Tại sao chúng ta lại chia thành thép cán nóng và thép cán nguội? Sự khác biệt là gì?

cán nóng và cán nguội đều là các quá trình tạo hình tấm hoặc hình dạng thép, và chúng có tác động lớn đến cấu trúc và tính chất của thép.

Quá trình cán thép chủ yếu là cán nóng, trong khi cán nguội thường chỉ được sử dụng để sản xuất các sản phẩm thép có kích thước chính xác như thép hình nhỏ và tấm mỏng.

Từ khóa: cán nóng, cán nguội

Các tình huống cán nguội và cán nóng thép thường gặp:

Dây: Đường kính 5,5-40 mm, cuộn tròn, tất cả đều được cán nóng. Sau khi kéo nguội, nó thuộc về vật liệu kéo nguội.

Thép tròn: Ngoài thép sáng bóng có kích thước chính xác, thường là thép cán nóng, còn có thép rèn (có vết rèn trên bề mặt).

Thép dải: cả thép cán nóng và thép cán nguội, sản phẩm cán nguội thường mỏng hơn.

Tấm thép: Tấm cán nguội thường mỏng hơn, chẳng hạn như tấm thép ô tô; có nhiều tấm thép cán nóng có độ dày trung bình, một số có độ dày tương tự như tấm thép cán nguội và bề ngoài của chúng rõ ràng là khác biệt.

Thép góc: tất cả đều được cán nóng.

Ống thép: có cả ống hàn, ống cán nóng và ống kéo nguội.

Thép hình và thép chữ H: cán nóng.

Thép thanh: thép cán nóng.

cán nóng

Theo định nghĩa, thỏi thép hoặc phôi thép khó biến dạng và xử lý ở nhiệt độ phòng. Chúng thường được nung nóng đến 1100 đến 1250°C để cán. Quá trình cán này được gọi là cán nóng.

Nhiệt độ kết thúc của quá trình cán nóng thường là 800 đến 900°C và sau đó thường được làm mát trong không khí, do đó trạng thái cán nóng tương đương với xử lý thường hóa.

Hầu hết các sản phẩm thép đều được cán bằng phương pháp cán nóng. Thép được giao ở trạng thái cán nóng có một lớp vảy oxit sắt hình thành trên bề mặt do nhiệt độ cao, do đó có khả năng chống ăn mòn nhất định và có thể được lưu trữ ngoài trời.

Tuy nhiên, lớp vảy oxit sắt này cũng làm cho bề mặt thép cán nóng trở nên thô ráp và kích thước dao động lớn. Do đó, thép có bề mặt nhẵn, kích thước chính xác và tính chất cơ học tốt phải được sản xuất bằng bán thành phẩm cán nóng hoặc thành phẩm làm nguyên liệu thô, sau đó cán nguội.

Thuận lợi: Tốc độ đúc nhanh, năng suất cao, không làm hỏng lớp phủ. Có thể chế tạo thành nhiều hình dạng mặt cắt khác nhau để thích ứng với nhu cầu sử dụng; cán nguội có thể gây biến dạng dẻo lớn cho thép. Do đó làm tăng điểm chảy của thép.

khuyết điểm:

1. Mặc dù trong quá trình tạo hình không có hiện tượng nén dẻo nóng nhưng vẫn còn ứng suất dư trong tiết diện, điều này tất yếu sẽ ảnh hưởng đến đặc tính uốn cong cục bộ và tổng thể của thép;

2. Các tiết diện thép cán nguội thường có tiết diện hở, dẫn đến độ cứng xoắn tự do của tiết diện thấp hơn. Dễ bị xoắn khi uốn và cong vênh khi chịu áp lực, khả năng chống xoắn kém;

3. Độ dày thành thép cán nguội nhỏ, không có chỗ dày ở các góc liên kết tấm nên khả năng chịu tải trọng tập trung cục bộ yếu.

cán nguội

Cán nguội là phương pháp cán sử dụng áp lực của con lăn để ép thép ở nhiệt độ phòng và thay đổi hình dạng của thép. Mặc dù quá trình này cũng làm nóng tấm thép, nhưng vẫn được gọi là cán nguội. Cụ thể, cán nguội sử dụng cuộn thép cán nóng làm nguyên liệu, được ngâm để loại bỏ vảy và sau đó được xử lý bằng áp suất. Sản phẩm hoàn thiện là cuộn cán cứng.

Nói chung, thép cán nguội như tấm thép mạ kẽm và thép màu phải được ủ, do đó độ dẻo và độ giãn dài của chúng cũng tốt, và chúng được sử dụng rộng rãi trong ô tô, đồ gia dụng, phần cứng và các ngành công nghiệp khác. Bề mặt của tấm cán nguội có độ mịn nhất định và có cảm giác mịn khi chạm vào, chủ yếu là do ngâm chua. Bề mặt hoàn thiện của tấm cán nóng nói chung không đáp ứng được yêu cầu, vì vậy các dải thép cán nóng cần phải được cán nguội. Độ dày mỏng nhất của các dải thép cán nóng nói chung là 1,0mm và cán nguội có thể đạt 0,1mm. Cán nóng là cán trên điểm nhiệt độ kết tinh, và cán nguội là cán dưới điểm nhiệt độ kết tinh.

Sự thay đổi hình dạng của vật liệu thép do cán nguội gây ra là biến dạng nguội liên tục. Quá trình làm cứng nguội do quá trình này gây ra làm tăng độ bền và độ cứng của cuộn cán cứng và làm giảm chỉ số độ dai và dẻo.

Đối với mục đích sử dụng cuối cùng, cán nguội làm giảm hiệu suất dập và sản phẩm này chỉ phù hợp với các chi tiết có biến dạng đơn giản.

lợi thế:

Nó có thể phá hủy kết cấu đúc của thỏi thép, tinh chế các hạt thép, loại bỏ các khuyết tật trong cấu trúc vi mô, do đó làm cho kết cấu thép đặc và cải thiện các tính chất cơ học. Sự cải thiện này chủ yếu được phản ánh trong hướng cán, để thép không còn đẳng hướng ở một mức độ nhất định; các bọt khí, vết nứt và độ lỏng hình thành trong quá trình đổ cũng có thể được hàn dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao.

khuyết điểm:

1. Sau khi cán nóng, các tạp chất phi kim loại (chủ yếu là sunfua, oxit và silicat) bên trong thép bị ép thành các tấm mỏng, gây ra hiện tượng tách lớp. Hiện tượng tách lớp làm giảm đáng kể các đặc tính chịu kéo của thép theo hướng độ dày và có thể gây ra hiện tượng rách giữa các lớp khi mối hàn co lại. Biến dạng cục bộ do co ngót mối hàn thường đạt tới gấp nhiều lần biến dạng điểm chảy, lớn hơn nhiều so với biến dạng do tải gây ra;

2. Ứng suất dư do làm nguội không đều. Ứng suất dư là ứng suất tự cân bằng bên trong khi không có lực bên ngoài. Các tiết diện thép cán nóng của các tiết diện khác nhau đều có ứng suất dư như vậy. Nhìn chung, kích thước tiết diện thép tiết diện càng lớn thì ứng suất dư càng lớn. Mặc dù ứng suất dư tự cân bằng, nhưng nó vẫn có tác động nhất định đến hiệu suất của các thành phần thép dưới tác động của lực bên ngoài. Ví dụ, nó có thể có tác động xấu đến biến dạng, độ ổn định, khả năng chống mỏi, v.v.

Tóm tắt:

Sự khác biệt giữa cán nguội và cán nóng chủ yếu là nhiệt độ của quá trình cán. “Lạnh” có nghĩa là nhiệt độ bình thường, và “nóng” có nghĩa là nhiệt độ cao. Theo quan điểm luyện kim, ranh giới giữa cán nguội và cán nóng phải được phân biệt bằng nhiệt độ kết tinh lại. Nghĩa là, cán dưới nhiệt độ kết tinh lại là cán nguội, và cán trên nhiệt độ kết tinh lại là cán nóng. Nhiệt độ kết tinh lại của thép là 450 ~ 600℃.

Sự khác biệt chính giữa cán nóng và cán nguội là:

1. Ngoại quan và chất lượng bề mặt:

Bởi vì tấm nguội thu được sau quá trình cán nguội của tấm nóng. Hơn nữa, cán nguội cũng trải qua một số quá trình hoàn thiện bề mặt, do đó chất lượng bề mặt của tấm nguội (như độ nhám bề mặt, v.v.) tốt hơn so với tấm nóng. Do đó, nếu có yêu cầu cao hơn về chất lượng lớp phủ như sơn sản phẩm tiếp theo, thì thường chọn tấm lạnh. Ngoài ra, tấm nóng được chia thành tấm ngâm và tấm chưa ngâm. Bề mặt của tấm ngâm có màu kim loại bình thường vì đã được ngâm, nhưng chưa được cán nguội, do đó bề mặt vẫn không cao bằng tấm lạnh. Bề mặt của tấm chưa ngâm thường có lớp oxit, chuyển sang màu đen hoặc có lớp Fe3O4 màu đen. Nói một cách dễ hiểu, trông giống như đã bị nung bằng lửa, và nếu môi trường bảo quản không tốt, thường sẽ có một chút rỉ sét.

2. Hiệu suất: Nhìn chung, không có sự khác biệt về tính chất cơ học của tấm nóng và tấm lạnh trong kỹ thuật. Mặc dù tấm lạnh có một số quá trình làm cứng nhất định trong quá trình cán nguội (nhưng điều này không loại trừ các tình huống yêu cầu hiệu suất cơ học nghiêm ngặt), thì chúng cần được xử lý khác nhau). Độ bền kéo của tấm lạnh thường cao hơn một chút so với tấm nóng và độ cứng bề mặt cũng cao hơn. Tình huống cụ thể phụ thuộc vào mức độ ủ của tấm lạnh. Nhưng dù ủ như thế nào thì độ bền của tấm lạnh vẫn cao hơn độ bền của tấm nóng.

3. Hiệu suất tạo hình: Vì hiệu suất của tấm nóng và tấm lạnh về cơ bản là giống nhau, nên các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo hình phụ thuộc vào sự khác biệt về chất lượng bề mặt. Vì chất lượng bề mặt của tấm lạnh tốt hơn, nói chung, tấm thép cùng vật liệu, hiệu ứng tạo hình của tấm lạnh tốt hơn tấm nóng.