Který kov je pevnější: válcovaný za studena nebo za tepla?

Významná část válcovaného kovu vyráběného ve světě je vyráběna metodami válcování za tepla nebo za studena. Obě metody mají mnoho společného, ​​ale existují také rozdíly, které ovlivňují vlastnosti ocelových výrobků. Podívejme se, jak se kov válcovaný za tepla liší od kovu válcovaného za studena na příkladu válcovaných plechů.

Vlastnosti výroby válcovaných kovů

Vnitřní struktura jakéhokoli kovu se skládá z malých krystalů, které dohromady tvoří krystalovou mřížku. Pro změnu mřížky během procesu válcování je nutný teplotní efekt. Navíc čím je vyšší, tím rychleji se mění krystalová mřížka.

Při metodě válcování za tepla se kov válcuje při teplotách, kdy kov zčervená a stane se tažným. V závislosti na chemickém složení oceli se tato teplota mění, ale v průměru se pohybuje od 900 stupňů Celsia a výše. Zahřívání kovu při výrobě zajišťuje proces rekrystalizace, při kterém se objevují a rostou nová krystalická zrna rozmístěná po celém objemu.

Po válcování se kov začne ochlazovat a na jeho povrchu se objeví vodní kámen, který může dosáhnout impozantní tloušťky. Vodní kámen působí jako přirozená ochrana kovu před korozí a agresivními vlivy prostředí. Zároveň to však zhoršuje specifické vlastnosti kovu a také komplikuje další zpracování výrobků. V případě potřeby se vodní kámen odstraňuje pomocí brusiv, leptání – ponoření kovu do lázně s chemickým roztokem, – iontové spreje.

Válcování za studena nevyužívá tepelné efekty. Obvykle se kov válcuje při pokojové teplotě. V tomto případě nedochází k tvorbě a růstu nových zrn. Válcováním dochází ke stlačení a prodloužení stávajících zrn a také k jejich podélnému uspořádání. To vše dává kovu zvýšenou rázovou houževnatost, ale zároveň snižuje tažnost v důsledku přítomnosti vnitřních pnutí. Někdy je tažnost tak malá, že jakýkoli pokus o ohnutí kovu praskne. V tomto případě se používají postupy popouštění nebo žíhání. To znamená, že kov se zahřeje až do bodu krystalizace, díky čemuž se uvolní vnitřní napětí a zvýší se plasticita, ale krystalová mřížka se nezmění.

Hlavním rozdílem mezi kovem válcovaným za studena a kovem válcovaným za tepla je tedy přítomnost nebo nepřítomnost tepelných účinků během výroby. Je také důležité, aby ocel válcovaná za tepla byla tažnější, ale měla okuje. Válcované za studena – vynikající rázová houževnatost a vzhled, ale menší tažnost a přítomnost vnitřních pnutí.

Jaké další vlastnosti odlišují válcovaný kov?

Způsob výroby ovlivnil možné rozměrové charakteristiky válcovaných výrobků a také jejich přesnost. Výrobky válcované za tepla mají větší sortiment výrobků, ale nižší přesnost hotového výrobku. Rozměrový rozsah výrobků válcovaných za studena je menší, ale přesnost výroby je vyšší – kov je hladký a tloušťka je rovnoměrná po celé ploše výrobku.

Dalším důležitým rozdílem je odolnost proti korozi. Kov válcovaný za tepla vytváří díky okují přirozený oxidový film, který nedovolí molekulám vody proniknout do vnitřní struktury kovu. Ocel válcovaná za studena nemá takový film, takže je méně odolná vůči korozi. V tabulce níže jsou uvedeny podrobné rozměrové charakteristiky.

Tabulka 1. Charakteristika ocelových plechů válcovaných za tepla a za studena

Vlastnosti pronájmu	Druh plechu
	Za studena válcované	Válcované za tepla
Tloušťka v mm	0,35-5	0,4-160
Počet tříd přesnosti podle tloušťky	tři s tolerancemi od +/-0,02 do +/-0,25 mm	dva s tolerancemi od +/-0,05 do +3,1 a -4,2 mm
Šířka v mm	500-2350	500-2200
Počet tříd přesnosti podle šířky	tři s tolerancemi od +2 do +10 mm	jeden s tolerancemi od +6 do +75 mm
Délka v mm	1000-6000	710-12000
Počet tříd přesnosti podle délky	tři s tolerancemi od +2 do +25 mm	jeden s tolerancemi od +10 do +75 mm
Počet tříd rovinnosti plechu	čtyři s odchylkou na metr délky plechu v rozmezí 5-20 mm	čtyři s odchylkou na metr délky plechu v rozmezí 4-18 mm

Rozdíly podle aplikace

Výrobky z kovu válcovaného za tepla se často používají tam, kde je potřeba vytvořit vysoce zatížené prvky schopné dlouhodobého statického zatížení. Mezi tyto oblasti patří: stavebnictví, těžké strojírenství, stavba lodí a kočárů a potrubní průmysl.

Kov válcovaný za studena se častěji používá v aplikacích, kde je důležitá rozměrová přesnost, hmotnost a vzhled. Například pro stavebnictví – pozinkovaná ocel, vlnité plechy, ale i designové a dekorativní prvky, ve strojírenství – pouzdra domácích spotřebičů, v automobilovém průmyslu – karoserie i jednotlivé prvky.

Ocel je jedním z nejžádanějších kovů. Různé ploché ocelové polotovary se vyrábějí válcováním: zpracováním přířezů pod tlakem. Charakteristiky a vzhled hotového výrobku však velmi závisí na způsobu válcování. Jaký je rozdíl mezi plechem válcovaným za studena a plechem válcovaným za tepla, to vám prozradíme v tomto materiálu.

Plech válcovaný za studena

Válcování oceli za studena se provádí při pokojové teplotě. Obrobek je plech válcovaný za tepla. Je předchlazen, očištěn od okují pomocí různých sloučenin a následně se mu deformací dává požadovaný tvar. Výrobek je rovněž opatřen hladkým povrchem otryskáním. Hotová ocelová vrstva se rozřeže na fragmenty požadované velikosti. Vícestupňové zpracování umožňuje získat produkt jednotné tloušťky s hladkým povrchem. K výrobě se používají následující třídy oceli: St1, St2, St3, St4, 08ps, 08Yu.

Výhody

• zvýšená odolnost proti korozi;
• vysoká pevnost svarů;
• přesné geometrické rozměry;
• rovnoměrná tloušťka produktu;
• bezchybný povrchový mikroreliéf;
• možnost získání velmi tenkého profilu.

Omezení

• složitější výrobní proces, který ovlivňuje cenu;
• nízká odolnost proti korozi bez dodatečné úpravy;
• často – snížená plasticita.

Plech válcovaný za tepla

Plechy válcované za tepla se vyrábí z pravoúhlých ingotů nebo bram. Kov se zahřeje na teplotu 1150-1200°C, poté prochází válci, které na něj vyvíjejí tlak. Během zpracování může teplota klesnout až na 900-950°C. Kvůli tvorbě okují a rozdílům v objemech po ochlazení je obtížné kontrolovat konečné rozměry produktu. Po válcování jsou hotové desky rozřezány na fragmenty požadované velikosti a podrobeny finální úpravě. Pro výrobu jsou nejčastěji používané značky 08ps, 08Yu, 09G2, 09G2S, 30KhGSA.

Výhody

• velký výběr tlouštěk a velikostí;
• nízké výrobní náklady ovlivňující cenu;
• vysoká odolnost proti korozi ve srovnání se za studena válcovanými (bez úpravy).

Omezení

• nemožnost získat tenký produkt s hladkým povrchem;
• nízká rozměrová přesnost;
• mohou existovat opomenutí a měřítko, které kazí vzhled;
• Při svařování může kov „vést“.

Výrobní rozdíly

Podívejme se stručně na hlavní rozdíly mezi oběma způsoby výroby plochých polotovarů:

• teplota – při válcování za studena se ocel zahřívá 2,5-6krát méně než při válcování za tepla;
• složitost – válcování za studena se skládá z více fází než válcování za tepla;
• Výsledkem je, že hotové výrobky se liší tloušťkou, rozměrovou přesností a vzhledem.

Rozdíl mezi vlastnostmi plechu válcovaného za tepla a charakteristikou plechu válcovaného za studena

U oceli válcované za tepla ukládá GOST méně přísné požadavky na velikost a kvalitu povrchu. Plechy válcované za studena musí být broušeny a očištěny od okují, ale u polotovarů získaných válcováním za tepla jsou takové vnější vady povoleny. Rozdíl je také v tom, že pro válcování za tepla se používají levné třídy oceli, což ovlivňuje cenu výrobků.

Jaké jsou rozdíly mezi aplikacemi plechů válcovaných za studena a plechů válcovaných za tepla?

Plechy válcované za studena lze vyválcovat do stavu fólie, čímž se získají produkty minimální tloušťky. Kvůli nízké odolnosti proti korozi jsou často pozinkované. Hotové polotovary jsou široce používány v různých oblastech: stavebnictví, průmysl, design. Vyrábějí se z nich prvky opláštění, díly a stavební materiály. Ocelový plech válcovaný za studena se používá pro stavbu střech, fasád, výrobu kabin a karoserií vozidel. Nejčastěji se používá tam, kde je důležitý vzhled kovu.

Ocel válcovaná za tepla se naopak používá tam, kde nejsou přísné požadavky na vzhled kovu. Například pro úpravu technických prostor, výstavbu nosných konstrukcí, pokládku inženýrských sítí atd. Polotovary válcování za tepla lze také použít pro výrobu různých dílů a pracovních prvků mechanismů.

Bez ohledu na způsob výroby jsou oba druhy oceli široce žádané v průmyslovém a stavebním sektoru.

Zdroj fotografií: stock.adobe.com, rusmetprom.ru.