Sekä kuuma- että kylmävalssaus ovat teräslevyjen tai -profiilien muovausprosesseja ja niillä on merkittävä vaikutus teräksen rakenteeseen ja ominaisuuksiin.
Teräsvalssauksessa käytetään pääasiassa kuumavalssausta, kun taas kylmävalssausta käytetään yleensä vain pienikokoisten-terästen ja ohuiden levyjen sekä muiden tarkat mitat vaativien teräsmateriaalien valmistukseen.
I. Hot Rolling
Määritelmän mukaan teräsharkot tai -aihiot ovat vaikeasti muotoiltuja huoneenlämpötilassa, eikä niitä ole helppo käsitellä. Ne lämmitetään yleensä 1100-1250 asteeseen valssausta varten; tätä valssausprosessia kutsutaan kuumavalssaukseksi.
Kuumavalssauksen viimeistelylämpötila on yleensä 800-900 astetta, minkä jälkeen se yleensä jäähdytetään ilmassa. Siksi kuumavalssattu tila vastaa normalisointikäsittelyä.
Useimmat teräsmateriaalit valssataan kuumavalssausmenetelmällä. Kuumavalssatun -teräksen pinnalla on korkeasta lämpötilasta johtuen kerros rautaoksidia, mikä takaa tietyn korroosionkestävyyden ja mahdollistaa varastoinnin ulkona.
Tämä rautaoksidikerros tekee kuitenkin myös kuumavalssatun teräksen pinnan karheaksi ja mitat vaihtelevat huomattavasti. Siksi terästä, joka vaatii sileän pinnan, tarkat mitat ja hyvät mekaaniset ominaisuudet, on valmistettava kylmävalssaamalla käyttäen raaka-aineena kuuma-puolivalssattuja puolivalmiita tai valmiita tuotteita.
Edut:
Nopea muovausnopeus, suuri teho ja ei vaurioita pinnoitteelle. Siitä voidaan tehdä erilaisia poikkileikkausmuotoja-erilaisten sovellusten tarpeiden mukaan. kylmävalssaus voi aiheuttaa merkittäviä plastisia muodonmuutoksia teräksessä, mikä lisää teräksen myötörajaa.
Haitat:
1. Vaikka muovausprosessin aikana ei tapahdu kuumaa muovia, poikkileikkauksessa on silti jäännösjännitystä, mikä väistämättä vaikuttaa teräksen yleisiin ja paikallisiin nurjahdusominaisuuksiin.
2. Kylmä-teräsprofiilit ovat yleensä avoimia profiileja, mikä johtaa poikkileikkauksen alhaiseen vääntöjäykkyyteen. Ne ovat taipuvaisia vääntymään taivutettaessa ja taipumaan -vääntövääntöä puristuksen aikana, mikä johtaa huonoon vääntövastukseen.
3. Kylmävalssatun-teräksen seinämän paksuus on pienempi, eikä levyjen liitoskohtien kulmissa ole paksuuntumista, mikä johtaa heikosti kestävyyteen paikallisia keskittyneitä kuormia vastaan.
II. Kylmävalssaus
Kylmävalssaus tarkoittaa valssausmenetelmää, joka käyttää telojen painetta teräksen puristamiseen huoneenlämpötilassa, mikä muuttaa teräksen muotoa. Vaikka käsittelyprosessi aiheuttaa myös teräslevyn kuumenemisen, sitä kutsutaan edelleen kylmävalssaamiseksi. Tarkemmin sanottuna kylmävalssauksessa käytetään kuuma-teräskeloja raaka-aineena. Peittauksen jälkeen kalkin poistamiseksi se läpikäy painekäsittelyn, jolloin saadaan lopputuote, jota kutsutaan kylmävalssatuksi-kelaksi.
Yleensä kylmävalssattu -teräs, kuten galvanoidut ja väri{1}}pinnoitetut teräslevyt, vaatii hehkutusta, joten sillä on parempi plastisuus ja venymä, ja sitä käytetään laajalti auto-, kodinkone- ja rautateollisuudessa. Kylmävalssattujen arkkien pinta on tietyssä määrin sileä, ja ne tuntuvat suhteellisen sileiltä kosketettaessa pääasiassa peittausprosessin vuoksi. Kuuma-levyt eivät yleensä täytä vaadittua pinnan sileyttä, joten kuuma-teräsnauhat on kylmävalssattava. Ohuin kuumavalssattu teräsnauha on yleensä 1,0 mm paksu, kun taas kylmävalssauksen paksuus on 0,1 mm. Kuumavalssaus rullaa kiteytyslämpötilan yläpuolella, kun taas kylmävalssaus rullaa kiteytyslämpötilan alapuolella.
Kylmävalssaus muuttaa teräksen muotoa jatkuvan kylmämuodonmuutoksen kautta. Tämän prosessin aiheuttama kylmätyöstökovettuminen lisää kylmävalssatun kelan lujuutta ja kovuutta samalla, kun se vähentää sen sitkeyttä ja sitkeyttä.
Loppukäyttösovelluksissa kylmävalssaus heikentää meiston suorituskykyä, mikä tekee tuotteesta sopivan osille, joiden muodonmuutos on yksinkertainen.
Edut:
Se voi tuhota teräsharkon valurakenteen, jalostaa teräksen raekokoa ja eliminoida mikrorakenneviat, mikä tekee teräsrakenteesta tiheämmän ja parantaa sen mekaanisia ominaisuuksia. Tämä parannus heijastuu pääasiassa valssaussuunnassa, joten teräs ei ole enää tietyssä määrin isotrooppinen; Valun aikana syntyneet kuplat, halkeamat ja huokoisuus voidaan myös hitsata yhteen korkeassa lämpötilassa ja paineessa.
Haitat:
1. Kuumavalssauksen jälkeen teräksen sisällä olevat ei--metalliset sulkeumat (pääasiassa sulfidit ja oksidit sekä silikaatit) puristetaan ohuiksi levyiksi, mikä johtaa delaminaatioon. Delaminoituminen heikentää suuresti teräksen veto-ominaisuuksia paksuussuunnassa ja voi aiheuttaa kerrosten välistä repeytymistä hitsin kutistumisen aikana. Hitsin kutistumisen aiheuttama paikallinen jännitys saavuttaa usein moninkertaisen myötörajan venymän, joka on paljon suurempi kuin kuorman aiheuttama venymä;
2. Epätasaisen jäähdytyksen aiheuttama jäännösjännitys. Jäännösjännitys on sisäistä itse-tasapainottavaa stressiä ilman ulkoista voimaa. Kaikilla kuumavalssatuilla-teräsprofiileilla, joilla on erilaisia poikkileikkauksia-, on tällainen jäännösjännitys. Yleensä mitä suurempi on teräksen poikkileikkauksen koko, sitä suurempi on jäännösjännitys. Vaikka jäännösjännitys tasapainottuu itse-, sillä on silti tietty vaikutus teräsosien suorituskykyyn ulkoisten voimien alaisena. Sillä voi esimerkiksi olla haitallisia vaikutuksia muodonmuutokseen, vakauteen ja väsymiskestävyyteen.
III. Yhteenveto:
Suurin ero kylmävalssauksen ja kuumavalssauksen välillä on valssausprosessin lämpötila. "Kylmä" viittaa huoneenlämpötilaan ja "kuuma" viittaa korkeaan lämpötilaan.
Metallurgisesta näkökulmasta kylmävalssauksen ja kuumavalssauksen välinen raja tulisi erottaa uudelleenkiteytyslämpötilan perusteella. Toisin sanoen uudelleenkiteytyslämpötilan alapuolella valssaus on kylmävalssausta ja uudelleenkiteytyslämpötilan yläpuolella valssaus kuumavalssausta. Teräksen uudelleenkiteytyslämpötila on 450-600 astetta.
Tärkeimmät erot kuuma-ja kylmävalssatun teräksen- välillä ovat:
1. Ulkonäkö ja pinnan laatu:
Koska kylmävalssatut levyt saadaan kuumavalssatuista levyistä kylmävalssauksen jälkeen, ja kylmävalssaukseen liittyy myös jonkin verran pintakäsittelyä, kylmävalssattujen levyjen pinnan laatu (kuten pinnan karheus) on parempi kuin kuumavalssatuilla levyillä. Siksi, jos tuotteen myöhemmän maalauksen ja pinnoituksen laatuvaatimukset ovat korkeat, valitaan yleensä kylmävalssatut levyt. Kuuma-valssatut levyt jaetaan edelleen peitattuihin ja peittamattomiin arkkeihin. Peittauslevyt ovat peittauksesta johtuen normaalin metallin värisiä, mutta koska ne eivät ole kylmävalssattuja, niiden pintalaatu ei ole yhtä hyvä kuin kylmävalssattujen arkkien. Peittamattomien arkkien pinnalla on yleensä oksidikerros, joka näyttää himmeältä tai niissä on musta rautaoksidikerros. Yksinkertaisesti sanottuna ne näyttävät lämmitetyiltä, ja jos niitä säilytetään huonossa ympäristössä, niissä on yleensä ruostetta.
2. Suorituskyky: Yleensä kuumavalssattujen ja kylmävalssattujen levyjen mekaanisten ominaisuuksien katsotaan olevan samoja teknisissä sovelluksissa, vaikka kylmävalssatut levyt kovettuvat jonkin verran kylmävalssausprosessin aikana (tämä ei kuitenkaan sulje pois tilanteita, joissa mekaanisille ominaisuuksille on tiukat vaatimukset, jolloin niitä on käsiteltävä eri tavalla). Kylmä-valssattujen levyjen myötöraja ja pinnan kovuus on yleensä hieman korkeampi kuin kuumavalssattujen arkkien. Tarkat arvot riippuvat kylmävalssatun levyn hehkutusasteesta. Hehkutusprosessista riippumatta kylmävalssattujen arkkien lujuus on kuitenkin korkeampi kuin kuumavalssattujen levyjen.
3. Muovaussuorituskyky: Koska kylmävalssattujen ja kuumavalssattujen arkkien suorituskyky on periaatteessa samanlainen, muovaussuorituskykyyn vaikuttavat tekijät riippuvat pinnan laadun eroista. Koska kylmävalssattujen levyjen pinnanlaatu on yleisesti ottaen parempi samasta materiaalista valmistettujen teräslevyjen kohdalla, kylmävalssatuilla levyillä on parempi muotoilukyky kuin kuuma-levyillä.
