熱軋鋼與冷軋鋼的差異

熱軋就是軋鋼過(guò)程中或軋鋼之前需要對(duì)材料進(jìn)行加熱的，一般要加熱到再結(jié)晶溫度以上，如：1000度以上等；冷軋就是軋鋼過(guò)程不需要對(duì)材料進(jìn)行加熱的，或者說(shuō)加熱到該材料的再結(jié)晶溫度以下的。 
     熱軋和冷拔是生產(chǎn)工藝的區(qū)別,熱軋是在高溫下加工而成,不會(huì)改變金屬的結(jié)構(gòu)性能,冷拔是在高溫下將圓鋼穿孔,然后在拔管機(jī)上冷拔加工,在沒(méi)有回火狀態(tài)下,這樣的加工會(huì)影響金屬的晶體結(jié)構(gòu)。在一般情況下，熱軋比冷軋的力學(xué)性能要好些，經(jīng)過(guò)熱處理的鋼材，它的抗拉，屈服強(qiáng)度，塑性，韌性都會(huì)有所提高，此外，熱處理能殘余應(yīng)力，而冷軋可能會(huì)因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中鋼材發(fā)生屈服的不均勻變形，會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這個(gè)殘余應(yīng)力對(duì)穩(wěn)定性影響很大。

     熱軋和冷軋都是型鋼或鋼板成型的工序，它們對(duì)鋼材的組織和性能有很大的影響，鋼的軋制主要以熱軋為主，冷軋只用于生產(chǎn)小號(hào)型鋼和薄板。 
     熱軋的優(yōu)點(diǎn)是可以破壞鋼錠的鑄造組織，細(xì)化鋼材的晶粒，并顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實(shí)，力學(xué)性能得到改善。這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上，從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體；澆注時(shí)形成的氣泡、裂紋和疏松，也可在高溫和壓力作用下被焊合。 
     缺點(diǎn)一是經(jīng)過(guò)熱軋之后，鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物（主要是硫化物和氧化物，還有硅酸鹽）被壓成薄片，出現(xiàn)分層（夾層）現(xiàn)象。分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化，并且有可能在焊縫收縮時(shí)出現(xiàn)層間撕裂。焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時(shí)常達(dá)到屈服點(diǎn)應(yīng)變的數(shù)倍，比荷載引起的應(yīng)變大得多。 
     二是不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在沒(méi)有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力，各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應(yīng)力，一般型鋼截面尺寸越大，殘余應(yīng)力也越大。殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的，但對(duì)鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對(duì)變形、穩(wěn)定性、抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用。 
     冷軋是指在常溫下，經(jīng)過(guò)冷拉、冷彎、冷拔等冷加工把鋼板或鋼帶加工成各種型式的鋼材。優(yōu)點(diǎn)是成型速度快、產(chǎn)量高，且不損傷涂層，可以做成多種多樣的截面形式，以適應(yīng)使用條件的需要；冷軋可以使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形，從而提高了鋼材的屈服點(diǎn)。 
     缺點(diǎn)一是雖然成型過(guò)程中沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱態(tài)塑性壓縮，但截面內(nèi)仍然存在殘余應(yīng)力，對(duì)鋼材整體和局部屈曲的特性必然產(chǎn)生影響。 
    二是冷軋型鋼樣式一般為開(kāi)口截面，使得截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低。在受彎時(shí)容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，受壓時(shí)容易出現(xiàn)彎扭屈曲，抗扭性能較差。 
    三是冷軋成型鋼壁厚較小，在板件銜接的轉(zhuǎn)角處又沒(méi)有加厚，承受局部性的集中荷載的能力弱。
熱軋和冷軋的主要區(qū)別是： 
    1、 冷軋成型鋼允許截面出現(xiàn)局部屈曲，從而可以充分利用桿件屈曲后的承載力；而熱軋型鋼不允許截面發(fā)生局部屈曲。 
    2、熱軋型鋼和冷軋型鋼殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因不同，所以截面上的分布也有很大差異。冷彎薄壁型鋼截面上的殘余應(yīng)力分布是彎曲型的，而熱扎型鋼或焊接型鋼截面上殘余應(yīng)力分布是薄膜型 。
鋼的分類  
     鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過(guò)1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：  
     1、按品質(zhì)分類  
(1) 普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）  
(2) 優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%）  
(3) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）  
     2.、按化學(xué)成份分類  
(1) 碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（C≤0.60%）。  
(2) 合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）；b.中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）；c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。  
     3、按成形方法分類：
(1) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼。  
     4、按金相組織分類  
(1) 退火狀態(tài)的：a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；b.共析鋼（珠光體）；c.過(guò)共析鋼（珠光體+滲碳體）；d.萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。   
(2)正火狀態(tài)的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。  
(3)無(wú)相變或部分發(fā)生相變的  
5、按用途分類  
(1)建筑及工程用鋼：a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼。  
(2) 結(jié)構(gòu)鋼  
a.機(jī)械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。  
b.彈簧鋼  
c.軸承鋼  
(3) 工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。  (4)特殊性能鋼：
a.不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼。
(5)專業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。
 6、綜合分類  
(1)普通鋼  
a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。

冷拉鋼產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn)：
  形狀規(guī)格多樣性
  通過(guò)設(shè)計(jì)不同形狀的模具，冷拉出不同截面形狀、不同規(guī)格公差的冷拉鋼。角度可設(shè)計(jì)成直角或圓角。
  高度
  使用高質(zhì)量的硬質(zhì)合金模具以及擁有專業(yè)修模人員，確保公差準(zhǔn)確、統(tǒng)一。
  表面光滑
  先進(jìn)的冷擠壓工藝使得冷拉鋼產(chǎn)品表面光滑明亮。
  材料大量節(jié)省
  冷拉工藝是將原材料冷擠壓變形達(dá)致所需的形狀、規(guī)格及公差，原材料的耗損極少，相對(duì)利用傳統(tǒng)車床機(jī)加工切削所耗損的材料，冷拉鋼所節(jié)省的材料是非常可觀的，特別當(dāng)材料用量大，材料成本的節(jié)約更為顯著。
  加工時(shí)間及加工機(jī)械節(jié)省
  由于精度準(zhǔn)確，表面狀況良好，冷拉鋼產(chǎn)品可直接使用，如噴涂、打砂、打彎、鉆孔，也可按實(shí)際要求精拉之后直接電鍍，免去了大量機(jī)加工時(shí)間及節(jié)省配置加工機(jī)械的費(fèi)用。

5效果分析

1. 次冷拉效果：
  取一鋼筋對(duì)其施加拉應(yīng)力冷拉，鋼筋會(huì)發(fā)生變形（并作應(yīng)力——應(yīng)變圖）。隨著拉應(yīng)力增加，鋼筋內(nèi)部承受的拉應(yīng)力逐漸增大。當(dāng)鋼筋內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)鋼筋具有的屈服點(diǎn)A，而達(dá)到C后，停止冷拉，卸去荷載。此時(shí)可以看到，鋼筋已產(chǎn)生塑性變形，在卸荷過(guò)程中，應(yīng)力——應(yīng)變圖有一個(gè)變化，直線O1C比直線OA要緩。
  2.第二次冷拉效果：
  重新施加拉應(yīng)力，將鋼筋拉伸到破壞，應(yīng)力——應(yīng)變圖出現(xiàn)新的變化，新的屈服點(diǎn)在C點(diǎn)附近，明顯高于原來(lái)的屈服點(diǎn)A。這個(gè)變化說(shuō)明，鋼筋的塑性發(fā)生了變化，塑性小了，硬度大了，鋼筋的強(qiáng)度得到提高，這一現(xiàn)象叫“變形硬化”。
  經(jīng)過(guò)以上兩次過(guò)程冷拉鋼（筋）制作完成。

6冷拉控制

1）冷拉應(yīng)力控制的情況：
  對(duì)于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)鋼筋和5號(hào)鋼的鋼筋，在冷拉后，作預(yù)應(yīng)力鋼筋使用的，要用冷拉應(yīng)力控制。但鋼筋冷拉后經(jīng)檢查， 冷拉率超過(guò)了規(guī)范規(guī)定（表3——1）值，還要再進(jìn)行機(jī)械能實(shí)驗(yàn)。
  2）冷拉率測(cè)定控制要求：
  以冷拉率控制鋼筋冷拉時(shí)，控制值要由試驗(yàn)確定。試驗(yàn)測(cè)定時(shí)要求：同爐同批的測(cè)定試件，不能少于4個(gè)，每個(gè)試件都要按規(guī)范規(guī)定的冷拉應(yīng)力測(cè)定相應(yīng)的冷拉率，并取試件的平均值作為該爐該批鋼筋的實(shí)際冷拉率。如果鋼筋強(qiáng)度偏高，，平均的冷拉率低于1%時(shí)，在鋼筋冷拉時(shí)，仍要按1%的冷拉率控制。
  3）不同爐批的冷拉控制：
  對(duì)于混雜，分不清爐批的鋼筋，冷拉時(shí)，不能用冷拉率控制，而且要冷拉多根連接的鋼筋，每根的冷拉率和控制應(yīng)力都要符合規(guī)范規(guī)定（表3——1）。
  4）冷拉速度控制：
  要使鋼筋充分變形，就要適當(dāng)控制冷拉速度，一般以0.5——1.0為宜。同時(shí)要求，冷拉到規(guī)定的應(yīng)力和冷拉率以后，隨即停拉2——3以后，再放松鋼筋，結(jié)束冷拉，以給鋼筋充分變形的時(shí)間。