И топло и хладно ваљање су процеси за формирање челичних плоча или профила и имају значајан утицај на структуру и својства челика.
Ваљање челика углавном користи топло ваљање, док се хладно ваљање обично користи само за производњу малих{0}} челика и танких плоча и других челичних материјала који захтевају прецизне димензије.
И. Вруће ваљање
По дефиницији, челичне инготе или гредице је тешко деформисати на собној температури и није их лако обрадити. Обично се загревају на 1100-1250 степени за ваљање; овај процес ваљања се назива топло ваљање.
Завршна температура топлог ваљања је углавном 800-900 степени, након чега се обично хлади на ваздуху. Према томе, топло ваљано стање је еквивалентно нормализованом третману.
Већина челичних материјала се ваља методом врућег ваљања. Челик који се испоручује у топло{1}}ваљаном стању има слој каменца оксида гвожђа на својој површини због високе температуре, чиме се обезбеђује одређени степен отпорности на корозију и омогућава складиштење на отвореном.
Међутим, овај слој каменца од оксида гвожђа такође чини површину топло{0}}ваљаног челика грубом и димензије знатно варирају. Стога, челик који захтева глатку површину, прецизне димензије и добра механичка својства треба да се производи хладним ваљањем користећи топло-ваљане полупроизводе- као сировине.
Предности:
Велика брзина формирања, висок учинак и без оштећења премаза. Може се направити у различитим облицима попречног пресека да би се задовољиле потребе различитих апликација; хладно ваљање може изазвати значајну пластичну деформацију челика, чиме се повећава граница попуштања челика.
Недостаци:
1. Иако нема вруће пластичне компресије током процеса формирања, заостало напрезање и даље постоји унутар попречног-пресека, што неизбежно утиче на укупне и локалне карактеристике извијања челика;
2. Хладноваљани челични профили су углавном отворени профили, што резултира ниском слободном торзионом крутошћу попречног пресека-. Они су склони увртању при савијању и склони савијању-торзионом извијању под компресијом, што резултира лошом отпорношћу на торзију;
3. Хладно ваљани челик има мању дебљину зида и нема задебљања на угловима где су плоче спојене, што резултира слабом отпорношћу на локализована концентрисана оптерећења.
ИИ. Хладно ваљање
Хладно ваљање се односи на методу ваљања која користи притисак ваљака за компримовање челика на собној температури, мењајући облик челика. Иако процес обраде такође узрокује загревање челичне плоче, то се и даље назива хладно ваљање. Тачније, хладно ваљање користи топло-ваљане челичне колуте као сировину. Након кисељења да би се уклонио каменац, подвргава се обради под притиском, што резултира готовим производом који се зове хладно{4}}ваљани котур.
Уопштено говорећи, хладно{0}}челик, као што су поцинковани и обојени{1}}обложени челични лимови, захтева жарење, тако да има бољу пластичност и издужење и широко се користи у индустрији аутомобила, кућних апарата и хардвера. Хладно{3}}ваљани листови имају одређени степен глаткоће површине и на додир су релативно глатки, углавном због процеса кисељења. Вруће{5}}ваљани лимови углавном не задовољавају потребну глаткоћу површине, тако да топло-ваљане челичне траке морају бити хладно-ваљане. Такође, најтања топло{9}}ваљана челична трака је углавном дебљине 1,0 мм, док хладно ваљање може да постигне дебљину од 0,1 мм. Вруће ваљање је ваљање изнад температуре кристализације, док је хладно ваљање испод температуре кристализације.
Хладно ваљање мења облик челика кроз континуирану хладну деформацију. Очвршћавање при хладном раду изазвано овим процесом повећава снагу и тврдоћу хладно-ваљаног намотаја, док истовремено смањује његову жилавост и дуктилност.
За крајње{0}}употребе, хладно ваљање погоршава перформансе штанцања, чинећи производ погодним за делове са једноставном деформацијом.
Предности:
Може уништити структуру ливења челичног ингота, побољшати величину зрна челика и елиминисати микроструктурне дефекте, чинећи тако челичну структуру гушћу и побољшавајући њене механичке особине. Ово побољшање се углавном одражава дуж правца ваљања, тако да челик више није изотропан у одређеној мери; мехурићи, пукотине и порозност формирани током ливења такође се могу заварити заједно под високом температуром и притиском.
Недостаци:
1. Након топлог ваљања, не-неметалне инклузије (углавном сулфиди и оксиди, као и силикати) унутар челика се пресују у танке лимове, што доводи до раслојавања. Деламинација у великој мери погоршава затезна својства челика у правцу дебљине и може изазвати кидање међуслојева током скупљања завара. Локално напрезање изазвано скупљањем завара често достиже неколико пута већу деформацију тачке попуштања, што је много веће од напрезања изазваног оптерећењем;
2. Преостало напрезање узроковано неравномерним хлађењем. Преостали стрес је унутрашњи само-уравнотежујући стрес без спољне силе. Сви топло{4}}ваљани челични профили различитих попречних-пресека имају ову врсту заосталог напрезања. Генерално, што је већа -величина попречног пресека челика, већи је и преостали напон. Преостало напрезање, иако се само-уравнотежује, ипак има одређени утицај на перформансе челичних компоненти под спољним силама. На пример, може имати штетне ефекте на деформацију, стабилност и отпорност на замор.
ИИИ. резиме:
Главна разлика између хладног и топлог ваљања је температура процеса ваљања. "Хладно" се односи на собну температуру, а "вруће" се односи на високу температуру.
Са металуршке тачке гледишта, границу између хладног и топлог ваљања треба разликовати температуром рекристализације. То јест, ваљање испод температуре рекристализације је хладно ваљање, а ваљање изнад температуре рекристализације је топло ваљање. Температура рекристализације челика је 450-600 степени.
Главне разлике између топло{0}}ваљаног и хладно-ваљаног челика су:
1. Изглед и квалитет површине:
Пошто се хладно{0}}ваљани лимови добијају од топло-ваљаних лимова након процеса хладног ваљања, а хладно ваљање такође укључује одређену површинску обраду, хладно-ваљани лимови имају бољи квалитет површине (као што је храпавост површине) од топло-ваљаних лимова. Стога, ако постоје високи захтеви за квалитет накнадног фарбања и премазивања производа, углавном се бирају хладно{5}}ваљани лимови. Вруће{7}}ваљани листови се даље деле на укисељене и неукисељене. Кисели лимови имају нормалну металну боју због кисељења, али пошто нису хладно-ваљани, квалитет њихове површине није тако висок као код хладно-ваљаних листова. Неукисељени листови обично имају слој оксида на површини, који изгледа досадно или има црни слој гвожђе-оксида. Једноставно речено, изгледају као да су загрејане, а ако се чувају у лошем окружењу, обично ће имати мало рђе.
2. Перформансе: Генерално, механичка својства топло-ваљаних и хладно-ваљаних лимова се сматрају истим у инжењерским применама, иако се хладно-ваљани лимови подвргавају одређеном очвршћавању током процеса хладног ваљања (међутим, ово не искључује ситуације у којима постоје строги захтеви за механичка својства, у ком случају их треба третирати другачије). Хладно{5}}ваљани лимови обично имају нешто већу границу течења и површинску тврдоћу од топло-ваљаних лимова. Специфичне вредности зависе од степена жарења хладно-ваљаног лима. Међутим, без обзира на процес жарења, чврстоћа хладно-ваљаних лимова је већа од чврстоће топло{11}}ваљаних лимова.
3. Перформансе обликовања: Пошто су перформансе хладно{1}}ваљаних и топло{2}}ваљаних лимова у основи сличне, фактори који утичу на перформансе обликовања зависе од разлика у квалитету површине. Пошто је квалитет површине хладно{4}}ваљаних лимова, уопштено говорећи, бољи за челичне лимове од истог материјала, хладно-ваљани лимови имају боље перформансе обликовања од топло-ваљаних лимова.
