Qu'est-ce que le laminage à froid et le laminage à chaud de l'acier

Dans la sidérurgie, on entend souvent parler des notions de laminage à chaud et de laminage à froid, alors quelles sont-elles ?

En effet, les billettes d'acier produites par l'aciérie ne sont que des produits semi-finis et doivent être laminées au laminoir pour devenir des produits sidérurgiques qualifiés.Le laminage à chaud et le laminage à froid sont deux procédés de laminage courants.

Le laminage de l'acier est principalement réalisé par laminage à chaud, tandis que le laminage à froid est principalement utilisé pour produire des profilés d'acier de petites dimensions et des tôles minces.

Voici les situations courantes de laminage à froid et à chaud de l'acier :

Fil : d'un diamètre de 5,5 à 40 millimètres, enroulé en bobines, tous constitués d'un matériau laminé à chaud.Après étirage à froid, il appartient aux matériaux étirés à froid.

Acier rond : En plus des matériaux brillants dimensionnés avec précision, il est généralement laminé à chaud et il existe également des matériaux forgés (avec des marques de forgeage en surface).

Bandes d'acier : des bandes d'acier laminées à chaud et à froid sont disponibles, et le matériau laminé à froid est généralement plus fin.

Tôle d'acier : Les tôles laminées à froid sont généralement plus fines, comme les tôles automobiles ;Il existe de nombreuses tôles moyennes et épaisses laminées à chaud, dont certaines ont une épaisseur similaire à celles laminées à froid, mais leur aspect est sensiblement différent.Cornière en acier : tout laminé à chaud.

Tubes en acier : soudés, laminés à chaud et étirés à froid.

Acier à profilé et acier en forme de H : laminé à chaud

Barres d'acier : matériaux laminés à chaud.

Le laminage à chaud et le laminage à froid sont tous deux des procédés de formage de tôles ou de profilés en acier, qui ont un impact significatif sur la microstructure et les propriétés de l'acier.

Le laminage de l'acier est principalement basé sur le laminage à chaud, tandis que le laminage à froid n'est généralement utilisé que pour produire de l'acier de taille précise, tel que l'acier à petites sections et les tôles fines.

La température de fin du laminage à chaud est généralement de 800 à 900 ℃, puis elle est généralement refroidie à l'air, de sorte que l'état de laminage à chaud équivaut à un traitement de normalisation.La plupart de l'acier est laminé selon la méthode de laminage à chaud.L'acier livré laminé à chaud, en raison de la température élevée, forme une couche d'oxyde de fer sur la surface, qui présente un certain degré de résistance à la corrosion et peut être stockée à l'extérieur.Mais cette couche d’oxyde de fer rend également la surface de l’acier laminé à chaud rugueuse, avec des fluctuations de taille importantes.Par conséquent, l'acier qui nécessite une surface lisse, une taille précise et de bonnes propriétés mécaniques doit être produit en utilisant comme matières premières des produits semi-finis ou finis laminés à chaud, puis laminé à froid.

Avantages : Vitesse de moulage rapide, rendement élevé et aucun dommage au revêtement.Il peut être transformé en diverses formes transversales pour répondre aux besoins des conditions d'utilisation ;Le laminage à froid peut provoquer une déformation plastique importante de l'acier, augmentant ainsi sa limite d'élasticité.

Inconvénients : 1. Bien qu'il n'y ait pas de compression thermoplastique pendant le processus de formage, des contraintes résiduelles existent toujours dans la section, ce qui affecte inévitablement les caractéristiques de flambement globales et locales de l'acier ;

2. Le style de l'acier laminé à froid est généralement une section ouverte, ce qui réduit la rigidité en torsion libre de la section.La torsion est susceptible de se produire lorsqu'elle est soumise à une flexion, et le flambage par torsion est susceptible de se produire lorsqu'il est soumis à une compression, ce qui entraîne de mauvaises performances de torsion ;

3. L'acier formé laminé à froid a une épaisseur de paroi plus petite et aucun épaississement aux coins de la connexion des plaques, ce qui entraîne une faible capacité à résister à des charges concentrées localisées.

Le laminage à froid fait référence à la méthode de laminage consistant à modifier la forme de l'acier en le pressant avec la pression d'un rouleau de laminage à température ambiante.Bien que le processus de traitement puisse également provoquer un échauffement de la tôle d'acier, on parle toujours de laminage à froid.

Plus précisément, le laminage à froid utilise des bobines d'acier laminées à chaud comme matière première, subit un lavage à l'acide pour éliminer les calamines d'oxyde, puis subit un traitement sous pression pour produire des bobines dures laminées.Généralement, les aciers laminés à froid tels que les tôles d'acier galvanisées et colorées doivent être recuits, leur plasticité et leur allongement sont donc également bons et ils sont largement utilisés dans des industries telles que l'automobile, les appareils électroménagers et la quincaillerie.

La surface de la tôle laminée à froid a un certain degré de douceur et elle est relativement lisse au toucher, principalement en raison du lavage à l'acide.La douceur de surface des tôles laminées à chaud ne répond généralement pas aux exigences, c'est pourquoi les bandes d'acier laminées à chaud doivent être laminées à froid.L'épaisseur la plus fine des bandes d'acier laminées à chaud est généralement de 1,0 mm et les bandes d'acier laminées à froid peuvent atteindre 0,1 mm.

Le laminage à chaud consiste à rouler au-dessus du point de température de cristallisation, tandis que le laminage à froid consiste à rouler en dessous du point de température de cristallisation.Le changement de forme de l'acier provoqué par le laminage à froid appartient à la déformation continue à froid, et l'écrouissage à froid provoqué par ce processus augmente la résistance et la dureté de la bobine dure laminée, tandis que l'indice de ténacité et de plasticité diminue.

Pour l'utilisation finale, le laminage à froid détériore les performances d'emboutissage et les produits conviennent aux pièces simplement déformées.

Avantages : Il peut détruire la structure de coulée des lingots d'acier, affiner la granulométrie de l'acier et éliminer les défauts de microstructure, rendant ainsi la structure en acier dense et améliorant ses propriétés mécaniques.Cette amélioration se traduit principalement dans le sens de laminage, de sorte que l'acier n'est plus dans une certaine mesure isotrope ;Les bulles, fissures et relâchements formés lors du coulage peuvent également être soudés à haute température et pression.

Inconvénients : 1. Après le laminage à chaud, les inclusions non métalliques (principalement des sulfures et des oxydes, ainsi que des silicates) à l'intérieur de l'acier sont pressées en feuilles minces, ce qui entraîne un délaminage.La stratification détériore considérablement les performances de traction de l'acier dans le sens de l'épaisseur, et il existe un risque de déchirure des couches intermédiaires lors du retrait de la soudure.La déformation locale induite par le retrait du cordon de soudure atteint souvent plusieurs fois la déformation à la limite d'élasticité, qui est beaucoup plus grande que la déformation provoquée par la charge ;

2. Contraintes résiduelles causées par un refroidissement irrégulier.La contrainte résiduelle fait référence à la contrainte qui s'auto-équilibre intérieurement sans forces externes et est présente dans diverses sections d'acier laminées à chaud.Généralement, plus la section de l’acier est grande, plus la contrainte résiduelle est élevée.Bien que la contrainte résiduelle soit un équilibre naturel, elle a néanmoins un certain impact sur les performances des composants en acier soumis à des forces externes.Cela peut avoir des effets néfastes sur la déformation, la stabilité, la résistance à la fatigue et d’autres aspects.