A laminação a quente e a frio são procedimentos para formar placas ou perfis de aço e afetam significativamente a estrutura e as propriedades do aço.
O principal método de laminação de aço é a laminação a quente, enquanto a laminação a frio é geralmente usada apenas para a produção de aço de pequeno porte e chapas finas que exigem dimensões precisas.
Laminação a quente
Laminação a frio refere-se a um método de laminação que manipula a forma do aço aplicando pressão com rolos em temperatura ambiente.
Apesar do aumento da temperatura do aço durante o processo, ele ainda é conhecido como laminação a frio.
Mais especificamente, a laminação a frio envolve a utilização de bobinas de aço laminadas a quente como matéria-prima, que, após lavagem ácida para remover a incrustação de óxido, passam por processamento sob pressão, resultando em bobinas laminadas duras como produto acabado.
Aços laminados a frio, como chapas galvanizadas e com revestimento colorido, geralmente passam por recozimento, o que resulta em boas taxas de plasticidade e alongamento.
Eles são amplamente utilizados em indústrias como automotiva, eletrodomésticos e hardware. A superfície das chapas laminadas a frio apresenta um certo grau de suavidade e é bastante brilhante, principalmente devido à lavagem ácida.
As chapas laminadas a quente geralmente não atendem à lisura superficial exigida, portanto, as tiras de aço laminadas a quente precisam ser laminadas a frio.
Além disso, a espessura mínima das tiras de aço laminadas a quente é normalmente de 1,0 mm, enquanto a laminação a frio pode atingir 0,1 mm. A laminação a quente é realizada acima da temperatura de cristalização, enquanto a laminação a frio ocorre abaixo da temperatura de cristalização.
As mudanças de forma no aço devido à laminação a frio referem-se à deformação contínua a frio. O endurecimento a frio que ocorre durante esse processo aumenta a resistência e a dureza da bobina dura laminada, ao mesmo tempo que diminui seus índices de tenacidade e plasticidade.
Do ponto de vista do uso final, a laminação a frio deteriora o desempenho da estampagem, tornando o produto adequado para peças que requerem deformação simples.
Vantagens:
A laminação a frio pode perturbar a estrutura de fundição do lingote de aço, refinar os grãos do aço e eliminar defeitos estruturais microscópicos, tornando a estrutura de aço compacta e melhorando suas propriedades mecânicas. Esta melhoria é vista principalmente na direção da laminação, tornando o aço até certo ponto anisotrópico em vez de isotrópico. Bolhas, rachaduras e folgas formadas durante a fundição também podem ser soldadas sob alta temperatura e pressão.
Desvantagens:
1. Após a laminação a quente, as inclusões não metálicas (principalmente sulfetos e óxidos, bem como silicatos) dentro do aço são prensadas em camadas finas, resultando em um fenômeno conhecido como delaminação.
A delaminação deteriora significativamente as propriedades de tração do aço ao longo da direção da espessura e pode causar ruptura interlaminar durante a retração da solda. A deformação local induzida pela retração da solda muitas vezes atinge várias vezes a deformação do ponto de escoamento, muito maior que a deformação causada pela carga.
2. Tensão residual causada por resfriamento irregular. A tensão residual é uma tensão equilibrada internamente na ausência de forças externas. Todos os tipos de seções de aço laminadas a quente apresentam esse tipo de tensão residual, e quanto maior o tamanho da seção do aço geral, maior será a tensão residual.
Embora a tensão residual seja autoequilibrada, ela 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.
Laminação a Quente vs Laminação a Frio
A principal distinção entre laminação a frio e laminação a quente está na temperatura durante o processo de laminação; “frio” indica temperatura ambiente, enquanto “quente” significa alta temperatura.
Do ponto de vista metalúrgico, a demarcação entre laminação a frio e laminação a quente deve ser baseada na temperatura de recristalização.
Ou seja, a laminação conduzida abaixo da temperatura de recristalização é considerada laminação a frio, e a laminação acima desta temperatura é considerada laminação a quente. A temperatura de recristalização do aço varia de 450 a 600°C.
As principais diferenças entre laminação a quente e laminação a frio são:
1. Aparência e qualidade da superfície:
As chapas laminadas a frio, sendo derivadas de chapas laminadas a quente submetidas a processos de laminação a frio, são frequentemente submetidas a diversas técnicas de acabamento superficial. Como resultado, elas apresentam qualidade superficial superior (por exemplo, rugosidade superficial reduzida) em comparação com chapas laminadas a quente.
Portanto, se for necessária aplicação de tinta de alta qualidade ou revestimentos similares em etapas subsequentes do produto, as chapas laminadas a frio são geralmente preferidas.
As chapas laminadas a quente podem ser ainda classificadas em lavadas com ácido e não lavadas com ácido. As chapas lavadas com ácido, depois de terem sido submetidas à lavagem com ácido, apresentam uma cor metálica regular, mas a qualidade da sua superfície não é tão elevada como as chapas laminadas a frio, uma vez que não são laminadas a frio.
As folhas não lavadas com ácido geralmente apresentam uma camada oxidada, parecendo enegrecidas ou apresentando uma camada de óxido de ferro (III) preto. Em termos leigos, eles parecem chamuscados pelo fogo e muitas vezes enferrujam se armazenados em más condições.
2. Propriedades Mecânicas:
Geralmente, em aplicações de engenharia, as propriedades mecânicas das chapas laminadas a quente e das chapas laminadas a frio são consideradas idênticas, apesar das chapas laminadas a frio sofrerem um certo grau de endurecimento durante o processo de laminação a frio. (No entanto, se forem necessários requisitos rigorosos de propriedade mecânica, será necessária uma consideração específica.)
As chapas laminadas a frio normalmente apresentam resistência ao escoamento e dureza superficial ligeiramente maiores do que as chapas laminadas a quente, embora os valores exatos dependam do grau de recozimento das chapas laminadas a frio. Independentemente do processo de recozimento, a resistência das chapas laminadas a frio excede a das chapas laminadas a quente.
3. Formabilidade:
Dado que as propriedades das chapas laminadas a frio e a quente são bastante semelhantes, a sua conformabilidade depende principalmente das diferenças de qualidade da superfície.
Como as chapas laminadas a frio apresentam melhor qualidade superficial, geralmente proporcionam melhores resultados de conformação do que as chapas laminadas a quente do mesmo material.
