Czym jest blacha walcowana na gorąco (HRC)?

Spis treści

1.0Czym jest blacha walcowana na gorąco (HRC)? Definicja, proces produkcji i zastosowania
2.0Zwoje stali walcowanej na gorąco (HRC): produkcja, właściwości i zastosowania

1.0Czym jest blacha walcowana na gorąco (HRC)? Definicja, proces produkcji i zastosowania

Krążek walcowany na gorąco (HRC) to płaski produkt stalowy wytwarzany w procesie ciągłego walcowania nagrzanych arkuszy stali w walcowni na gorąco. Zazwyczaj dostarczany jest w formie kręgów i szeroko stosowany w takich branżach jak budownictwo, przemysł maszynowy, motoryzacyjny, stoczniowy i produkcja zbiorników ciśnieniowych.

Stal walcowana na gorąco jest podstawowym materiałem w przemyśle stalowym ze względu na niski koszt, dobrą formowalność i wysoką wydajność produkcji. Nadaje się do zastosowań konstrukcyjnych wymagających wytrzymałości, ale nie wysokiej precyzji powierzchni. Aby poprawić dokładność wymiarową lub jakość powierzchni, często konieczna jest dalsza obróbka, taka jak walcowanie na zimno lub obróbka powierzchni.

Powierzchnia: Chropowata, utleniona powierzchnia powstała w wyniku tworzenia się kamienia w wysokiej temperaturze (nie jest tak gładka jak w przypadku stali walcowanej na zimno).
Właściwości mechaniczne: Posiada stosunkowo niską wytrzymałość, lecz doskonałą ciągliwość, co sprawia, że nadaje się do wtórnej obróbki, np. walcowania na zimno lub tłoczenia.
Zakres rozmiarów: Typowa grubość wynosi od 1,2 mm do 25,4 mm, a szerokość przekracza 2000 mm.

gorącowalcowana cewka HRC — Krążek walcowany na gorąco (HRC)

1.1Proces produkcji blachy walcowanej na gorąco (HRC)

Przygotowanie i ogrzewanie płyt: Produkcja rozpoczyna się od wprowadzenia grubych lub cienkich bloków (zwykle z odlewania ciągłego) do pieca grzewczego. Bloki są podgrzewane powyżej temperatury rekrystalizacji — zwykle około 1700°F (927°C) — w celu zapewnienia odpowiedniej plastyczności do walcowania.
Odkamienianie: Po nagrzaniu powierzchnia wlewka pokrywana jest zgorzeliną walcowniczą (tlenkiem żelaza). Do usunięcia zgorzeliny i zapewnienia odpowiedniej jakości powierzchni do walcowania stosuje się strumienie wody pod wysokim ciśnieniem.
Walcowanie wstępne: TPłyty przechodzą przez walcarkę wstępną (często składającą się z wielu klatek), co powoduje zmniejszenie grubości i wydłużenie, a jednocześnie rozdrobnienie struktury odlewu. Niektóre walcownie wykorzystują walcarkę nawrotną, w której płyty przechodzą tam i z powrotem przez jedną klatkę w celu uzyskania zmniejszenia grubości.
Wykończenie walcowania: Taśma jest następnie poddawana obróbce w pięciu do siedmiu klatkach wykańczających w celu precyzyjnej redukcji grubości. Na tym etapie może nastąpić dodatkowe usuwanie zgorzeliny. Walcowanie wykańczające odgrywa kluczową rolę w określeniu ostatecznego kształtu, jednorodności grubości i wewnętrznych właściwości mechanicznych.
Kontrolowane chłodzenie: Zwinięta taśma jest szybko schładzana za pomocą strumieni wody rozpylanych wzdłuż stołu wybiegowego. Pozwala to kontrolować strukturę ziarna i poprawia parametry mechaniczne.
Zwijanie i pakowanie: Po schłodzeniu taśmę zwija się w rolkę za pomocą zwijarki. Gotowe zwoje są opasywane taśmą, etykietowane i pakowane, gotowe do przechowywania lub wysyłki.

proces produkcji cewek walcowanych na gorąco alekvs — proces produkcji cewek walcowanych na gorąco

1.2Rodzaje blach walcowanych na gorąco (HRC) i ich główne zalety

Zwoje walcowane na gorąco (HRC) można podzielić na trzy główne typy:

Jakość komercyjna (CQ): Najczęściej stosowany typ, nadający się do zastosowań ogólnego przeznaczenia, takich jak rury, przewody i części samochodowe.
Jakość strukturalna (SQ): Przeznaczone do zastosowań konstrukcyjnych, takich jak belki, płyty i części nośne, w których wymagana jest większa wytrzymałość.
Jakość losowania (DQ): Stosowany w zastosowaniach wymagających dobrej formowalności, takich jak elementy głęboko tłoczone lub tłoczone.

1.3Główne zalety stali HRC w porównaniu z innymi produktami stalowymi:

Wysoka granica plastyczności: Idealna do środowisk o dużym naprężeniu i zastosowań wymagających dużej wytrzymałości.
Doskonała odporność na ścieranie: Nadaje się do operacji wiążących się z dużym zużyciem i tarciem powierzchniowym.
Dobra spawalność i formowalność: Łatwe do wytwarzania i kształtowania w różnego rodzaju części i komponenty przemysłowe.

1.4Charakterystyka przetwarzania i wydajności stali walcowanej na gorąco

Dobra podatność na formowanie: Nadaje się do procesów gięcia, tłoczenia i ciągnienia.
Doskonała spawalność: Kompatybilny z różnymi technikami i metodami spawania.
Umiarkowana wytrzymałość i dobra wytrzymałość: Zdolne do przenoszenia znacznych obciążeń; odpowiednie do zastosowań konstrukcyjnych.
Zgorzelina powierzchniowa: Powierzchnia może zawierać zgorzelinę powstałą w wyniku utleniania w wysokiej temperaturze, zwykle usuwaną przez trawienie lub dalszą obróbkę.
Niższa precyzja wymiarowa: Kurczenie się podczas chłodzenia może prowadzić do mniejszych tolerancji niż w przypadku produktów walcowanych na zimno.
Nierówne krawędzie: Krawędzie mogą być lekko matowe lub nierówne w porównaniu do stali walcowanej na zimno.
Niskie naprężenia wewnętrzne: minimalne naprężenia szczątkowe, redukujące ryzyko odkształceń i odkształceń podczas produkcji.
Grube ziarna, jednolita struktura: Stabilna i stała wydajność, choć nie tak wyrafinowana jak w przypadku stali walcowanej na zimno.
Oszczędność: Zapewnia wysoką wydajność produkcji i niższe koszty wytwarzania, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań w dużych objętościach konstrukcji stalowych.

1.5Typowe zastosowania przemysłowe stali walcowanej na gorąco

Przemysł	Aplikacja	Bliższe dane
Budowa	Belki, kolumny, ramy konstrukcyjne	Stosowany w budynkach, mostach, magazynach, inżynierii lądowej i wodnej
	Płyty bazowe i kątowniki	Podparcie nośne i konstrukcja szkieletowa
Automobilowy	Podwozia, ramy, koła	Stosowany w ciężarówkach, przyczepach, autobusach i pojazdach osobowych
	Panele wzmacniające	Stosowany do konstrukcji nadwozia o dużej wytrzymałości i odporności na uderzenia
Okrętownictwo	Płyty kadłuba i pokładu	Płyty wielkoformatowe na statki i barki
Ropa i gaz	Rury i przewody (niskociśnieniowe)	Rury spawane, podpory platform
	Powłoki i okładziny czołgów	Magazynowanie ropy naftowej, gazu i produktów chemicznych
Ciężki sprzęt	Komponenty dźwigów i koparek	Ramiona wysięgnika, ramy, części nośne
Produkcja	Podłoże do wyrobów walcowanych na zimno	HRC często jest marynowany i olejowany przed dalszą obróbką
	Bębny i beczki stalowe	Stosowany do przechowywania i transportu cieczy
Kolej żelazna	Ramy i rozstawy osi wagonów kolejowych	Elementy konstrukcyjne, nośne
Energia	Segmenty wieży wiatrowej	Gruba walcowana na gorąco stal używana do wież i gondoli
Produkcja ogólna	Barierki, ogrodzenia, bramy	Bezpieczeństwo ruchu drogowego i użytkowanie konstrukcji
Systemy magazynowe	Regały i półki magazynowe	HRC o średniej wytrzymałości do logistyki i magazynowania
Kontenery transportowe	Panele ścienne i ramy	Stal o wysokiej wytrzymałości do konstrukcji kontenerowych

2.0Zwoje stali walcowanej na gorąco (HRC): produkcja, właściwości i zastosowania

2.1Wspólne wskaźniki wydajności stali walcowanej na gorąco

(Wartości typowe dla stali konstrukcyjnej węglowej)

Nieruchomość	Typowy zakres
Granica plastyczności (MPa)	235–355
Wytrzymałość na rozciąganie (MPa)	370–550
Wydłużenie (%)	20–35
Twardość (HB)	100–170
Zakres temperatur roboczych	Temperatura pokojowa do ~400°C

2.2Główne cechy stali walcowanej na gorąco

Funkcja	Opis
Walcowanie w wysokiej temperaturze	Walcowane w temperaturze powyżej temperatury rekrystalizacji, charakteryzujące się doskonałą ciągliwością i obrabialnością.
Skala powierzchni	Podczas chłodzenia tworzy się osad tlenkowy, który wpływa na wygląd produktu, ale można go usunąć poprzez trawienie.
Niższa dokładność wymiarowa	Ze względu na rozszerzalność cieplną i naturalne chłodzenie tolerancje są mniejsze niż w przypadku stali walcowanej na zimno.
Nieznaczne odkształcenie	Mogą wystąpić niewielkie skurcze; rogi i krawędzie mogą być zaokrąglone lub lekko nieregularne.
Idealny do zastosowań konstrukcyjnych	Używane powszechnie w zastosowaniach, w których wymagana jest duża wytrzymałość, a precyzja wymiarowa ma znaczenie drugorzędne (np. budynki, mosty).

2.3Warunki dostawy kręgów walcowanych na gorąco

Stan	Opis
Czarna powierzchnia (HR)	Nieobrobiona powierzchnia ze zgorzeliną walcowniczą; ekonomiczna i idealna do dalszej obróbki.
Marynowane i olejowane (HRPO)	Usunięto kamień i pokryto olejem antykorozyjnym; powierzchnia pozostaje czystsza, co ułatwia dalsze procesy.

2.4Wspólne normy ASTM dla stali walcowanej na gorąco – przegląd zorientowany na zastosowania

W poniższej tabeli podsumowano powszechnie stosowane normy ASTM dotyczące blach, taśm i wyrobów konstrukcyjnych walcowanych na gorąco, ze szczególnym uwzględnieniem ich zastosowań:

Nr normy	Skrócona nazwa	Rodzaj materiału	Typowe zastosowania
ASTM A1011	Blachy/taśmy ze stali węglowej walcowanej na gorąco, konstrukcyjnej, HSLA, UHSS	Stal węglowa, stal konstrukcyjna, HSLA, UHSS	Motoryzacja, konstrukcje budowlane, elementy mechaniczne
ASTM A36	Stal konstrukcyjna węglowa	Ogólna blacha konstrukcyjna walcowana na gorąco	Belki, kolumny, wsporniki, mosty
ASTM A569	Blachy i taśmy ze stali węglowej walcowanej na gorąco o jakości handlowej	Stal węglowa komercyjna (przestarzała, zastąpiona przez A1011)	Tłoczenie ogólne, spawanie (niekonstrukcyjne)
ASTM A572	Stal konstrukcyjna HSLA	Stal konstrukcyjna niskostopowa o wysokiej wytrzymałości	Mosty, wysokie budynki, ciężkie elementy
ASTM A992	Kształtowniki ze stali konstrukcyjnej	Belki dwuteowe i dwuteowe walcowane na gorąco	Belki i kolumny konstrukcyjne w budynkach nowoczesnych
ASTM A715	Blachy/taśmy walcowane na gorąco, o wysokiej wytrzymałości, formowane na zimno	Stal walcowana na gorąco o wysokiej wytrzymałości, formowana na zimno	Części tłoczone, ramy, wzmocnienia
ASTM A606	Stal HSLA odporna na korozję atmosferyczną	Stal kortenowska (np. Cor-Ten)	Konstrukcje zewnętrzne, wagony kolejowe, kontenery
ASTM A635	Taśma walcowana na gorąco, węglowa i HSLA, szeroka	Stal węglowa i HSLA szerokopasmowa	Zastosowania wymagające grubszej blachy walcowanej na gorąco
ASTM A1008	Blachy i taśmy stalowe walcowane na zimno (dla porównania)	Stal walcowana na zimno (w porównaniu do A1011)	Części wymagające wysokiej jakości wykończenia powierzchni

2.5Porównanie właściwości mechanicznych popularnych gatunków stali walcowanych na gorąco ASTM

W tabeli przedstawiono porównanie typowych właściwości mechanicznych powszechnie stosowanych gatunków stali walcowanej na gorąco ASTM, w tym granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia:

Klasa ASTM	Typ	Granica plastyczności	Wytrzymałość na rozciąganie	Wydłużenie (%)	Uwagi
A36	Stal konstrukcyjna węglowa	≥ 250 MPa	400–550 MPa	≥ 20%	Typowa stal konstrukcyjna do budownictwa
A1011 CS Typ B	Stal komercyjna	≥ 170 MPa	≥ 270 MPa	≥ 28%	Formowanie ogólne, niestrukturalne
A1011 SS klasy 36	Stal konstrukcyjna	≥ 250 MPa	≥ 400 MPa	≥ 20%	Zamiennik A36, szeroko stosowany w budownictwie
A1011 SS klasy 50	Stal konstrukcyjna o wysokiej wytrzymałości	≥ 345 MPa	≥ 450 MPa	≥ 18%	Większa wytrzymałość, stosowana w mostach i ciężkim sprzęcie
A1011 HSLAS klasa 50	Stal HSLA	≥ 345 MPa	≥ 450 MPa	≥ 20%	Lepsza formowalność niż w przypadku stali nierdzewnej, nadaje się do ram samochodowych
A1011 HSLAS-F Klasa 50	HSLA – Ulepszona odkształcalność	≥ 345 MPa	≥ 450 MPa	≥ 22%	Ulepszona wydajność tłoczenia
A1011 Klasa 100 (UHSS)	Stal o ultra wysokiej wytrzymałości	≥ 690 MPa	≥ 830 MPa	≥ 10%	Części konstrukcyjne samochodów, osłony bezpieczeństwa
A572 Klasa 50	Stal konstrukcyjna HSLA	≥ 345 MPa	≥ 450 MPa	≥ 18%	Mosty, urządzenia dźwigowe, maszyny budowlane
A992	Stal konstrukcyjna do kształtowników H	≥ 345 MPa	450–620 MPa	≥ 18%	Zastępuje A572 dla belek dwuteowych i dwuteowych