Både varmvalsing og kaldvalsing er prosesser for å forme stålplater eller profiler, og de har betydelig innvirkning på stålets struktur og egenskaper.
Stålvalsing bruker hovedsakelig varmvalsing, mens kaldvalsing vanligvis bare brukes til å produsere små-stål og tynne plater, og andre stålmaterialer som krever nøyaktige dimensjoner.
I. Hot Rolling
Per definisjon er stålblokker eller barrer vanskelige å deformere ved romtemperatur og er ikke enkle å behandle. De er vanligvis oppvarmet til 1100-1250 grader for rulling; denne valseprosessen kalles varmvalsing.
Slutttemperaturen for varmvalsing er vanligvis 800-900 grader, deretter avkjøles den vanligvis i luft. Derfor tilsvarer den varmvalsede tilstanden normaliserende behandling.
De fleste stålmaterialer valses ved hjelp av varmvalsemetoden. Stål levert i varmvalset-tilstand har et lag av jernoksidbelegg på overflaten på grunn av den høye temperaturen, og gir dermed en viss grad av korrosjonsbestandighet og muliggjør utendørs lagring.
Dette laget av jernoksidbelegg gjør imidlertid også overflaten til varmt-valset stål grov og dimensjonene svinger betydelig. Derfor må stål som krever en glatt overflate, presise dimensjoner og gode mekaniske egenskaper produseres ved kaldvalsing ved bruk av varm-valsede halvfabrikata eller ferdige produkter som råmateriale.
Fordeler:
Rask formingshastighet, høy ytelse og ingen skade på belegget. Den kan lages til en rekke tverrsnittsformer- for å møte behovene til ulike applikasjoner; kaldvalsing kan forårsake betydelig plastisk deformasjon i stålet, og dermed øke stålets flytegrense.
Ulemper:
1. Selv om det ikke er noen varm plastisk kompresjon under formingsprosessen, eksisterer det fortsatt restspenning innenfor tverrsnittet, noe som uunngåelig påvirker stålets generelle og lokale knekkegenskaper;
2. Kaldt-valsede stålseksjoner er vanligvis åpne seksjoner, noe som resulterer i lav fri vridningsstivhet i tverrsnittet. De er tilbøyelige til å vri seg under bøyning og utsatt for bøyning-vridning under kompresjon, noe som resulterer i dårlig torsjonsmotstand;
3. Kaldt-valset stål har en mindre veggtykkelse, og det er ingen fortykkelse i hjørnene der platene er skjøtet, noe som resulterer i svak motstand mot lokaliserte konsentrerte belastninger.
II. Kaldrulling
Kaldvalsing refererer til en valsemetode som bruker trykket fra valser til å komprimere stål ved romtemperatur, og endre formen på stålet. Selv om bearbeidingsprosessen også gjør at stålplaten varmes opp, kalles det fortsatt kaldvalsing. Mer spesifikt bruker kaldvalsing varmvalsede-stålkveiler som råmateriale. Etter beising for å fjerne avleiring, gjennomgår den trykkbehandling, noe som resulterer i et ferdig produkt som kalles en kald-valset spole.
Vanligvis krever kald-valset stål, for eksempel galvaniserte og farge-belagte stålplater, gløding, så det har bedre plastisitet og forlengelse, og er mye brukt i bilindustrien, husholdningsapparater og maskinvareindustrien. Kaldt-valsede ark har en viss grad av overflateglatthet og føles relativt glatt å ta på, hovedsakelig på grunn av beiseprosessen. Varm-valsede plater oppfyller vanligvis ikke den påkrevde overflateglattheten, så varme-valsede stålstrimler må kaldvalses-. Dessuten er den tynneste varmvalsede-stålstripen vanligvis 1,0 mm tykk, mens kaldvalsing kan oppnå en tykkelse på 0,1 mm. Varmvalsing ruller over krystalliseringstemperaturen, mens kaldvalsing ruller under krystalliseringstemperaturen.
Kaldvalsing endrer formen på stålet gjennom kontinuerlig kalddeformasjon. Kaldarbeidsherdingen forårsaket av denne prosessen øker styrken og hardheten til den kaldvalsede-rullen, samtidig som den reduserer seigheten og duktiliteten.
For sluttbruk-forverrer kaldvalsing stemplingsytelsen, noe som gjør produktet egnet for deler med enkel deformasjon.
Fordeler:
It can destroy the casting structure of the steel ingot, refine the grain size of the steel, and eliminate microstructural defects, thus making the steel structure denser and improving its mechanical properties. Denne forbedringen gjenspeiles hovedsakelig langs rulleretningen, slik at stålet ikke lenger er isotropt til en viss grad; bobler, sprekker og porøsitet dannet under støping kan også sveises sammen under høy temperatur og trykk.
Ulemper:
1. Etter varmvalsing blir de ikke-metalliske inneslutningene (hovedsakelig sulfider og oksider, samt silikater) inne i stålet presset til tynne plater, noe som resulterer i delaminering. Delaminering forringer strekkegenskapene til stålet kraftig i tykkelsesretningen, og kan forårsake riving mellom lag under sveisekrymping. Den lokale belastningen indusert av sveisekrymping når ofte flere ganger flytegrensen, som er mye større enn belastningen forårsaket av belastningen;
2. Restbelastning forårsaket av ujevn avkjøling. Reststress er et indre selvbalanserende-stress uten ytre kraft. Alle varmvalsede-stålseksjoner med forskjellige-tverrsnitt har denne typen restspenninger. Generelt, jo større-tverrsnittsstørrelsen er på stålet, desto større blir gjenværende spenning. Restspenning, selv om det er -selvbalanserende, har fortsatt en viss innvirkning på ytelsen til stålkomponenter under eksterne krefter. For eksempel kan det ha negative effekter på deformasjon, stabilitet og utmattelsesmotstand.
III. Sammendrag:
Hovedforskjellen mellom kaldvalsing og varmvalsing er temperaturen på valseprosessen. "Kald" refererer til romtemperatur, og "varm" refererer til høy temperatur.
Fra et metallurgisk synspunkt bør grensen mellom kaldvalsing og varmvalsing skilles ut av rekrystalliseringstemperaturen. Det vil si at rulling under rekrystalliseringstemperaturen er kaldvalsing, og rulling over rekrystalliseringstemperaturen er varmvalsing. Omkrystalliseringstemperaturen til stål er 450-600 grader.
De viktigste forskjellene mellom varmt-valset og kald-valset stål er:
1. Utseende og overflatekvalitet:
Siden kald-valsede plater oppnås fra varm-valsede plater etter kaldvalseprosessen, og kaldvalsing også innebærer noe overflatebehandling, har kaldvalsede-plater bedre overflatekvalitet (som overflateruhet) enn varmvalsede-plater. Derfor, hvis det er høye krav til kvaliteten på etterfølgende maling og belegg av produktet, velges vanligvis kaldvalsede plater. Varmt-valsede ark deles videre inn i syltede og usyltede ark. Syltede plater har en normal metallfarge på grunn av beising, men siden de ikke er kald-valset, er ikke overflatekvaliteten like høy som kaldvalsede{10}}plater. Usyltede ark har vanligvis et oksidlag på overflaten, virker matt, eller har et svart lag med jernoksid. Enkelt sagt ser de ut som de har blitt varmet opp, og hvis de lagres i et dårlig miljø, vil de vanligvis ha noe rust.
2. Ytelse: Vanligvis anses de mekaniske egenskapene til varm-og kaldvalsede-plater å være de samme i tekniske applikasjoner, selv om kaldvalsede plater gjennomgår noe arbeidsherding under kaldvalsingsprosessen (dette utelukker imidlertid ikke situasjoner der det er strenge krav til mekaniske egenskaper, i så fall må de behandles annerledes). Kaldt-valsede plater har vanligvis en litt høyere flytestyrke og overflatehardhet enn varmvalsede-plater. De spesifikke verdiene avhenger av graden av gløding av det kaldvalsede-arket. Uavhengig av glødeprosessen er imidlertid styrken til kald-valsede ark høyere enn for varme-valsede ark.
3. Formingsytelse: Siden ytelsen til kald-valsede og varmvalsede-plater i utgangspunktet er lik, avhenger faktorene som påvirker formingsytelsen av forskjellene i overflatekvalitet. Fordi overflatekvaliteten på kaldvalsede-plater generelt sett er bedre for stålplater av samme materiale, har kaldvalsede plater bedre formingsytelse enn varmvalsede-plater.
