Tanto a laminação a quente como a laminação a frio são processos de formação de placas ou perfis de aço e têm um impacto significativo na estrutura e nas propriedades do aço.
A laminação de aço usa principalmente laminação a quente, enquanto a laminação a frio geralmente é usada apenas para produzir aço de pequeno-tamanho e chapas finas, além de outros materiais de aço que exigem dimensões precisas.
I. Laminação a Quente
Por definição, lingotes ou tarugos de aço são difíceis de deformar à temperatura ambiente e não são fáceis de processar. Eles geralmente são aquecidos a 1100-1250 graus para laminação; este processo de laminação é chamado de laminação a quente.
A temperatura final da laminação a quente é geralmente de 800-900 graus, após a qual geralmente é resfriada ao ar. Portanto, o estado laminado a quente equivale ao tratamento normalizador.
A maioria dos materiais de aço é laminada usando o método de laminação a quente. O aço entregue no estado-laminado a quente tem uma camada de incrustações de óxido de ferro em sua superfície devido à alta temperatura, proporcionando assim um certo grau de resistência à corrosão e permitindo o armazenamento ao ar livre.
No entanto, essa camada de incrustações de óxido de ferro também torna a superfície do aço laminado-a quente áspera e as dimensões flutuam consideravelmente. Portanto, o aço que exige uma superfície lisa, dimensões precisas e boas propriedades mecânicas precisa ser produzido por laminação a frio usando produtos-semiacabados-laminados a quente ou acabados como matéria-prima.
Vantagens:
Velocidade de conformação rápida, alto rendimento e nenhum dano ao revestimento. Ele pode ser feito em vários formatos-de seções transversais para atender às necessidades de diferentes aplicações; a laminação a frio pode causar deformação plástica significativa no aço, aumentando assim o limite de escoamento do aço.
Desvantagens:
1. Embora não haja compressão plástica a quente durante o processo de conformação, ainda existe tensão residual dentro da seção-transversal, o que inevitavelmente afeta as características de flambagem geral e local do aço;
2. As seções-de aço laminadas a frio são geralmente seções abertas, resultando em baixa rigidez torcional livre da seção-transversal. Eles são propensos a torcer sob flexão e propensos a flambagem por flexão-torcional sob compressão, resultando em baixa resistência à torção;
3. O aço-laminado a frio tem uma espessura de parede menor e não há espessamento nos cantos onde as placas são unidas, resultando em fraca resistência a cargas concentradas localizadas.
II. Laminação a Frio
Laminação a frio refere-se a um método de laminação que utiliza a pressão dos rolos para comprimir o aço à temperatura ambiente, alterando a forma do aço. Embora o processo de processamento também provoque o aquecimento da chapa de aço, ele ainda é chamado de laminação a frio. Mais especificamente, a laminação a frio utiliza bobinas de aço-laminadas a quente como matéria-prima. Após a decapagem para remoção de incrustações, ela passa por processamento sob pressão, resultando em um produto acabado denominado bobina-laminada a frio.
Geralmente, o aço-laminado a frio, como chapas de aço galvanizadas e com-revestimento colorido, requer recozimento, por isso tem melhor plasticidade e alongamento e é amplamente utilizado nas indústrias automotiva, de eletrodomésticos e de hardware. As folhas-laminadas a frio têm um certo grau de suavidade superficial e são relativamente macias ao toque, principalmente devido ao processo de decapagem. As chapas-laminadas a quente geralmente não atendem à lisura de superfície exigida, portanto, as tiras-de aço laminadas a quente precisam ser laminadas-a frio. Além disso, a tira de aço laminada-a quente mais fina tem geralmente 1,0 mm de espessura, enquanto a laminação a frio pode atingir uma espessura de 0,1 mm. A laminação a quente ocorre acima da temperatura de cristalização, enquanto a laminação a frio ocorre abaixo da temperatura de cristalização.
A laminação a frio altera a forma do aço através da deformação contínua a frio. O endurecimento por trabalho a frio causado por esse processo aumenta a resistência e a dureza da bobina-laminada a frio, ao mesmo tempo que reduz sua tenacidade e ductilidade.
Para aplicações-de uso final, a laminação a frio piora o desempenho da estampagem, tornando o produto adequado para peças com deformação simples.
Vantagens:
Pode destruir a estrutura de fundição do lingote de aço, refinar o tamanho do grão do aço e eliminar defeitos microestruturais, tornando a estrutura de aço mais densa e melhorando suas propriedades mecânicas. Esta melhoria reflete-se principalmente ao longo da direção de laminação, de modo que o aço não é mais isotrópico até certo ponto; bolhas, rachaduras e porosidade formadas durante a fundição também podem ser soldadas sob alta temperatura e pressão.
Desvantagens:
1. Após a laminação a quente, as inclusões não{1}}metálicas (principalmente sulfetos e óxidos, bem como silicatos) dentro do aço são prensadas em folhas finas, resultando em delaminação. A delaminação deteriora muito as propriedades de tração do aço na direção da espessura e pode causar rasgos intercamadas durante a contração da solda. A deformação local induzida pela retração da solda geralmente atinge várias vezes a deformação do ponto de escoamento, que é muito maior do que a deformação causada pela carga;
2. Tensão residual causada por resfriamento irregular. A tensão residual é uma tensão interna de auto-equilíbrio sem força externa. Todas-seções de aço laminadas a quente de diversas seções-transversais apresentam esse tipo de tensão residual. Geralmente, quanto maior o tamanho-da seção transversal do aço, maior será a tensão residual. A tensão residual, embora auto-equilibrada, ainda tem um certo impacto no desempenho dos componentes de aço sob forças externas. Por exemplo, pode ter efeitos adversos na deformação, estabilidade e resistência à fadiga.
III. Resumo:
A principal diferença entre laminação a frio e laminação a quente é a temperatura do processo de laminação. “Frio” refere-se à temperatura ambiente e “quente” refere-se à alta temperatura.
Do ponto de vista metalúrgico, a fronteira entre laminação a frio e laminação a quente deve ser diferenciada pela temperatura de recristalização. Ou seja, a laminação abaixo da temperatura de recristalização é laminação a frio, e a laminação acima da temperatura de recristalização é laminação a quente. A temperatura de recristalização do aço é de 450-600 graus.
As principais diferenças entre aço-laminado a quente e laminado-a frio são:
1. Aparência e qualidade da superfície:
Como as chapas-laminadas a frio são obtidas a partir de chapas-laminadas a quente após o processo de laminação a frio, e a laminação a frio também envolve algum acabamento superficial, as chapas-laminadas a frio têm melhor qualidade de superfície (como rugosidade da superfície) do que as chapas-laminadas a quente. Portanto, se houver altos requisitos para a qualidade da pintura e revestimento subsequente do produto, geralmente são escolhidas chapas laminadas a frio. As folhas-laminadas a quente são divididas em folhas decapadas e não decapadas. As chapas decapadas têm uma cor metálica normal devido à decapagem, mas como não são laminadas-a frio, a qualidade da superfície não é tão alta quanto a das chapas-laminadas a frio. As folhas não decapadas geralmente apresentam uma camada de óxido na superfície, parecendo opaca ou apresentando uma camada preta de óxido de ferro. Simplificando, eles parecem ter sido aquecidos e, se armazenados em um ambiente pobre, geralmente apresentam alguma ferrugem.
2. Desempenho: geralmente, as propriedades mecânicas das chapas laminadas-a quente e a frio- são consideradas iguais em aplicações de engenharia, embora as chapas laminadas-a frio sofram algum endurecimento durante o processo de laminação a frio (no entanto, isso não exclui situações em que existem requisitos rigorosos sobre propriedades mecânicas, caso em que elas precisam ser tratadas de forma diferente). As chapas-laminadas a frio geralmente apresentam resistência ao escoamento e dureza superficial ligeiramente maiores do que as chapas-laminadas a quente. Os valores específicos dependem do grau de recozimento da chapa-laminada a frio. No entanto, independentemente do processo de recozimento, a resistência das chapas-laminadas a frio é maior do que a das chapas-laminadas a quente.
3. Desempenho de conformação: Como o desempenho de chapas laminadas-a frio e a quente-é basicamente semelhante, os fatores que influenciam o desempenho de conformação dependem das diferenças na qualidade da superfície. Como a qualidade da superfície das chapas-laminadas a frio é melhor, em geral, para chapas de aço do mesmo material, as chapas-laminadas a frio têm melhor desempenho de conformação do que as chapas-laminadas a quente.
