias entre el acero-laminado en caliente y el acero laminado-en frío

La principal diferencia entre ambos radica en la temperatura de rodamiento. "Frío" se refiere a temperatura ambiente (por debajo de la temperatura de recristalización), mientras que "caliente" se refiere a temperatura alta (por encima de la temperatura de recristalización). Las diferencias específicas se reflejan principalmente en tres aspectos:

1. Apariencia y calidad de la superficie: dado que el acero-laminado en frío se obtiene medianteacero laminado-laminado en frío-caliente, y el laminado en frío también implica cierto acabado superficial, el acero-laminado en frío tiene una mejor calidad superficial (como la rugosidad de la superficie) que el acero-laminado en caliente. Por lo tanto, si existen altos requisitos para la calidad de los recubrimientos posteriores, como la pintura, generalmente se elige acero laminado en frío. El acero-laminado en caliente se divide a su vez en acero decapado y sin decapar. El acero decapado tiene un color metálico normal debido al proceso de decapado, pero el acero sin decapar tiene un acabado superficial más bajo que el acero laminado en frío-. El acero sin decapar suele tener una capa de óxido en la superficie, con aspecto opaco, o tiene una capa de óxido de hierro (Fe3O4). En términos sencillos, parece que se ha calentado y, si el entorno de almacenamiento es deficiente, normalmente tendrá algo de óxido.

 

2. Rendimiento: Generalmente, las propiedades mecánicas de las láminas de acero-laminadas en caliente y en frío-se consideran idénticas en aplicaciones de ingeniería. Aunque las láminas de acero laminadas en frío-se someten a cierto endurecimiento durante el laminado en frío (que puede variar según los estrictos requisitos de propiedades mecánicas), generalmente tienen un límite elástico y una dureza superficial ligeramente mayores que las láminas de acero laminadas en caliente-. La diferencia exacta depende del grado de recocido. Independientemente del proceso de recocido, las láminas de acero laminadas en frío-generalmente tienen mayor resistencia que las láminas de acero laminadas en caliente-.

 

3. Formabilidad: dado que las propiedades de las láminas de acero-laminadas en caliente y en frío-son esencialmente las mismas, la diferencia en la formabilidad se debe principalmente a diferencias en la calidad de la superficie. Las láminas de acero laminadas en frío-generalmente tienen una mejor calidad superficial, por lo que, para las láminas de acero del mismo material, las láminas de acero laminadas en frío-generalmente tienen una mejor formabilidad que las láminas de acero laminadas en caliente-.

 

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