热轧工艺的基本简介

2017-04-10 17:27 来源：钢铁世界网作者：wuhj

热轧基本概念

热轧（hot rolling）是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。简单点儿来说，一块钢坯在加热后经过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。能显著降低能耗，降低成本。热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显着裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。

这里我们介绍一下什么是再结晶。再结晶就是当退火温度足够高，时间足够长时，在变形金属或合金的纤维组织中产生无应变的新晶粒（再结晶核心），新晶粒不断的长大，直至原来的变形组织完全消失，金属或合金的性能也发生显著变化，这一过程称为再结晶，其中开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度，一般我们所称的再结晶温度就是开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值，一般再结晶温度主要受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响

热轧优缺点

优点

（1）热轧能显著降低能耗，降低成本。热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。

（2）热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。

（3）热轧通常采用大铸锭，大压下量轧制，不仅提高了生产效率，而且为提高轧制速度、实现轧制过程的连续化和自动化创造了条件。

缺点

（1）经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。

（2）不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。

（3）热轧不能非常精确地控制产品所需的力学性能，热轧制品的组织和性能不能够均匀。其强度指标低于冷作硬化制品，而高于完全退火制品，塑性指标高于冷作硬化制品，而低于完全退火制品。

（4）热轧产品厚度尺寸较难控制，控制精度相对较差;热轧制品的表面较冷轧制品粗糙Ra值一般在0.5～1.5μm。因此，热轧产品一般多作为冷轧加工的坯料。

热轧产品的用途

适用于一般结构钢和工程用热轧钢板、钢带，可供焊管、冷轧料、自行车零件、以及重要焊接、铆接、栓接构件

用于冷轧、深冲产品

制作汽车、拖拉机、工程起重机械、小型轻工民用机械的冲压和结构件

制作集装箱及裸露金属结构件

焊管、钢结构

输送石油天然气用管线

汽车大梁、横梁

汽车车轮专用钢带

结构用防滑板、楼梯、天梯踏板等

热轧工艺简单的确定原则

1、热轧的方式很多，但是我们最常见的也最简单的就是纵轧，也就是采用顺着铸锭长度方向进行轧制的方式，在轧制过程中主要是轧辊、轧件和乳液的三者之间相互作用的过程，另外还有辊缝外的立辊辊边轧制、卷取张力控制等。

2、影响轧制的因素

热轧温度这个热轧温度包括开轧温度和终轧温度，开轧温度的确定主要是根据合金相图中固相线温度的80%左右，而终轧温度的确定要根据合金的塑性图确定，一般要求控制在合金的再结晶温度以上

热轧压下制度热轧压下制度的确定主要包括热轧总加工率和道次加工率的确定，而热轧总加工率其确定原则是：

a) 合金材料的性质，比如纯铝，高温塑性范围较宽，热轧脆性小，变形抗力低，因而总加工率大，但是硬铝合金，热轧温度范围窄，热脆性倾向大，其总加工率通常比软铝合金小

b) 满足最终产品表面质量和性能的要求，比如供给冷轧的坯料，热轧总加工率应留足冷变形量，以利于控制产品性能和获得良好的冷轧表面质量

c) 轧机能力及设备条件，轧机最大工作开口度和最小轧制厚度差越大，铸锭越厚，热轧总加工率越大，但是铸锭厚度受轧机开口度和辊道长度的限制

热轧道次加工率的确定原则：

a) 制定道次加工率应考虑合金的高温性能，咬入条件，产品质量要求及设备能力，不同轧制阶段道次加工率确定原则是：

b) 开始轧制阶段，道次加工率较小，一般为2%-10%，因为前几道次主要是变铸造组织为加工组织，满足咬入条件

c) 中间轧制阶段，随金属加工性能的改善，如果设备条件允许，应该尽量加大道次变形量，对硬铝合金道次加工率可达到45%以上，软铝合金可达50%，大压下量的轧制将产生大的变形热，补充带材在轧制过程中的热损耗，有利于维持正常轧制

d) 最后轧制阶段，一般道次加工率减小，为防止热轧制品产生粗大晶粒，热轧最后道次的加工率应大于临界变形量（15%-20%），热轧最后两道次温度较低，变形抗力较大，其压下量分配应该保持带材良好的板形，厚度偏差以及表面质量

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