Baja Canai Panas vs Baja Canai Dingin: Dijelaskan

Pengerolan panas dan pengerolan dingin merupakan proses penting dalam pembuatan baja, masing-masing memberikan karakteristik yang berbeda pada produk akhir. Metode-metode ini secara signifikan memengaruhi struktur mikro, sifat mekanik, dan permukaan akhir komponen baja.

Hot Rolling:
Proses ini melibatkan deformasi baja pada suhu di atas suhu rekristalisasi (biasanya >900°C). Ini adalah metode utama untuk memproduksi berbagai macam produk baja karena efisiensi dan kemampuannya untuk menangani volume besar. Pengerolan panas mengurangi tekanan internal, meningkatkan keuletan, dan menciptakan struktur butiran yang lebih seragam.

Penggulungan Dingin:
Dilakukan di bawah suhu rekristalisasi baja, pengerolan dingin digunakan untuk memproduksi baja dengan toleransi yang lebih ketat, permukaan akhir yang unggul, dan sifat mekanis yang ditingkatkan. Proses ini sangat cocok untuk produk dengan ukuran yang tipis dan di mana kontrol dimensi yang tepat sangat penting.

Aplikasi Penggulungan Khusus Produk:

1. Batang Kawat:

• Kisaran diameter: 5,5-40 mm, diproduksi dalam bentuk gulungan
• Terutama digulung panas
• Gambar dingin dapat diterapkan setelahnya untuk pengurangan ukuran lebih lanjut dan penyempurnaan properti

2. Batang baja:

• Umumnya digulung panas
• Pengecualian: Bahan halus yang cerah dan membutuhkan dimensi yang tepat
• Varian yang dipalsukan menunjukkan tanda permukaan yang khas

3. Strip Baja:

• Tersedia varian canai panas dan dingin
• Strip canai dingin biasanya lebih tipis dan menawarkan hasil akhir permukaan yang lebih baik

4. Pelat Baja:

• Pelat canai dingin: Umumnya lebih tipis, digunakan dalam aplikasi seperti panel bodi otomotif
• Pelat tebal sedang yang digulung panas: Dapat memiliki ketebalan yang serupa dengan canai dingin, tetapi dengan karakteristik permukaan yang berbeda

5. Baja Sudut:

• Digulung secara eksklusif karena profil strukturalnya

6. Tabung Baja:

• Dua jenis utama: dilas (canai panas) dan tanpa sambungan (ditarik dingin)
• Gambar dingin menawarkan peningkatan akurasi dimensi dan hasil akhir permukaan

7. Baja U & Baja H (Bagian Struktural):

• Digulung panas untuk mencapai bentuk dan sifat mekanis yang dibutuhkan

8. Tulangan (Batang Penguat):

• Digulung panas untuk memberikan kekuatan dan keuletan yang diperlukan untuk tulangan beton

Definisi Canai Panas

Hot Rolling:

Ingot dan billet pada suhu kamar sangat tahan terhadap deformasi dan pemrosesan. Oleh karena itu, mereka biasanya dipanaskan hingga suhu antara 1100-1250 ° C sebelum digulung, sebuah proses yang dikenal sebagai pengerolan panas.

Suhu akhir untuk pengerolan panas biasanya berkisar antara 800-900°C. Setelah pengerolan, baja umumnya didinginkan dengan udara, yang secara efektif mensimulasikan perlakuan panas normalisasi.

Pengerolan panas adalah metode utama untuk memproses sebagian besar produk baja.

Karena suhu tinggi yang terlibat, baja canai panas mengembangkan lapisan permukaan kerak oksida. Kerak ini memberikan tingkat ketahanan terhadap korosi, sehingga memungkinkan penyimpanan di udara terbuka. Namun, hal ini juga menghasilkan permukaan akhir yang kasar dan variabilitas dimensi.

Untuk aplikasi yang membutuhkan permukaan yang cerah dan bersih, dimensi yang presisi, dan sifat mekanik yang ditingkatkan, baja harus menjalani pemrosesan lebih lanjut. Hal ini dapat berupa memproduksi produk setengah jadi melalui pengerolan panas atau produk jadi melalui pengerolan dingin.

Keuntungan dari Pengerolan Panas:

• Tingkat produksi dan hasil panen yang tinggi
• Kemampuan untuk membentuk berbagai profil penampang untuk memenuhi beragam kebutuhan aplikasi
• Mempertahankan lapisan pelindung yang sudah ada sebelumnya

Penggulungan Dingin:

Pengerolan dingin memungkinkan terjadinya deformasi plastis yang signifikan pada baja, sehingga meningkatkan kekuatan luluh dan sifat mekanik lainnya.

Keuntungan dari Penggulungan Dingin:

• Hasil akhir permukaan dan akurasi dimensi yang superior
• Sifat mekanis yang ditingkatkan karena pengerasan kerja
• Toleransi yang lebih ketat dan kerataan yang lebih baik

Kerugian dari Baja Canai Dingin:

1. Tegangan Sisa: Meskipun tidak ada kompresi termoplastik selama pembentukan, tegangan sisa tetap ada pada penampang melintang. Hal ini dapat mempengaruhi karakteristik baja secara keseluruhan dan lokal.
2. Properti Bagian: Profil baja canai dingin biasanya merupakan penampang terbuka, yang dapat mengakibatkan berkurangnya kekakuan puntir. Hal ini membuat mereka lebih rentan terhadap puntiran selama pembengkokan dan rentan terhadap tekuk di bawah beban tekan.
3. Keterbatasan Ketebalan: Baja canai dingin umumnya memiliki bagian dinding yang lebih tipis dibandingkan dengan alternatif canai panas. Selain itu, sudut-sudut bagian canai dingin tidak mengalami efek penebalan yang sama dengan produk canai panas, sehingga berpotensi mengurangi kapasitasnya untuk menahan beban terkonsentrasi lokal.
4. Biaya: Penggulungan dingin umumnya lebih mahal daripada penggulungan panas karena adanya langkah pemrosesan tambahan dan kebutuhan energi.

Definisi Digulung Dingin

Pengerolan dingin berarti baja ditekan dengan tekanan rol untuk mengubah bentuknya pada suhu kamar.

Meskipun prosesnya dapat memanaskan pelat, namun tetap disebut cold rolling.

Untuk lebih spesifiknya, penggulungan dingin membutuhkan penggulungan panas kumparan baja sebagai bahan baku dan melakukan fabrikasi tekan setelah menghilangkan kulit yang teroksidasi dengan pencucian asam. Produk jadinya sulit untuk digulung.

Umumnya, baja canai dingin, seperti baja galvanis dan baja warna, harus dianil, sehingga tingkat plastisitas dan pemanjangannya lebih baik, sehingga banyak digunakan dalam industri mobil, peralatan rumah tangga, dan perangkat keras.

Permukaan lembaran canai dingin memiliki tingkat penyelesaian tertentu dan terasa halus, yang dicapai melalui pencucian asam.

Umumnya, kehalusan permukaan pelat canai panas tidak dapat memenuhi persyaratan, sehingga strip baja canai panas perlu digulung dingin. Ketebalan minimum baja canai panas biasanya 1,0 mm, sedangkan penggulungan dingin bisa mencapai 0,1 mm.

Pengerolan panas adalah proses pengerolan di luar suhu kristalisasi, sedangkan pengerolan dingin adalah proses pengerolan di bawah suhu kristalisasi.

Perubahan bentuk baja canai dingin adalah deformasi dingin yang terus menerus, dan pengerasan dingin dari proses ini menyebabkan kekuatan, kekerasan, dan ketangguhan kumparan canai keras berkurang.

Untuk pengguna akhir, cold rolling memperburuk performa stamping, dan produk ini cocok untuk komponen yang mengalami deformasi sederhana.

Keuntungan：

Hal ini dapat memperhalus butiran baja, menghilangkan cacat struktur mikro, dan menghancurkan struktur tuang ingot. Hal ini menghasilkan struktur baja yang lebih padat dan sifat mekanik yang lebih baik.

Peningkatan ini terutama tercermin pada arah penggulungan, sehingga baja tidak lagi isotropik sampai batas tertentu. Gelembung, retakan, dan porositas yang terbentuk selama penuangan juga dapat dilas di bawah suhu dan tekanan tinggi.

Kekurangan：

1. Setelah penggulungan panas, non-logam inklusi (terutama sulfida dan oksida, dan silikat) di dalam baja ditekan menjadi irisan tipis dan bertingkat.

Pelapisan baja searah dengan ketebalan baja dapat sangat terpengaruh, dan sobekan laminar dapat terjadi karena penyusutan las. Regangan lokal yang diakibatkan oleh penyusutan las sering kali mencapai beberapa kali regangan titik leleh, yang jauh lebih besar daripada regangan yang diakibatkan oleh beban.

1. Tegangan sisa yang disebabkan oleh pendinginan yang tidak merata.

Tegangan sisa adalah tegangan keseimbangan diri internal yang tersisa dalam material tanpa ada gaya eksternal yang diterapkan. Baja profil canai panas dengan berbagai bagian memiliki tegangan sisa seperti itu, dan semakin besar ukuran penampang baja penampang normal, semakin besar pula tegangan sisa.

Meskipun tegangan sisa dapat diseimbangkan sendiri, tegangan sisa masih memiliki pengaruh terhadap kinerja komponen baja di bawah gaya eksternal. Sebagai contoh, deformasi, stabilitas, dan kelelahan dapat memberikan efek yang merugikan.

Perbedaan antara pengerolan dingin dan pengerolan panas terutama terletak pada suhu proses pengerolan.

"Penggulungan dingin" dilakukan pada suhu kamar, sedangkan "penggulungan panas" dilakukan pada suhu tinggi.

Dari sudut pandang logam, batas antara pengerolan dingin dan pengerolan panas harus dibedakan berdasarkan suhu rekristalisasi.

Pengerolan dingin terjadi pada suhu yang lebih rendah dari suhu rekristalisasi, sedangkan pengerolan panas terjadi pada suhu yang lebih tinggi dari suhu rekristalisasi.

Suhu rekristalisasi baja adalah 450 ~ 600 ℃.

Baja canai panas vs baja canai dingin

Baja canai panas vs baja canai dingin

Penampilan dan kualitas permukaan

Baja canai dingin menunjukkan kualitas permukaan yang lebih unggul dibandingkan dengan baja canai panas karena adanya langkah pemrosesan tambahan. Proses pengerolan dingin, yang biasanya terjadi pada suhu kamar, secara signifikan mengurangi ketidaksempurnaan permukaan dan memberikan hasil akhir yang lebih halus dengan toleransi dimensi yang lebih ketat. Hal ini menghasilkan kekasaran permukaan yang lebih rendah dan penampilan yang lebih estetis.

Untuk aplikasi yang membutuhkan pelapis atau lapisan akhir berkualitas tinggi, baja canai dingin umumnya lebih disukai karena karakteristik permukaannya yang unggul, yang meningkatkan daya rekat yang lebih baik dan tampilan yang lebih seragam pada pelapis yang diaplikasikan.

Baja canai panas tersedia dalam dua kondisi permukaan utama: diasamkan dan tidak diasamkan. Baja canai panas yang diasamkan mengalami proses perlakuan asam untuk menghilangkan mill scale (lapisan oksida besi) yang terbentuk selama pengerolan panas, sehingga menghasilkan permukaan yang bersih dan metalik. Baja canai panas yang tidak diawetkan mempertahankan lapisan permukaan yang gelap dan teroksidasi, yang dapat muncul sebagai lapisan berwarna biru keabu-abuan atau kehitaman.

Lapisan oksida pada baja canai panas yang tidak diawetkan, meskipun memberikan ketahanan awal terhadap korosi, dapat menyebabkan percepatan pengkaratan jika tidak dilindungi dengan baik atau disimpan dalam kondisi lingkungan yang buruk.

Kinerja

Meskipun sifat mekanik baja canai panas dan baja canai dingin sering dianggap sebanding untuk aplikasi teknik umum, ada perbedaan penting yang dapat menjadi signifikan dalam kasus penggunaan tertentu.

Baja canai dingin biasanya menunjukkan kekuatan luluh yang sedikit lebih tinggi dan kekerasan permukaan yang meningkat dibandingkan dengan baja canai panas. Hal ini disebabkan oleh pengerasan kerja yang terjadi selama proses pengerolan dingin. Tingkat peningkatan sifat ini tergantung pada tingkat pengerjaan dingin dan perlakuan panas berikutnya, seperti anil.

Bahkan setelah anil, baja canai dingin umumnya mempertahankan kekuatan yang lebih tinggi daripada baja canai panas dengan kualitas yang sama. Hal ini disebabkan oleh struktur butiran yang lebih halus dan tegangan sisa yang disebabkan oleh pengerjaan dingin.

Untuk aplikasi yang memerlukan sifat mekanis yang tepat, sangat penting untuk mempertimbangkan perbedaan-perbedaan ini dan memilih bahan yang sesuai berdasarkan persyaratan kinerja tertentu.

Kemampuan bentuk

Kemampuan bentuk baja dipengaruhi oleh sifat mekanik dan karakteristik permukaannya. Meskipun sifat mekanik baja canai dingin dan baja canai panas bisa serupa, kualitas permukaan baja canai dingin yang unggul sering kali menghasilkan kemampuan bentuk yang lebih baik untuk banyak aplikasi.

Permukaan baja canai dingin yang lebih halus mengurangi gesekan selama operasi pembentukan, sehingga menghasilkan hasil yang lebih konsisten dan berpotensi menghasilkan bentuk yang lebih kompleks. Hal ini sangat menguntungkan dalam operasi seperti penarikan dalam, pembengkokan, dan pencetakan.

Namun, penting untuk dicatat bahwa pengerasan kerja yang ada pada baja canai dingin terkadang dapat membatasi kemampuan bentuknya dibandingkan dengan baja canai panas anil. Dalam kasus di mana sifat mampu bentuk yang ekstrem diperlukan, baja canai dingin yang bebas tegangan atau anil penuh mungkin diperlukan untuk mencapai hasil yang optimal.

Untuk aplikasi yang melibatkan operasi pembentukan yang tidak terlalu berat, perbedaan kemampuan bentuk antara baja canai dingin dan baja canai panas mungkin tidak terlalu terasa, dan faktor-faktor seperti biaya dan ketersediaan mungkin memainkan peran yang lebih signifikan dalam pemilihan material.