Kuumvaltsimine ja külmvaltsimine on mõlemad terasplaatide või -profiilide moodustamise protsessid ning neil on suur mõju terase struktuurile ja omadustele.
Terase valtsimine on peamiselt kuumvaltsimine, samas kui külmvaltsimist kasutatakse tavaliselt ainult täpsete mõõtmetega terastoodete (nt väikesed terasprofiilid ja õhukesed plaadid) tootmiseks.
Levinud terase külm- ja kuumvaltsimise olukorrad:
Traat: läbimõõduga 55-40 mm, keritud, kõik kuumvaltsitud. Pärast külmtõmbamist kuulub see külmtõmmatud materjali hulka.
Ümarteras: Lisaks täpsete mõõtmetega heledale terasele on see üldiselt kuumvaltsitud, samuti on sepistatud teras (pinnal sepistamisjälgedega).
Ribateras: nii kuumvaltsitud kui ka külmvaltsitud ja külmvaltsitud tooted on üldiselt õhemad.
Terasplaadid: külmvaltsitud plaadid on üldiselt õhemad, näiteks autode plaadid; Kuumvaltsitud keskmise paksusega plaate on rohkem, mõned neist on külmvaltsitud plaatidega sarnase paksusega ja nende välimus on ilmselgelt erinev.
Nurga teras: kõik kuumvaltsitud.
Terastorud: nii keevitatud, kuumvaltsitud kui ka külmtõmmatud.
Kanaliteras ja H-kujuline teras: kuumvaltsitud.
Armatuurvarras: kuumvaltsitud teras.
Kuumvaltsitud
Definitsiooni järgi on teraskanaleid või toorikud raske deformeerida ja toatemperatuuril töödelda. Tavaliselt kuumutatakse neid rullimiseks 1100–1250 kraadini. Seda valtsimisprotsessi nimetatakse kuumvaltsimiseks.
Kuumvaltsimise lõpptemperatuur on tavaliselt 800–900 kraadi ja pärast seda jahutatakse tavaliselt õhu käes, nii et kuumvaltsimise olek on samaväärne normaliseeriva töötlemisega.
Enamik terastooteid valtsitakse kuumvaltsimismeetoditel. Kuumvaltsitud terasel on kõrge temperatuuri tõttu pinnale moodustunud raudoksiidi katlakivi kiht, mistõttu on sellel teatav korrosioonikindlus ja seda saab hoida vabas õhus.
Kuid see raudoksiidi katlakivi kiht muudab ka kuumvaltsitud terase pinna karedaks ja mõõtmed kõikuvad suuresti. Seetõttu tuleb sileda pinnaga, täpsete mõõtmete ja heade mehaaniliste omadustega terast toota kuumvaltsitud pooltoodete või valmistoodete toorainena ja seejärel külmvaltsutada.
Eelis:
Vormimiskiirus on kiire, väljund on suur ja kattekiht ei ole kahjustatud. Sellest saab teha mitmesuguseid ristlõike vorme, et kohandada seda kasutustingimuste vajadustega; külmvaltsimine võib põhjustada terase suuri plastilisi deformatsioone, suurendades seeläbi terase voolavuspiiri.
Puudus:
1. Kuigi vormimisprotsessi ajal ei toimu kuuma plastilist kokkusurumist, on sektsioonis siiski jääkpinged, mis paratamatult mõjutavad terase üldisi ja kohalikke paindeomadusi;
2. Külmvaltsitud terasprofiilidel on üldiselt avatud sektsioonid, mille tulemuseks on sektsiooni väiksem vaba väändejäikus. See on paindumisel kalduv väändumisele ja surve all väändumisele ning selle väändetakistus on halb;
3. Külmvaltsitud terase seinapaksus on väike ja nurkades, kus plaadid on ühendatud, ei ole paksenemist, mistõttu võime taluda lokaalseid kontsentreeritud koormusi on nõrk.
Külmvaltsitud
Külmvaltsimine viitab valtsimismeetodile, mis kasutab rullikute survet, et pigistada toatemperatuuril terast ja muuta terase kuju. Kuigi protsess soojendab ka terasplaati, nimetatakse seda siiski külmvaltsimiseks. Täpsemalt, külmvaltsimisel kasutatakse toorainena kuumvaltsitud terasrulle, mis katlakivi eemaldamiseks marineeritakse ja seejärel survetöödeldud. Valmistoode on kõvaks valtsitud rullid.
Üldiseltkülmvaltsitud terasNäiteks tsingitud ja värvilised terasplaadid peavad olema lõõmutatud, nii et nende plastilisus ja pikenemine on samuti head ning neid kasutatakse laialdaselt autodes, kodumasinates, riistvaras ja muudes tööstusharudes. Külmvaltsitud plaatide pind on teatud siledus ja katsudes sile, peamiselt peitsimise tõttu. Kuumvaltsplaatide pinnaviimistlus ei vasta üldjuhul nõuetele, mistõttu tuleb kuumvaltsitud terasribasid külmvaltsida. Kuumvaltsitud terasribade kõige õhem paksus on tavaliselt 10mm ja külmvaltsimisel võib ulatuda 0,1 mm. Kuumvaltsimine veereb kristallisatsioonitemperatuurist kõrgemal ja külmvaltsimine allpool kristallisatsioonitemperatuuri punkti.
Külmvaltsimisel tekkiv terasmaterjali kujumuutus on pidev külmdeformatsioon. Selle protsessi põhjustatud külmtöötlemine suurendab kõvaks valtsitud pooli tugevust ja kõvadust ning vähendab sitkuse ja plastilisuse indeksit.
Lõppkasutusel halvendab külmvaltsimine stantsimist ja toode sobib lihtsa deformatsiooniga osadele.
Eelis:
See võib hävitada terasvaluploki valustruktuuri, täpsustada terase terasid ja kõrvaldada mikrostruktuuri defektid, muutes teraskonstruktsiooni tihedaks ja parandades mehaanilisi omadusi. See paranemine kajastub peamiselt valtsimissuunas, nii et teras ei ole enam teatud määral isotroopne; Valamisel tekkinud mullid, praod ja lõtvus saab keevitada ka kõrge temperatuuri ja rõhu mõjul.
Puudus:
1. Pärast kuumvaltsimist pressitakse terase sees olevad mittemetallilised lisandid (peamiselt sulfiidid, oksiidid ja silikaadid) õhukesteks lehtedeks, põhjustades delaminatsiooni. Delaminatsioon halvendab oluliselt terase tõmbeomadusi paksuse suunas ja võib keevisõmbluse kokkutõmbumisel põhjustada kihtidevahelist rebenemist. Keevisõmbluse kokkutõmbumisest põhjustatud lokaalne deformatsioon ulatub sageli mitmekordse voolavuspiiri deformatsioonini, mis on palju suurem kui koormusest põhjustatud deformatsioon;
2. Ebaühtlasest jahtumisest tingitud jääkpinge. Jääkpinge on sisemine isetasakaalustatud pinge välise jõu puudumisel. Erinevate sektsioonide kuumvaltsitud terasprofiilidel on selline jääkpinge. Üldiselt, mida suurem on sektsiooni terase ristlõike suurus, seda suurem on jääkpinge. Kuigi jääkpinge on isetasakaalustatud, avaldab see siiski teatud mõju terasdetailide toimimisele välisjõudude mõjul. Näiteks võib see avaldada negatiivset mõju deformatsioonile, stabiilsusele, väsimuskindlusele jne.
Kokkuvõte:
Külmvaltsimise ja kuumvaltsimise erinevus seisneb peamiselt valtsimisprotsessi temperatuuris. "Külm" tähendab normaalset temperatuuri ja "kuum" tähendab kõrget temperatuuri.
Metallurgia seisukohast tuleks külmvaltsimise ja kuumvaltsimise piiri eristada ümberkristallimistemperatuuri järgi. See tähendab, et allapoole ümberkristallimistemperatuuri valtsimine on külmvaltsimine ja rekristalliseerimistemperatuurist kõrgemal rullimine on kuumvaltsimine. Terase rekristalliseerimistemperatuur on 450-600 kraadi.
Peamised erinevused kuumvaltsimise ja külmvaltsimise vahel on järgmised:
1. Välimus ja pinna kvaliteet:
Kuna külmplaat saadakse kuumvaltsimiselt pärast külmvaltsimist ja samal ajal tehakse külmvaltsimisega ka osa pinnaviimistlust, on külmplaadi pinna kvaliteet (nt pinna karedus jne) parem kui kuumutusplaadi oma, nii et kui toode on Kui katte kvaliteedile on kõrgemad nõuded, nagu järgnev värvimine, valitakse üldjuhul külmplaadid. Kuumad taldrikud jagunevad marineeritud taldrikuteks ja marineerimata taldrikuteks. Marineeritud plaatide pealispinnal on hapendamise tõttu tavaline metalne värvus, kuid seda pole marineeritud. Külmvaltsitud terase pind ei ole ikka veel nii kõrge kui külmvaltsterasel. Pikimata terase pinnal on tavaliselt oksiidikiht, mis on must, või on pinnal must Fe3O3 kiht. Võhiku mõistes tundub, et see on tules röstitud ja kui hoiukeskkond pole hea, on sellel tavaliselt veidi roostet.
2. Toimivus: Üldiselt ei ole kuumutusplaatide ja külmplaatide mehaanilistes omadustes inseneriteaduses erinevusi. Kuigi külmplaatidel on külmvaltsimise käigus teatud töökõvenemine (aga see ei välista olukordi, kus nõutakse rangeid mehaanilisi jõudlusnõudeid), tuleb neid käsitleda erinevalt). Külmplaadi voolavuspiir on tavaliselt veidi kõrgem kui kuumutusplaadil ja ka pinna kõvadus on suurem. Konkreetne olukord sõltub külmplaadi lõõmutamise astmest. Kuid olenemata sellest, kui lõõmutatud on, on külmplaadi tugevus suurem kui kuumutusplaadil.
3. Vormimisomadused: Kuna kuumade ja külmade plaatide jõudlus on põhimõtteliselt sarnane, sõltuvad vormitavust mõjutavad tegurid pinnakvaliteedi erinevusest. Kuna külmplaatide pinnakvaliteet on üldiselt samast materjalist terasplaatidel parem, on külmaplaadi vormiv toime parem kui kuumutusplaadil.