Существует множество типов стали с различными формами, сортами, спецификациями, отделкой и другими особенностями обработки. Одним из ключевых различий между сборными стальными изделиями является разница между горячекатаной и холоднокатаной сталью.
Это может показаться очевидным, но некоторые типы стали лучше подходят для определенных применений, чем другие. Знание того, что использовать, может помочь избежать чрезмерных затрат на сырье. Это также может сэкономить время и деньги на дополнительной обработке. Другими словами, понимание различий между горячекатаной и холоднокатаной сталью поможет конструкторам и инженерам добиться лучших результатов и по наилучшей возможной цене.
Основное различие между этими двумя типами стали заключается в технологическом процессе. Как вы можете себе представить, «горячая прокатка» относится к обработке, выполняемой с помощью тепла. «Холодная прокатка» относится к процессам, проводимым при комнатной температуре или близкой к ней. Хотя эти методы влияют на общую производительность и применение, их не следует путать с формальными спецификациями и марками стали, которые связаны с металлургическим составом и характеристиками. Стали различных марок и спецификаций могут быть как горячекатаными, так и холоднокатаными, включая основные углеродистые и другие легированные стали.
Горячекатаная сталь
Горячекатаная сталь прессуется при высоких температурах (более 930°С), что выше температуры рекристаллизации для большинства сталей. Это облегчает формование стали, а также приводит к получению изделий, с которыми легче работать.
Рис. 1: Горячекатаный прокат хранится на производственной площадке
Для обработки горячекатаной стали производители начинают с большой прямоугольной заготовки. Заготовка нагревается и отправляется на предварительную обработку, где расплющивается в большой рулон. Оттуда она, при высокой температуре, раскаленная добела сталь пропускается через серию прессующих валков для достижения ее конечных размеров. Что касается листового металла, производители скручивают стальной прокат в рулоны и оставляют его остывать. Для других форм, таких как стержни и пластины, материалы секционируются и упаковываются.
Сталь немного сжимается при охлаждении. Поскольку горячекатаная сталь охлаждается после обработки, ее окончательная форма меньше контролируется, что делает ее менее подходящей для прецизионных применений. Горячекатаная сталь часто используется, когда точные размеры не имеют решающего значения — например, в железнодорожных путях и строительных проектах.
Горячекатаную сталь часто можно идентифицировать по следующим характеристикам:
-
-
- Окалина на поверхности, остатки охлаждения от экстремальных температур
- Слегка закругленные кромки и углы пруткового и толстолистового проката (из-за усадки и менее точной отделки)
- Незначительные искажения, при которых охлаждение может оставить слегка трапециевидные формы, а не идеально квадратные углы
-
Горячекатаная сталь обычно требует гораздо меньше обработки, чем холоднокатаная сталь, что делает ее намного дешевле. Горячекатаной стали также дают охлаждаться при комнатной температуре, поэтому она по существу нормализована, то есть свободна от внутренних напряжений, которые могут возникнуть во время процессов закалки или наклепа.
Горячекатаная сталь идеальна там, где допуски на размеры не так важны, как общая прочность материала, и где качество поверхности не является ключевым фактором. Если качество поверхности вызывает беспокойство, накипь можно удалить шлифованием, пескоструйной очисткой или травлением в кислотной ванне. После удаления масштаба можно наносить различные покрытия. Очищенная от окалины сталь также предлагает лучшую поверхность для покраски и других поверхностных покрытий.
Холоднокатаная сталь
Холоднокатаная сталь – это, по сути, горячекатаная сталь, прошедшая дополнительную обработку. Чтобы получить холоднокатаную сталь, производители обычно берут охлажденную горячекатаную сталь и прокатывают ее больше, чтобы получить более точные размеры и лучшее качество поверхности.
Но термин «прокат» часто используется для описания ряда процессов чистовой обработки, таких как токарная обработка, шлифовка и полировка, каждый из которых преобразует существующий горячекатаный прокат в более совершенные продукты. Технически «холоднокатаный» относится только к листам, подвергающимся сжатию между валками. Но такие формы, как стержни или трубы, «вытягиваются», а не скручиваются. Таким образом, горячекатаные прутки и трубы после охлаждения перерабатываются в так называемые «холоднокатаные» трубы и прутки.
Холоднокатаную сталь часто можно отличить по следующим характеристикам:
-
-
- Более обработанные поверхности с меньшими допусками.
- Гладкие поверхности, часто маслянистые на ощупь.
- Стержни правильные и квадратные, часто имеют четко очерченные края и углы.
- Трубы имеют лучшую концентрическую однородность и прямолинейность.
-
Рис. 2: Холоднокатаная стальная труба упаковывается для отгрузки
Неудивительно, что благодаря лучшим характеристикам поверхности, чем горячекатаная сталь, холоднокатаная сталь часто используется для более технически точных применений или там, где важна эстетика. Но, из-за дополнительной обработки для холодных готовых изделий, они имеют более высокую цену.
С точки зрения их физических характеристик, обработка холодным деформированием также может создавать внутренние напряжения в материале. Другими словами, изготовление холоднодеформированной стали — будь то резка, шлифовка или сварка — может снять напряжение и привести к непредсказуемому короблению.
В зависимости от того, что вы хотите построить, разные типы материалов имеют свои преимущества и недостатки. Для уникальных проектов или разового производства сборные стальные материалы могут стать строительными блоками для любой мыслимой структурной конфигурации.
Для проектов, в которых вы будете изготавливать множество узлов, литье — еще один вариант, который может сэкономить время при обработке и сборке. Литые детали могут быть изготовлены практически любой формы из различных качественных материалов.
Автор
Brad Done (Брэд Доун), вице-президент Reliance Foundry Co. Ltd., Британская Колумбия, Канада.
Источник: www.machinedesign.com
