L'acciaio è disponibile in diversi gradi, forme, requisiti e finiture. Ogni grado di acciaio ha le sue caratteristiche. L'acciaio laminato a caldo contro quello laminato a freddo è un'altra parola importante che vediamo regolarmente, simile alla distinzione fra Acciaio inox 304 e 316.
Gli acciai inossidabili sono ampiamente diffusi nelle automobili, negli elettrodomestici, nei componenti per aerei, nei componenti elettronici e in altre applicazioni. Il confronto tra acciaio laminato a caldo e acciaio laminato a freddo è reso possibile dalla comprensione delle diverse forme di acciaio.
La modifica della composizione chimica dell'acciaio non è sufficiente per ottimizzare le sue proprietà per ogni applicazione.
La laminazione è una tecnica di formatura dei metalli che utilizza una successione di rulli per modificare la forma dei materiali, aumentare l'uniformità e migliorare le qualità meccaniche. L'acciaio laminato a caldo e l'acciaio laminato a freddo sono due tipi di acciaio laminato.
Questi acciai hanno proprietà uniche che li rendono utili per diverse applicazioni. È fondamentale comprendere le distinzioni tra le due forme di acciaio laminato e il modo in cui influiscono sulle prestazioni quando si sceglie una di esse per un progetto.
Che cos'è l'acciaio laminato a caldo?
Spesso si parla di acciaio sottoposto a un elevato livello di trattamento termico come acciaio laminato a caldo. Ciò significa che la produzione avviene a temperature molto elevate. I metalli grandi e rettangolari, comunemente noti come billette, sono il punto di partenza per i produttori. La fase attuale riscalda le billette prima che la macchina le invii alla lavorazione.
Durante il processo di laminazione a caldo, l'acciaio fuso viene pressato a 926° Celsius o a 1700° Fahrenheit. L'acciaio ricristallizza idealmente tra i 750 e i 1.300 gradi Fahrenheit, consentendo una formatura e una rimodellazione più semplici. Il raffreddamento può avvenire una volta che la macchina rotola l'acciaio nella forma corretta all'interno del laminatoio.
Quando l'acciaio laminato a caldo si raffredda, si restringe leggermente. I produttori hanno quindi un minor controllo sulla forma finale.
Le parti di automobili, come i cerchioni e i telai, le attrezzature agricole, le attrezzature ferroviarie, come le rotaie e i componenti dei treni, e i materiali da costruzione sono tutti esempi di applicazioni in acciaio laminato a caldo che non richiedono tolleranze rigorose.
Perché utilizzare l'acciaio laminato a caldo?
Perché l'acciaio laminato a caldo presenta i seguenti vantaggi per le vostre esigenze:
- Basso costo: L'acciaio laminato a caldo richiede una lavorazione molto minore rispetto a quello laminato a freddo, il che lo rende meno costoso.
- Le tensioni interne sono minime o inesistenti poiché l'acciaio laminato a caldo si raffredda a temperatura ambiente, normalizzandosi. Le sollecitazioni interne sono minime o inesistenti a causa delle operazioni di tempra o di spegnimento.
- Poiché la macchina esegue il processo di laminazione a caldo a temperature molto elevate, l'acciaio risultante è più semplice da modellare e formare. UB, UC, RHS, SHS, piatti e altre forme di acciaio laminato a caldo sono le più diffuse.
- È perfetto per le situazioni in cui la tolleranza non è un grosso problema.
Che cos'è l'acciaio laminato a freddo?
In sostanza, l'acciaio laminato a freddo si riferisce all'acciaio laminato a caldo sottoposto a una lavorazione supplementare. Come indicato in precedenza, la laminazione comprende la gamma di procedure coinvolte nella produzione dell'acciaio, tra cui la tornitura, la rettifica e la lucidatura.
Le fasi rimanenti trasformano l'acciaio esistente laminato a caldo in un prodotto più raffinato. L'espressione "laminato a freddo" si riferisce generalmente agli acciai che sono stati sottoposti a compressione.
Mentre l'acciaio laminato a caldo si limita a riscaldare ad alte temperature e poi a raffreddare, l'acciaio laminato a freddo prevede un'ulteriore procedura. La produzione raffredda prima l'acciaio nei laminatoi di riduzione a freddo e poi lo rilega a temperatura ambiente mediante profilatura a freddo o pressatura. Questa procedura consente di ottenere la forma e le dimensioni richieste.
Le applicazioni migliori per l'acciaio laminato a freddo richiedono una migliore lucidatura della superficie del metallo e tolleranze più strette. Alcuni degli usi più comuni includono parti di aerei, componenti meccanici, elettrodomestici, barre, nastri, lamiere e costruzioni di mobili in metallo.
Perché utilizzare l'acciaio laminato a freddo?
I vantaggi che possono derivare dall'impiego di acciaio laminato a freddo sono:
- Migliori proprietà di superficie: I componenti in acciaio laminato a freddo presentano spesso superfici lisce e brillanti, prive di incrostazioni o corrosione. Questo li rende utili quando l'estetica è fondamentale.
- Più forza: sono spesso più robusti e rigidi dell'acciaio laminato a caldo. Ciò rende l'acciaio laminato a freddo ideale per le applicazioni ad alta sollecitazione.
- Maggiore precisione: L'acciaio laminato a freddo non si ritira durante la formatura. Ciò consente di creare pezzi più precisi con geometrie coerenti e accurate.
- Offre una grande varietà di trattamenti superficiali.
Differenze chiave: Acciaio inossidabile laminato a caldo vs. acciaio laminato a freddo
La differenza fondamentale tra queste due forme di acciaio è una procedura. Come si può capire, la "laminazione a caldo" si riferisce alla lavorazione effettuata con il calore. La "laminazione a freddo" si riferisce alle procedure eseguite a temperatura ambiente o quasi.
Sebbene questi approcci abbiano un impatto sulle prestazioni e sulle applicazioni complessive, non devono essere confusi con gli standard e le classi ufficiali dell'acciaio, che hanno a che fare con le composizioni metallurgiche e le valutazioni delle prestazioni.
Gli acciai di diverse specifiche e qualità possono essere laminati a freddo o a caldo, compresi gli acciai al carbonio primario e altri acciai legati.
Dopo aver esaminato il loro metodo di formatura e le varie qualità, si ha una nozione della differenza tra acciaio laminato a caldo e acciaio laminato a freddo. La tabella seguente rappresenta le variazioni delle loro caratteristiche meccaniche:
| Proprietà | Laminato a caldo | Laminato a freddo |
| Resistenza alla trazione | 67.000 psi | 85.000 psi |
| Resistenza allo snervamento | 45.000 psi | 70.000 psi |
| Allungamento in 2″ | 36 | 28 |
| Riduzione dell'area | 58 | 55 |
| Durezza Brinell | 137 | 167 |
A parte le qualità meccaniche, la differenza fondamentale tra acciaio laminato a caldo e acciaio laminato a freddo è la temperatura di produzione. Mentre la laminazione dell'acciaio a caldo avviene al di sopra della temperatura di ricristallizzazione, l'acciaio laminato a freddo viene trattato a una temperatura media.
Proprietà fisiche
Le proprietà fisiche dell'acciaio dipendono anche dalla qualità o dai processi di produzione. Di seguito sono riportate le proprietà fisiche comuni dei laminati a caldo e dei laminati a freddo:
| Proprietà | Acciaio laminato a caldo | Stel laminato a freddo |
| Superficie | Superficie in scala: Raffreddamento da alte le temperature lasciano residui sull'acciaio, la superficie per fare Sembra squamoso. Superficie non oleosa | Superficie liscia: Superfici lisce di solito hanno un tocco oleoso. Superficie oleosa |
| Angoli e bordi | Arrotondato | Molto nitido |
Aspetto e qualità della superficie
I bordi e le superfici dell'acciaio laminato a caldo sono generalmente ruvidi. Il raffreddamento da temperature intense lascia la superficie dell'acciaio squamosa. Pertanto, tali superfici possono richiedere la decarburazione o altri trattamenti superficiali per preparare l'acciaio alle operazioni future.
D'altra parte, l'acciaio laminato a freddo ha una superficie liscia e lucida, poiché la lavorazione non richiede l'impiego di temperature elevate. Pertanto, l'acciaio laminato a freddo è adatto a operazioni industriali senza trattamenti superficiali.
Poiché la laminazione a freddo avviene al di sotto delle temperature di ricristallizzazione delle fonti primarie, i grani non sono suscettibili di ricristallizzazione, ottenendo una lucidatura superficiale superiore a quella della laminazione a caldo.
Durezza del materiale
Anche la resistenza e la durezza del materiale sono state oggetto di discussione in precedenza. La tecnica di creazione di acciaio laminato a freddo produce una microstruttura omogenea. Questo metodo aiuta a produrre metallo con maggiore resistenza e tenacità. Tuttavia, non è eccessivamente solido, il che lo rende facilmente piegabile.
D'altra parte, la tecnica di laminazione a caldo richiede un forte calore e un rapido raffreddamento, impedendo alle sollecitazioni di recuperare i propri granuli. Pertanto, il metallo prodotto ha una resistenza e una durezza significativamente superiori rispetto all'acciaio laminato a freddo.
Stress interno
La resistenza e la durezza dell'acciaio impongono considerevoli pressioni interne al materiale. Pertanto, l'acciaio laminato a freddo con migliore stabilità e durezza presenta sollecitazioni interne più consistenti rispetto all'acciaio laminato a caldo. È fondamentale rilasciare tali tensioni prima della lavorazione del materiale per evitare la deformazione del prodotto finale.
La maggiore resistenza e durezza del processo di laminazione a freddo comporta tensioni interne più consistenti. Sarebbe meglio allentare queste tensioni prima di trattare il materiale, altrimenti il componente o il prodotto finito potrebbe subire una deformazione.
Punto di ricristallizzazione
Uno degli aspetti essenziali dell'acciaio laminato a caldo rispetto a quello laminato a freddo è il punto di ricristallizzazione. La laminazione a freddo avviene quando la sostanza metallica può creare "nuovi grani". La laminazione e la torsione del metallo possono cancellare i grani precedenti. La lavorazione a freddo dell'acciaio può comprometterne la resistenza.
Pertanto, i produttori aggiungono una fase finale di ricottura. Questa tecnica prevede il riscaldamento dell'acciaio a 1.333-1.400 gradi Fahrenheit (appena sopra il punto di ricristallizzazione dell'acciaio).
Il raffreddamento dell'acciaio procede molto lentamente, senza portarlo troppo rapidamente a temperatura ambiente. Con questa tecnica, il metallo può stabilire una microstruttura omogenea per reimpostare i suoi grani.
In particolare, la produzione di acciaio laminato a caldo avviene a oltre 1700 gradi Fahrenheit, una temperatura superiore a quella di ricristallizzazione dell'acciaio. Questa condizione è fondamentale per facilitare la formazione e la forma del metallo.
Distorsioni
L'acciaio laminato a caldo presenta lievi distorsioni (ad esempio, nella piegatura delle lamiere) poiché il processo di raffreddamento crea forme trapezoidali. L'acciaio laminato a freddo presenta angoli perfettamente squadrati con angoli e bordi ben definiti. I tubi prodotti hanno anche una grande consistenza concentrica e una rettilineità superiore.
Differenze di costo
L'acciaio laminato a caldo è spesso meno costoso di quello laminato a freddo. Il motivo di questa scelta non è inverosimile. La produzione di questo tipo di acciaio non comporta ritardi o lavorazioni successive.
Non è necessario riscaldare e riformare, come nel caso della laminazione a freddo. La finitura a freddo comprende spesso procedure aggiuntive, tra cui la trafilatura a freddo, la tornitura, la rettifica e la lucidatura. Le fasi di produzione aggiuntive rendono l'acciaio laminato a freddo più costoso di quello laminato a caldo.
Perché l'acciaio laminato a freddo è preferibile a quello laminato a caldo?
Le statistiche rivelano che l'acciaio laminato a freddo è circa il 20% più resistente del suo cugino laminato a caldo. L'acciaio viene compresso durante il processo di laminazione a freddo per ottenere una densità inferiore ma una migliore resistenza alla trazione. Il risultato è un metallo più robusto e più adatto alle applicazioni ad alta sollecitazione rispetto all'acciaio laminato a caldo.
D'altra parte, l'acciaio laminato a freddo è anche più malleabile di quello laminato a caldo. In altre parole, può piegarsi sotto tensioni più forti senza rompersi. Poiché l'acciaio laminato a freddo è più malleabile di quello laminato a caldo, i produttori possono lavorarlo più facilmente, modificando la forma del metallo in base alle loro esigenze.
L'acciaio laminato a caldo dovrebbe costare meno di quello laminato a freddo. Poiché l'acciaio laminato a freddo richiede una fase diversa nel processo di produzione, le aziende devono impiegare più risorse per crearlo. Per questo motivo, le aziende di solito fanno pagare di più l'acciaio laminato a freddo rispetto a quello laminato a caldo.
Acciaio inossidabile laminato a caldo o a freddo: Qual è il migliore per la vostra applicazione?
L'acciaio laminato a freddo sembra più costoso di quello laminato a caldo a causa delle operazioni aggiuntive necessarie e della maggiore resistenza.
In generale, l'acciaio laminato a freddo è più resistente di quello laminato a caldo. L'acciaio laminato a freddo presenta dei grani, mentre quello laminato a caldo non ne ha. Questo è importante perché l'acciaio laminato a freddo è più efficace quando viene utilizzato con la grana ed è molto più debole quando viene utilizzato contro di essa. Poiché l'acciaio laminato a caldo non presenta grani, la sua resistenza non è influenzata dall'orientamento.
Un altro fattore da considerare quando si decide se utilizzare metallo laminato a caldo o a freddo è il metodo di costruzione che si intende applicare al metallo e la funzione che svolgerà nel progetto.
L'acciaio laminato a freddo deve essere evitato se si desidera fresare ulteriormente le risorse del progetto. Se non si fa attenzione, il taglio nella direzione sbagliata potrebbe causare deformazioni o compromettere l'integrità strutturale del metallo.
Si differenzia dal metallo laminato a caldo, che non si distorce quando viene lavorato a causa della mancanza di grani. Entrambi gli acciai laminati (a caldo o a freddo) si saldano bene se si intende saldarli, ma è bene tenere presente che dopo la saldatura il metallo laminato a freddo assume alcune delle caratteristiche del metallo laminato a caldo.
Poiché le incrostazioni si accumulano quando l'acciaio viene riscaldato, l'acciaio laminato a freddo avrà una finitura complessiva migliore rispetto a quello laminato a caldo. Tuttavia, ad alcuni piace il "look" del metallo laminato a caldo. Per la progettazione dell'acciaio, lo hanno messo all'esterno.
Conclusione
L'acciaio laminato a caldo e quello laminato a freddo sono simili in quanto entrambi prevedono un procedimento di produzione in cui l'acciaio viene sottoposto a temperature elevate e successivamente pressato. Tuttavia, solo l'acciaio laminato a freddo riceve un'ulteriore pressatura a temperatura ambiente. Si tratta di una fase modesta rispetto all'intero processo di produzione dell'acciaio, ma aumenta la resistenza e la flessibilità del metallo.
Tuttavia, questo articolo confronta direttamente l'acciaio laminato a caldo con quello laminato a freddo, mostrando le principali differenze. Ogni tipo di acciaio è più adatto a determinati scopi rispetto ad altri. Pertanto, è fondamentale riconoscerne le qualità, i vantaggi e gli svantaggi.
Inoltre, questo articolo consentirà a progettisti e committenti di garantire un'esecuzione efficiente ed efficace dei progetti. Rimanete sempre con metalpie, e cerchiamo sempre di fornire le informazioni più recenti per le vostre richieste.