열간압연과 냉간압연은 강판이나 프로파일을 형성하는 공정으로 강의 구조와 특성에 큰 영향을 미칩니다.
철강의 압연은 주로 열간압연으로 이루어지며, 냉간압연은 작은 단면이나 박판 등 정밀한 치수의 철강 제품을 생산할 때만 사용됩니다.
강철의 일반적인 냉간 및 열간 압연 상황:
와이어: 직경 5.5-40 mm, 코일형, 모두 열간 압연. 냉간 인발 후 냉간 인발 소재에 속합니다.
원형강(Round steel) : 정밀한 치수의 광택강 외에 일반적으로 열간압연되며, 단조강(표면에 단조 흔적이 있는)도 있습니다.
스트립 강: 열간 압연, 냉간 압연, 냉간 압연 제품은 일반적으로 더 얇습니다.
강판: 냉간 압연 판은 일반적으로 자동차 판과 같이 더 얇습니다. 열간 압연 중간 두께 판이 더 많고 일부는 냉간 압연 판과 두께가 비슷하며 외관이 분명히 다릅니다.
앵글강: 모두 열간압연.
강관: 용접, 열간 압연 및 냉간 압연.
채널강 및 H형강: 열간압연.
철근: 열간압연강판.
열간압연
정의에 따르면 강철 잉곳이나 빌렛은 실온에서 변형 및 가공이 어렵습니다. 그들은 일반적으로 압연을 위해 1100~1250도까지 가열됩니다. 이 압연 공정을 열간 압연이라고 합니다.
열간압연 종료온도는 일반적으로 800~900℃이며, 이후 공기중에서 냉각되는 것이 일반적이므로 열간압연 상태는 노멀라이징 처리와 동일하다.
대부분의 철강 제품은 열간 압연 방법을 사용하여 압연됩니다. 열간압연 상태로 납품되는 강재는 고온으로 인해 표면에 산화철 스케일층이 형성되어 어느 정도의 내식성을 가지며 야외 보관이 가능합니다.
그러나 이 산화철 스케일 층은 열연강판의 표면을 거칠게 만들고 치수 변동도 크게 만듭니다. 따라서 표면이 매끄럽고 치수가 정확하며 기계적 성질이 좋은 강재는 열간압연 반제품이나 완제품을 원료로 하여 냉간압연을 거쳐 생산되어야 합니다.
이점:
성형 속도가 빠르고 출력이 높으며 코팅이 손상되지 않습니다. 사용 조건의 요구에 맞게 다양한 단면 형태로 만들 수 있습니다. 냉간 압연은 강의 큰 소성 변형을 유발하여 강의 항복점을 증가시킵니다.
결점:
1. 성형 과정에서 열간 소성 압축이 발생하지 않더라도 단면에는 여전히 잔류 응력이 남아 있어 강의 전체 및 국부적 좌굴 특성에 필연적으로 영향을 미칩니다.
2. 냉간압연강 단면은 일반적으로 개방형 단면을 가지므로 단면의 자유 비틀림 강성이 낮아집니다. 굽힘을 받을 때 비틀림이 발생하기 쉽고 압력을 받을 때 비틀림 좌굴이 발생하기 쉽고 비틀림 저항이 좋지 않습니다.
3. 냉간압연성형강의 벽두께가 작고, 판이 연결되는 모서리 부분에 두꺼워짐이 없으므로 국부적인 집중하중을 견디는 능력이 약하다.
냉간 압연
냉간압연이란 롤러의 압력을 이용하여 상온에서 강재를 압착하여 강재의 형상을 변화시키는 압연법을 말한다. 이 공정은 강판을 가열하기도 하지만 여전히 냉간 압연이라고 합니다. 구체적으로 냉간압연은 열연강판 코일을 원료로 산세하여 스케일을 제거한 후 가압 가공하는 것입니다. 완제품은 경질 압연 코일입니다.
일반적으로,냉간압연강판아연도금강판, 컬러강판 등은 어닐링을 해야 하기 때문에 가소성과 연신율도 좋아 자동차, 가전제품, 철물 등 산업 전반에 널리 사용됩니다. 냉간 압연 판의 표면은 주로 산세로 인해 일정한 매끄러움을 가지며 촉감이 매끄 럽습니다. 열간 압연 판의 표면 마감은 일반적으로 요구 사항을 충족하지 않으므로 열간 압연 강판을 냉간 압연해야 합니다. 열연강판의 가장 얇은 두께는 일반적으로 1.0mm이고, 냉간압연은 0.1mm에 이릅니다. 열간압연은 결정화 온도점 이상에서 압연하는 것이고, 냉간압연은 결정화점 이하에서 압연하는 것이다.
냉간 압연으로 인한 강재의 형상 변화는 연속적인 냉간 변형입니다. 이 공정으로 인한 냉간 가공 경화는 경질 압연 코일의 강도와 경도를 증가시키고 인성과 가소성 지수를 감소시킵니다.
최종 용도에 있어서 냉간 압연은 스탬핑 성능을 저하시키며 단순 변형이 있는 부품에 적합한 제품입니다.
이점:
강철 잉곳의 주조 구조를 파괴하고 강철 입자를 미세화하며 미세 구조의 결함을 제거하여 강철 구조를 조밀하게 만들고 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 개선은 주로 압연 방향에 반영되므로 강철은 더 이상 어느 정도 등방성이 아닙니다. 붓는 동안 형성된 기포, 균열 및 헐거움도 고온 및 고압의 작용으로 용접될 수 있습니다.
결점:
1. 열간압연 후 강재 내부의 비금속 개재물(주로 황화물, 산화물, 규산염)이 얇은 판으로 압착되어 박리(delamination)가 발생합니다. 박리는 두께 방향을 따라 강철의 인장 특성을 크게 저하시키고 용접이 수축함에 따라 층간 찢어짐을 유발할 수 있습니다. 용접 수축으로 인한 국부 변형은 항복점 변형의 몇 배에 달하는 경우가 많으며 이는 하중으로 인한 변형보다 훨씬 큽니다.
2. 냉각 불균일로 인한 잔류 응력. 잔류응력은 외부 힘이 없을 때 내부적으로 스스로 평형을 이루는 응력이다. 다양한 단면의 열연강판에는 이러한 잔류응력이 존재합니다. 일반적으로 형강의 단면 크기가 클수록 잔류 응력이 커집니다. 잔류 응력은 자체 균형을 이루지만 여전히 외부 힘의 작용에 따라 강철 부품의 성능에 일정한 영향을 미칩니다. 예를 들어 변형, 안정성, 피로 저항 등에 악영향을 미칠 수 있습니다.
요약하다:
냉간 압연과 열간 압연의 차이점은 주로 압연 공정의 온도입니다. 'Cold'는 보통 온도를 의미하고 'Hot'은 높은 온도를 의미합니다.
금속학적 관점에서 보면 냉간압연과 열간압연의 경계는 재결정온도로 구분되어야 한다. 즉, 재결정 온도 이하로 압연하는 것을 냉간 압연, 재결정 온도 이상으로 압연하는 것을 열간 압연이라 한다. 강의 재결정온도는 450~600도이다.
열간 압연과 냉간 압연의 주요 차이점은 다음과 같습니다.
1. 외관 및 표면 품질:
냉간압연 공정 후 열판에서 냉각판을 얻고, 냉간압연과 동시에 일부 표면 마무리도 수행하므로 냉각판의 표면 품질(표면 거칠기 등)이 더 좋습니다. 따라서 후속 도장 등 코팅 품질에 대한 요구 사항이 더 높은 경우에는 일반적으로 냉각판을 선택합니다. 핫플레이트는 절임판과 비절임판으로 구분됩니다. 산세된 판의 표면은 산세로 인해 정상적인 금속색을 띠지만 산세되지는 않았습니다. 냉간 압연 강철의 표면은 여전히 냉간 강철의 표면만큼 높지 않습니다. 산세되지 않은 강철은 일반적으로 표면에 검은 산화물 층이 있거나 표면에 Fe3O3의 검은 층이 있습니다. 평신도로 말하면 불에 구운 것처럼 보이고, 보관 환경이 좋지 않으면 녹이 슬어 있는 경우가 많다.
2. 성능: 일반적으로 엔지니어링 분야에서 핫플레이트와 콜드플레이트의 기계적 특성에는 차이가 없습니다. 냉간 압연 공정 중에 냉각판에 특정 가공 경화가 발생하더라도(그러나 이는 엄격한 기계적 성능 요구 사항이 요구되는 상황을 배제할 수는 없음) 다르게 처리해야 합니다. 냉각판의 항복강도는 일반적으로 열판의 항복강도보다 약간 높으며 표면 경도도 더 높습니다. 구체적인 상황은 냉각판의 어닐링 정도에 따라 달라집니다. 그러나 아무리 단련되더라도 냉각판의 강도는 열판의 강도보다 높습니다.
3. 성형성능: 열간판과 냉판의 성능은 기본적으로 유사하므로 성형성에 영향을 미치는 요인은 표면품질의 차이에 따라 달라집니다. 일반적으로 동일한 재질의 강판이 냉각판의 표면 품질이 더 좋기 때문에 냉각판의 성형 효과가 열판의 성형 효과보다 좋습니다.