เหตุใดเราจึงแบ่งออกเป็นเหล็กแผ่นรีดร้อนและเหล็กแผ่นรีดเย็น?

การรีดร้อนและการรีดเย็นเป็นกระบวนการขึ้นรูปแผ่นเหล็กหรือโปรไฟล์ และมีผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของเหล็ก

การรีดเหล็กส่วนใหญ่จะเป็นการรีดร้อน ในขณะที่การรีดเย็นมักใช้เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กที่มีขนาดที่แม่นยำเท่านั้น เช่น เหล็กแผ่นเล็กและแผ่นบาง

สถานการณ์การรีดเหล็กเย็นและร้อนทั่วไป:
ลวด: เส้นผ่านศูนย์กลาง 5.5-40 มม. ขด รีดร้อนทั้งหมด หลังจากการวาดเย็น มันเป็นของวัสดุดึงเย็น

เหล็กกลม: นอกจากเหล็กสว่างที่มีขนาดที่แม่นยำแล้ว โดยทั่วไปแล้วยังเป็นเหล็กรีดร้อน และยังมีเหล็กหลอมด้วย (มีรอยตีขึ้นรูปบนพื้นผิว)

เหล็กแผ่นรีด: ทั้งเหล็กรีดร้อนและรีดเย็น และผลิตภัณฑ์รีดเย็นมักจะบางกว่า

แผ่นเหล็ก: โดยทั่วไปแผ่นรีดเย็นจะบางกว่า เช่น แผ่นยานยนต์ มีแผ่นรีดร้อนที่มีความหนาปานกลางมากกว่า บางแผ่นมีความหนาใกล้เคียงกับแผ่นรีดเย็นและมีลักษณะแตกต่างอย่างเห็นได้ชัด

เหล็กฉาก: รีดร้อนทั้งหมด

ท่อเหล็ก: ทั้งแบบเชื่อม, รีดร้อนและดึงเย็น

เหล็กรางน้ำและเหล็กรูปตัว H: รีดร้อน

เหล็กเส้น: เหล็กแผ่นรีดร้อน

รีดร้อน
ตามคำนิยาม แท่งเหล็กหรือแท่งเหล็กนั้นเปลี่ยนรูปและแปรรูปได้ยากที่อุณหภูมิห้อง โดยทั่วไปจะถูกให้ความร้อนที่ 1100 ถึง 1250 องศาสำหรับการรีด กระบวนการรีดนี้เรียกว่าการรีดร้อน

อุณหภูมิการสิ้นสุดของการรีดร้อนโดยทั่วไปคือ 800 ถึง 900 องศา และโดยทั่วไปจะถูกทำให้เย็นในอากาศหลังจากนั้น ดังนั้นสถานะการรีดร้อนจึงเทียบเท่ากับการทำให้เป็นมาตรฐาน

ผลิตภัณฑ์เหล็กส่วนใหญ่จะรีดด้วยวิธีรีดร้อน เหล็กที่ส่งในสถานะรีดร้อนจะมีชั้นของเกล็ดเหล็กออกไซด์เกิดขึ้นบนพื้นผิวเนื่องจากอุณหภูมิสูง จึงมีความต้านทานการกัดกร่อนในระดับหนึ่งและสามารถเก็บไว้ในที่โล่งได้

อย่างไรก็ตามชั้นของเกล็ดเหล็กออกไซด์นี้ยังทำให้พื้นผิวของเหล็กแผ่นรีดร้อนมีความหยาบและขนาดมีความผันผวนอย่างมาก ดังนั้นเหล็กที่มีพื้นผิวเรียบ ขนาดที่แม่นยำ และคุณสมบัติทางกลที่ดีจึงต้องผลิตโดยใช้ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปรีดร้อนหรือผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเป็นวัตถุดิบแล้วจึงรีดเย็น

ข้อได้เปรียบ:
ความเร็วในการขึ้นรูปรวดเร็ว ผลผลิตสูง และการเคลือบไม่เสียหาย สามารถทำเป็นรูปแบบหน้าตัดได้หลากหลายเพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการสภาพการใช้งาน การรีดเย็นอาจทำให้เหล็กเสียรูปพลาสติกขนาดใหญ่ ซึ่งจะเพิ่มจุดครากของเหล็ก

ข้อบกพร่อง:
1. แม้ว่าจะไม่มีการบีบอัดพลาสติกร้อนในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป แต่ก็ยังมีความเค้นตกค้างในส่วนนี้ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อลักษณะการโก่งงอโดยรวมและเฉพาะจุดของเหล็กอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

2. เหล็กแผ่นรีดเย็นโดยทั่วไปมีส่วนเปิด ซึ่งส่งผลให้มีความแข็งบิดอิสระของส่วนลดลง มีแนวโน้มที่จะเกิดแรงบิดเมื่อถูกดัดงอและการโก่งงอเมื่อถูกกดดัน และความต้านทานแรงบิดไม่ดี

3. ความหนาของผนังของเหล็กขึ้นรูปรีดเย็นมีขนาดเล็ก และไม่มีความหนาที่มุมที่เชื่อมต่อแผ่น ดังนั้นความสามารถในการทนต่อภาระที่มีความเข้มข้นเฉพาะจุดจึงอ่อนแอ

รีดเย็น
การรีดเย็นหมายถึงวิธีการรีดที่ใช้แรงดันของลูกกลิ้งเพื่อรีดเหล็กที่อุณหภูมิห้องและเปลี่ยนรูปร่างของเหล็ก แม้ว่ากระบวนการนี้จะทำให้แผ่นเหล็กร้อนขึ้น แต่ก็ยังเรียกว่าการรีดเย็น โดยเฉพาะการรีดเย็นใช้เหล็กม้วนรีดร้อนเป็นวัตถุดิบ ซึ่งจะถูกดองเพื่อเอาตะกรันออกแล้วจึงผ่านกระบวนการอัดแรงดัน ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเป็นเหล็กม้วนรีดแข็ง

โดยทั่วไป,เหล็กรีดเย็นเช่นแผ่นเหล็กชุบสังกะสีและเหล็กสีจะต้องอบอ่อน ดังนั้นพลาสติกและการยืดตัวจึงเป็นสิ่งที่ดี และใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ เครื่องใช้ในบ้าน ฮาร์ดแวร์ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ พื้นผิวของแผ่นรีดเย็นมีความเรียบเนียนและให้ความรู้สึกเรียบเมื่อสัมผัส สาเหตุหลักมาจากการดอง พื้นผิวของแผ่นรีดร้อนโดยทั่วไปไม่เป็นไปตามข้อกำหนด ดังนั้นเหล็กแผ่นรีดร้อนจึงจำเป็นต้องรีดเย็น ความหนาที่บางที่สุดของเหล็กแผ่นรีดร้อนโดยทั่วไปคือ 1.0 มม. และการรีดเย็นสามารถเข้าถึงได้ถึง 0.1 มม. การรีดร้อนกำลังกลิ้งเหนือจุดอุณหภูมิการตกผลึก และการรีดเย็นกำลังกลิ้งต่ำกว่าจุดอุณหภูมิการตกผลึก

การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัสดุเหล็กที่เกิดจากการรีดเย็นเป็นการเสียรูปเย็นอย่างต่อเนื่อง การชุบแข็งงานเย็นที่เกิดจากกระบวนการนี้จะเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กม้วนรีดแข็ง และลดค่าความเหนียวและดัชนีความเป็นพลาสติก

สำหรับการใช้งานขั้นสุดท้าย การรีดเย็นจะทำให้ประสิทธิภาพการปั๊มลดลง และผลิตภัณฑ์เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีการเสียรูปง่าย

ข้อได้เปรียบ:
มันสามารถทำลายโครงสร้างการหล่อของแท่งเหล็ก ปรับแต่งเม็ดเหล็ก และกำจัดข้อบกพร่องในโครงสร้างจุลภาค จึงทำให้โครงสร้างเหล็กมีความหนาแน่นและปรับปรุงคุณสมบัติทางกล การปรับปรุงนี้สะท้อนให้เห็นในทิศทางการกลิ้งเป็นหลัก ดังนั้นเหล็กจึงไม่เป็นแบบไอโซโทรปิกอีกต่อไปในระดับหนึ่ง ฟองอากาศรอยแตกและการหลวมที่เกิดขึ้นระหว่างการเทสามารถเชื่อมได้ภายใต้การกระทำของอุณหภูมิและความดันสูง

ข้อบกพร่อง:
1. หลังจากการรีดร้อน สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะ (ส่วนใหญ่เป็นซัลไฟด์ ออกไซด์ และซิลิเกต) ภายในเหล็กจะถูกอัดให้เป็นแผ่นบาง ๆ ทำให้เกิดการหลุดร่อน การแยกชั้นจะทำให้คุณสมบัติแรงดึงของเหล็กลดลงอย่างมากตามทิศทางความหนา และอาจทำให้เกิดการฉีกขาดระหว่างชั้นเมื่อรอยเชื่อมหดตัว ความเครียดเฉพาะที่ที่เกิดจากการหดตัวของรอยเชื่อมมักจะถึงความเครียดของจุดครากหลายเท่า ซึ่งมากกว่าความเครียดที่เกิดจากโหลดมาก

2. ความเค้นตกค้างที่เกิดจากการระบายความร้อนไม่สม่ำเสมอ ความเครียดตกค้างคือความเครียดที่สมดุลภายในตัวเองในกรณีที่ไม่มีแรงภายนอก เหล็กแผ่นรีดร้อนส่วนต่างๆ มีความเค้นตกค้างดังกล่าว โดยทั่วไป ยิ่งขนาดหน้าตัดของเหล็กหน้าตัดมีขนาดใหญ่เท่าใด ความเค้นตกค้างก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แม้ว่าความเค้นตกค้างจะมีความสมดุลในตัวเอง แต่ก็ยังมีผลกระทบบางอย่างต่อประสิทธิภาพของส่วนประกอบเหล็กภายใต้การกระทำของแรงภายนอก ตัวอย่างเช่น อาจส่งผลเสียต่อการเสียรูป ความมั่นคง ความต้านทานต่อความเมื่อยล้า ฯลฯ

สรุป:
ความแตกต่างระหว่างการรีดเย็นและการรีดร้อนคืออุณหภูมิของกระบวนการรีดเป็นหลัก "เย็น" หมายถึงอุณหภูมิปกติ และ "ร้อน" หมายถึงอุณหภูมิสูง

จากมุมมองของโลหะวิทยา ขอบเขตระหว่างการรีดเย็นและการรีดร้อนควรแยกความแตกต่างด้วยอุณหภูมิการตกผลึกซ้ำ นั่นคือ การกลิ้งต่ำกว่าอุณหภูมิการตกผลึกซ้ำคือการรีดเย็น และการกลิ้งเหนืออุณหภูมิการตกผลึกซ้ำคือการรีดร้อน อุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของเหล็กอยู่ที่ 450~600 องศา

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการรีดร้อนและการรีดเย็นคือ:

1. ลักษณะและคุณภาพพื้นผิว:

เนื่องจากแผ่นเย็นได้มาจากแผ่นร้อนหลังกระบวนการรีดเย็น และการตกแต่งพื้นผิวบางส่วนก็ดำเนินการไปพร้อมกับการรีดเย็น คุณภาพพื้นผิวของแผ่นเย็น (เช่น ความหยาบของพื้นผิว ฯลฯ) จะดีกว่า มากกว่าจานร้อน ดังนั้น หากผลิตภัณฑ์มีความต้องการคุณภาพการเคลือบที่สูงกว่า เช่น การทาสีในภายหลัง โดยทั่วไปจะเลือกใช้จานเย็น จานร้อนแบ่งออกเป็นจานดองและจานไม่ดอง พื้นผิวของแผ่นดองมีสีโลหะปกติเนื่องจากการดอง แต่ไม่ได้ผ่านการดอง พื้นผิวของเหล็กรีดเย็นยังคงไม่สูงเท่ากับเหล็กเย็น เหล็กที่ไม่ผ่านการดองมักจะมีชั้นออกไซด์บนพื้นผิวซึ่งเป็นสีดำ หรือมีชั้น Fe3O3 สีดำบนพื้นผิว ในแง่ของคนธรรมดา ดูเหมือนว่าจะถูกย่างด้วยไฟ และหากสภาพแวดล้อมในการจัดเก็บไม่ดี ก็มักจะมีสนิมเล็กน้อย

2. ประสิทธิภาพ: โดยทั่วไปแล้ว ไม่มีความแตกต่างในคุณสมบัติทางกลของแผ่นร้อนและแผ่นเย็นในทางวิศวกรรม แม้ว่าแผ่นเย็นจะมีการแข็งตัวในระหว่างกระบวนการรีดเย็น (แต่ไม่ได้ตัดทอนสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเชิงกลที่เข้มงวด) แต่ก็จำเป็นต้องได้รับการปฏิบัติที่แตกต่างออกไป) ความแข็งแรงของผลผลิตของแผ่นเย็นมักจะสูงกว่าแผ่นร้อนเล็กน้อย และความแข็งของพื้นผิวก็สูงกว่าเช่นกัน สถานการณ์เฉพาะขึ้นอยู่กับระดับการหลอมของแผ่นเย็น แต่ไม่ว่าจะอบอ่อนแค่ไหน ความแข็งแรงของแผ่นเย็นก็สูงกว่าแผ่นร้อน

3. ประสิทธิภาพการขึ้นรูป: เนื่องจากโดยพื้นฐานแล้วประสิทธิภาพของแผ่นร้อนและเย็นมีความคล้ายคลึงกัน ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความสามารถในการขึ้นรูปจึงขึ้นอยู่กับความแตกต่างของคุณภาพพื้นผิว เนื่องจากคุณภาพพื้นผิวของแผ่นเย็นจะดีกว่า โดยทั่วไปแล้ว แผ่นเหล็กที่ทำจากวัสดุเดียวกัน ผลการขึ้นรูปของแผ่นเย็นจะดีกว่าแผ่นร้อน