从根本上说，轧制技术几乎专门用于金属及其合金。该工艺旨在成型具有高延展性和可塑性的材料，其中钢、铝和铜是最常见的加工成板材、薄板和结构形状的例子。
关键的见解不仅仅是哪些材料被轧制，而是材料的特性如何决定所选择的工艺——热轧用于大规模形状变化，或冷轧用于实现精度、强度和精细的表面光洁度。
决定性特征：为什么金属在轧制中占主导地位
轧制是一种金属成型工艺，其中坯料通过一个或多个辊对以减小其厚度并使其均匀。材料进行此过程的能力取决于其物理特性。
什么使材料“可轧制”？
轧制最重要的特性是延展性——在拉伸应力下不变形而不断裂的能力。材料必须能够进行显著的塑性变形，才能被轧辊挤压和拉伸。
这就是金属及其合金成为理想选择的原因。它们的金属晶体结构允许原子相互滑动，使材料能够永久改变形状而不是破碎。
非金属材料不适用
陶瓷、大多数聚合物和铸铁等脆性材料通常不进行轧制。它们缺乏所需的延展性，在轧机施加的巨大压缩力下会简单地开裂和断裂。
常见轧制材料的深入研究
虽然类别是“金属”，但所选的具体材料完全取决于最终用途，这决定了对强度、重量、导电性或耐腐蚀性的需求。
黑色金属：工业的支柱
钢是地球上轧制最多的材料。这包括碳钢、不锈钢和各种合金钢。它通过热轧生产结构工字梁、铁路轨道和厚板，然后通常通过冷轧生产汽车车身和电器的薄板。
有色金属：轻质和导电
铝因其高强度重量比而备受推崇，这使其在航空航天、汽车和包装（如饮料罐）中至关重要。铜因其优异的电导率和热导率而被轧制成板材和带材，用于从电子产品到屋顶的各种应用。黄铜和青铜等合金也被轧制成管道配件和轴承。
专业和贵金属
轧制工艺不限于工业金属。高价值材料，如钛、镍合金以及金、银和铂等贵金属，被轧制成用于专业航空航天、医疗和珠宝应用的板材、薄板和箔。
热轧与冷轧：工艺决定性能
在热轧和冷轧之间进行选择是一项基本决定，取决于材料和所需的最终特性。
热轧：用于大幅度减小形状
热轧在高于材料再结晶温度的温度下进行。在这些高温下，金属更软、更具延展性，允许在一次通过中大幅度减小厚度。
这是从原材料锭生产板坯、方坯和轧材等基础形状的主要方法。
冷轧：用于精度、强度和光洁度
冷轧在低于再结晶温度（通常在室温下）进行。该过程需要明显更大的力，但会带来具有明显优势的产品。
冷轧通过称为加工硬化的过程增加材料的强度和硬度。它还产生卓越的表面光洁度，并允许更严格的尺寸公差，这对最终产品至关重要。
理解权衡
选择材料和轧制工艺需要在成本、效率和最终产品要求之间取得平衡。没有单一的“最佳”方法。
热轧的挑战
热轧的主要权衡是缺乏精度。当金属冷却时，其收缩不可预测，导致最终尺寸不那么精确。高温还会导致形成鳞片状、粗糙的表面光洁度，通常需要去除。
冷轧的局限性
由于塑形较硬材料所需的巨大功率，冷轧成本更高。此外，加工硬化效应会降低金属的延展性，限制了在需要退火（热处理）工艺以恢复其可成形性之前可以成形的量。
为您的目标做出正确的选择
材料和轧制技术必须与工程目标相匹配。您的最终应用决定了最佳的前进道路。
- 如果您的主要重点是具有成本效益的大规模结构部件：热轧钢是生产工字梁、槽钢和厚板等基础产品的无与伦比的标准。
- 如果您的主要重点是具有光滑表面的精密、坚固的部件：需要冷轧钢、铝或铜等金属，用于汽车面板、电器外壳和电子元件。
- 如果您的主要重点是平衡可成形性和最终性能：通常会使用组合方法，其中材料首先热轧成易于处理的形状，然后冷轧以达到其最终强度和光洁度。
最终，了解材料的固有特性与轧制工艺之间的相互作用是实现高效和有效制造的关键。
总结表：
| 材料类型 | 常见示例 | 主要应用 |
|---|---|---|
| 黑色金属 | 碳钢、不锈钢 | 结构梁、汽车面板、电器 |
| 有色金属 | 铝、铜、黄铜 | 航空航天、包装、电子产品、屋顶 |
| 特种金属 | 钛、镍合金、金、银 | 航空航天、医疗设备、珠宝 |
| 轧制工艺 | 温度 | 关键结果 |
| 热轧 | 高于再结晶点 | 大规模形状减小，经济高效的大型零件 |
| 冷轧 | 低于再结晶点 | 高精度、高强度、光滑的表面光洁度 |
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