Какой металл лучше холодного или горячего катания

Обновлено: 04.10.2024

Прокатка – это обработка металлов под давлением. Разница свойств горячекатаного и холоднокатаного листа обусловлена температурой процесса производства. Существует промежуточный температурный интервал, в котором осуществляется плоское деформирование. Такую прокатку называют теплой, применяют ее достаточно редко. Ее цель – получение требуемых свойств продукции при экономии энергоносителей.

Различия в производстве горячекатаной и холоднокатаной стали

Горячее деформирование осуществляется при температурах, превышающих условия рекристаллизации металла и составляющих 60% и более от температуры плавления. Исходная заготовка – сляб. При повышенных температурах прочность стали уменьшается, что позволяет снизить усилие, необходимое для придания заготовке нужных размеров. В процессе происходит образование новых зерен, сохраняющих хорошую пластичность металла. Контролировать конечные размеры сложно из-за наличия на поверхности окалины и объемных изменений при охлаждении.

Холодная прокатка – пластическое деформирование заготовки при комнатной температуре. Заготовкой в данном случае служит горячекатаный лист. Перед обработкой его обязательно очищают от окалины дробеструйным аппаратом, кислотами, их комбинацией. При температурах деформирования, которые находятся ниже уровня 30% от температуры плавления, в листе возникает наклеп или деформационное упрочнение, увеличивающие прочность проката и снижающие пластичность. Для частичной рекристаллизации структуры, позволяющей несколько снизить твердость и повысить пластичность, проводят термическую обработку – отпуск.

Отличие свойств горячекатаного листа от характеристик холоднокатаного

В результате применения разных технологий получают листы, свойства которых различаются в значительной степени. Выбор холоднокатаного или горячекатаного листа зависит от функционального назначения.

Преимущества горячего деформирования

Возможность получать продукцию в широком диапазоне толщин – 0,4 (реально 1,2)-200 мм.
Относительно небольшая себестоимость процесса.
Более высокая коррозионная стойкость, по сравнению с результатом холодного деформирования.

Недостатки горячей прокатки:

невозможность получения качественного тонкого листа;
поверхность неровная, с опуском в центре, низкокачественная, вероятно присутствие окалины;
низкая точность размеров;
при сварке лист может «вести».

Преимущества холоднокатаного листа:

возможность получения плоских изделий толщиной в несколько микрон;
высокая точность геометрии;
ровная, качественная поверхность, продукция может использоваться для изготовления изделий, в которых важна эстетическая составляющая;
не «ведет» при сварке.

Недостатки этой продукции

малая коррозионная устойчивость на воздухе без антикоррозионной поверхностной обработки;
часто – пониженная пластичность;
высокая себестоимость изготовления, обусловленная использованием широкого ассортимента сложного оборудования и высокой энергоемкостью процесса.

Чем отличаются области применения холоднокатаного листа от горячекатаного?

Разница в свойствах обуславливает различные сферы использования.

Горячекатаный лист чаще всего применяется:

в строительстве – для изготовления несущих покрытий;
в судо-, авиа- и машиностроении;
для создания конструкций на сварных, болтовых, клепочных соединениях;
для изготовления сварных труб.

Области применения холоднокатаного листового проката:

производство профнастила, гладкого оцинкованного листа;
автомобилестроение;
получение жести – тонкого листа или ленты с защитным, чаще всего оловянным, покрытием, используемой для изготовления консервных банок;
травленный отожженный лист – декапир – применяется для изготовления эмалированной посуды.

Благодаря высокому качеству поверхности, холоднокатаный лист хорошо воспринимает порошковое окрашивание, хромирование, никелирование.

Холодный и горячий прокат металла: особенности и отличия

Листовой металл - самый популярный тип металлопроката. Его производят двумя способами:

методом горячего проката;

В зависимости от способа производства лист получает набор свойств и характеристик. От метода проката зависит также сфера применения листового металла. Человеку, который далек от металлургии, обе технологии могут показаться одинаковыми.

Горячий прокат

Горячий прокат металла - технология изготовления листовой стали. Заготовку сначала нагревают при температуре около 1000 градусов, а потом прокатывают валками. Прогретый металл становится более пластичным, в результате процесс требует меньше времени. Лист горячекатаный может иметь окалины из-за контакта раскаленной стали с воздухом. После изготовления прокат необходимо обработать, убрав все дефекты с поверхности.

Лист железа, изготовленный таким способом, подходит для тех сфер, где к изделиям не предъявляют строгих требований. Он имеет несколько преимуществ:

солидную толщину;
достаточно ровную поверхность;
экономичность.

Недостатком проката является недостаточно ровная для некоторых сфер применения поверхность. После прогрева характеристики заготовки стали неоднородны. Именно поэтому невозможно обеспечить идеально гладкий лист, используя горячий прокат металла. Кроме того, на поверхности остаются следы окалины, и листы требуют дополнительной обработки.

Холодный прокат

Лист холоднокатаный пропускается между катками без предварительного прогрева. Это более тяжелая работа, процесс занимает много времени. Лист железа при этом обладает однородной структурой с низкой пластичностью. В результате получается идеально гладкая поверхность. Чтобы устранить напряженность в металле, готовый лист обжимают и обжигают - это уже никак не влияет на его потребительские свойства.

Лист холоднокатаный пользуется спросом в строительстве, космической отрасли, машино- и судостроении. Он отличается превосходными внешними характеристиками и высокой прочностью. Таких свойств у горячекатаного листа нет. В продаже сложно найти толстый лист, выпущенный методом холодного проката - на него практически нет спроса. Одновременно производители редко выпускают горячекатаные тонкие листы.

Среди преимуществ материала:

идеальные геометрические характеристики;
внутренняя однородность;
ровная и плоская поверхность.

Холодный прокат металла используют также для выпуска стальных листов, которые потом будут использованы в производстве современной мебели. Мебель из такого материала выпускают и для медицинских целей, химической промышленности, лабораторий. Тонкий холодный прокат используют при изготовлении красивой кухонной утвари.

Где применяют горячий и холодный прокат

Лист горячекатаный подходит для сферы ЖКХ, строительных нужд, автомобилестроения. Однако используют материал уже для других целей. Они применяется там, где можно отказаться от эстетики и сэкономить. Например, в автомобильной технике листовой металл используют для внутреннего каркаса авто.

Горячий прокат пользуется неизменным спросом среди покупателей. Если необходимо изготовить лестничные пролеты на производственных участках, создать наклонные поверхности для тележек или сделать стальную площадку, то предприятия закупают горячекатаные листы.

Фасонные и профилированные изделия производят из горячекатаной стали. Она полностью отвечает требованиям покупателей. От фасонных изделий не требуется однородная структура и эстетичность - они выполняют другую функцию.

Лист холоднокатаный больше применяется для облицовки. На заводах столы контролеров имеют столешницы из такого материала - он обеспечивает идеальную точность при измерениях с минимальными колебаниями. Листовой металл можно дополнительно обработать, сделав его поверхность еще более гладкой, тогда погрешности будут исключены.

Какой лист выбрать?

Выбирая листовой металл, надо учитывать сферу его применения. Для изготовления черновых строительных конструкций можно выбрать горячекатаные листы, которые не отличаются эстетичностью, зато обеспечивают высокую прочность фасонных изделий. Для производства стальной плитки или мебели из стальных листов лучше использовать изделия холодного проката, которые не имеют окалины и других дефектов.

Если нужен толстый лист железа холодного проката, то партию материалов можно заказать индивидуально. Компании крайне редко производят такую сталь серийно - покупатели заказывают толстые листы в основном для изготовления профиля и черновых конструкций.

Лист холоднокатаный и горячекатаный: отличия

При изготовлении абсолютного большинства видов металлопроката, включая листовую сталь, используются «горячие» и «холодные» технологии производства. Здесь мы дадим ответы на вопрос, чем отличается холоднокатаный лист от горячекатаного. Эти ответы будут касаться их характеристик, преимуществ и недостатков, сферы применения и других аспектов.

Производство листового проката регламентируют два документа: ГОСТ 19903-2015 – для горячекатаного и ГОСТ 19903-2015 для холоднокатаного листа. Упомянем ещё ГОСТ 13345-85, которым установлены требования к изготовлению жести – разновидности холоднокатаного листового проката толщиной 0,18–0,36 мм. Основные отличия г/к и х/к листа обусловлены технологиями их производства:

горячая прокатка выполняется при температуре заготовок 1 150 – 1 200 °C на входе в первую клеть стана и завершается на отметке 900–950 °C;
при холодной прокатке в зависимости от марок стали границы температурного диапазона в 2,5–6 раз меньше.

Температура обработки стали непосредственно влияет на процесс рекристаллизации металла. Чем она выше, тем интенсивнее процессы изменения внутренней структуры стали, что влияет на механические и качественные характеристики готовой продукции. Это первая часть ответа на вопрос, чем отличается горячекатаный лист от холоднокатаного.

Характеристики стального металлопроката определяются свойствами сплава, из которого он изготовлен. Кроме того, на качестве готовой продукции сказывается технология её производства. Отличия горячекатаного листа от холоднокатаного проявляются в таких свойствах, как:

пластичность металла – у холодного листа она выше;
свариваемость – тоже лучше у холоднокатаного проката;
прочность на излом – выше у х/к листа.

Однако помимо различий, обусловленных свойствами самого металла, разница г/к и х/к листа находит своё продолжение в технологии производства этих видов проката. Правильнее будет говорить о возможностях холодной и горячей обработки металлов. Именно они определяют большинство отличий холоднокатаного и горячекатаного листа.

Чем ещё отличается холоднокатаный лист от горячекатаного

С ростом температуры металла его податливость в обработке быстро возрастает. При этом появляются новые возможности, но одновременно возникают и технологические ограничения по изготовлению некоторых видов продукции. Например, по «холодной» технологии невозможно катать рельсы, в то время как на станках горячей прокатки нельзя изготовить лист толщиной менее 0,4 мм. С технологической точки зрения разница холоднокатаного и горячекатаного листа выражается в таких параметрах, как:

толщина – у х/к листа она составляет 0,35–5 мм, а у г/к продукции – 0,4–160 мм;
качественные характеристики поверхности, которые выше у холодного проката;
точность изготовления – допуски для х/к листа намного жёстче.

Совокупность свойств и характеристик определяет основные сферы применения разных видов металлопроката. Нередко они являются взаимозаменяемыми материалами, но чаще всего прокат предназначен для изготовления определённых видов продукции или других целей. Такое разделение объясняется в том числе финансовыми причинами, поскольку холоднокатаный металлопрокат того же сортамента обходится дороже. В следующей сводной таблице мы более подробно покажем, чем отличается х/к лист от г/к продукции.

Сравнительная таблица холоднокатаного и горячекатаного листов

Из таблицы видно, что основная разница между ними заключается в сортаменте, а также в точности изготовления продукции. Требования к х/к листовому металлопрокату заметно выше, но его сортамент намного уже.

Отличия холоднокатаных листов от горячекатаных

Отличия холоднокатаных листов от горячекатаных довольно существенны - по внешнему виду, по эксплуатационным и техническим характеристикам, по технологии производства. У каждого из них своя область применения, свои преимущества и недостатки.

Технология производства горячекатаного листового проката

Горячекатаный стальной лист производится из слябов и слитков прямоугольной формы.

Этапы производства г/к проката:

Загрузка заготовки в печь, нагрев ее до температуры прокатки (она зависит от химического состава заготовки и от ее габаритов).
Разрыхление окалины.
Обжим заготовки до требуемых размеров (если она не соответствует ГОСТу по своим габаритам).
Доставка заготовки в черновую, потом в чистовую клеть. Обжим вертикальными и горизонтальными валками до требуемых габаритов готового листа, удаление окалины.
Если нужна рулонная форма поставки, то полосы скручивают в рулон.
Термическая обработка в печах: закалка, отжиг, отпуск и т. д. - в зависимости от требуемых параметров материала на выходе.

Технология производства холоднокатаного листового проката

Прокат холоднокатаный производят из рулонов горячекатаной стали. Этапы:

Полосы разматывают из рулона и очищают от окалины травлением с помощью раствора серной кислоты.
Обрезка кромки по нужной ширине.
Отправка материала на стан холодного проката, обжим валками до нужной толщины.
Термическая обработка. Полосы обжигают в печах колпакового типа при температуре до 730 °С.
Охлаждение полос и отправка на стан дрессировки для улучшения механических характеристик.
Обрезка кромки рулонов.

Визуальные отличия холоднокатаных листов (ХК) от горячекатаных (ГК)

ХК листы имеют намного меньше визуальных дефектов.
Поверхность ХК стального материала более гладкая на ощупь, нет окалины. ГК материал шероховатый на ощупь.
Геометрия ХК листов более совершенна.

Поэтому и стоимость холоднокатаного проката выше, чем проката горячекатаного.

Какой прокат лучше - ГК или ХК?

Холоднокатаные листы имеют более высокий предел текучести, правильную геометрию, отсутствие окалины, презентабельный внешний вид. Поэтому и область применения ХК и ГК листов стальных различна. Листы ХК используют обычно для внешней отделки. Прокат ГК применяется там, где не очень важен идеальный внешний вид и правильная геометрия.

Область применения листов ГК и ХК:

Листы ГКчаще применяются в строительстве (для укрепления фундамента, для изготовления несущих сварных конструкций) и в производстве сварных труб.

Листы ХКиспользуются для изготовления кровельных материалов, кузовов автомобилей, корпусов промышленного оборудования.

Область применения зависит и от толщины проката. Прокат ГК может иметь толщину листа от 0,4 мм до 200 мм. Листы ХК обычно имеют максимальную толщину всего 5 мм.

Листы толщиной 2-3 мм применяют для изготовления прочных корпусов бытовой техники, усиленного профиля для перегородок, потолков, кровли. Листы 5 мм применяют при изготовлении вагонов, строительных конструкций.

Преимущества и недостатки стали листовой горячего и холодного проката

Плюсы горячекатаной стали листовой:

Сравнительно невысокая цена за 1 м2;
Большой сортамент по толщинам и размерам листов;
Хорошая стойкость к коррозии.

Минусы ГК стали:

Непрезентабельный внешний вид, шероховатость, наличие видимых дефектов на поверхности;
Разная толщина в разных точках поверхности, изменение размеров при остывании;
Большая вероятность изменения геометрии при сварке;
Часто требуется дополнительно очищать листы от окалины.

Плюсы ХК листов:

Возможность получения тонколистового материала с отличной геометрией;
Гладкая поверхность, легко покрасить или нанести другое покрытие;
Красивый внешний вид;
Отличная свариваемость.

Недостатки ХК листов:

Более высокая стоимость;
Низкая пластичность;
Низкая коррозионная стойкость.

Вывод:И ХК, и ГК листы имеют свои характеристики, преимущества и недостатки, особенности, определяющие сферу их применения. Благодаря этому оба вида проката широко применяются в строительстве и производстве.

Читайте также: