Nii kuumvaltsimine kui ka külmvaltsimine on terasplaatide või -profiilide moodustamise protsessid ning neil on oluline mõju terase struktuurile ja omadustele.
Terase valtsimisel kasutatakse peamiselt kuumvaltsimist, samas kui külmvaltsimist kasutatakse tavaliselt ainult väikese{0}}terase ja õhukeste plaatide ning muude täpseid mõõtmeid nõudvate terasmaterjalide tootmiseks.
I. Kuumvaltsimine
Definitsiooni järgi on terasest valuplokke või toorikud raskesti deformeeruvad toatemperatuuril ja neid ei ole lihtne töödelda. Tavaliselt kuumutatakse neid rullimiseks 1100-1250 kraadini; seda valtsimisprotsessi nimetatakse kuumvaltsimiseks.
Kuumvaltsimise viimistlustemperatuur on tavaliselt 800{2}}900 kraadi, pärast mida tavaliselt jahutatakse õhu käes. Seetõttu on kuumvaltsitud olek samaväärne normaliseeriva töötlemisega.
Enamik terasmaterjale valtsitakse kuumvaltsimismeetodil. Kuumvaltsitud-terasel on kõrge temperatuuri tõttu pinnal raudoksiidi kiht, mis tagab teatud korrosioonikindluse ja võimaldab ladustamist õues.
Kuid see raudoksiidi katlakivi kiht muudab ka kuumvaltsitud{0}}terase pinna karedaks ja mõõtmed kõikuvad märkimisväärselt. Seetõttu tuleb terast, mis nõuab siledat pinda, täpseid mõõtmeid ja häid mehaanilisi omadusi, toota külmvaltsimise teel, kasutades toorainena kuum{2}}pooltooteid või valmistooteid.
Eelised:
Kiire vormimiskiirus, suur väljund ja katte kahjustamata. Sellest saab valmistada mitmesuguseid ristlõike{1}}vorme, et vastata erinevate rakenduste vajadustele; külmvaltsimine võib põhjustada terases märkimisväärset plastilist deformatsiooni, suurendades seeläbi terase voolavuspiiri.
Puudused:
1. Kuigi vormimisprotsessi ajal ei toimu kuumplastist kokkusurumist, on ristlõikes siiski jääkpinge, mis paratamatult mõjutab terase üldisi ja kohalikke paindeomadusi;
2. Külmvaltsitud-teraseprofiilid on üldiselt avatud profiilid, mille tulemuseks on ristlõike -väike väändejäikus. Need kalduvad painde all väänduma ja kokkusurumisel kalduvad painde--väänduma, mille tulemuseks on halb väändetakistus;
3. Külm-valtsitud teras on väiksema seinapaksusega ja nurkades, kus plaadid on ühendatud, ei ole paksenemist, mille tulemuseks on nõrk vastupidavus lokaalsetele kontsentreeritud koormustele.
II. Külmvaltsimine
Külmvaltsimine viitab valtsimismeetodile, mis kasutab rullikute survet terase kokkusurumiseks toatemperatuuril, muutes terase kuju. Kuigi töötlemisprotsess põhjustab ka terasplaadi kuumenemist, nimetatakse seda siiski külmvaltsimiseks. Täpsemalt kasutab külmvaltsimisel toormaterjalina kuumvaltsitud{2}}terasest rullid. Pärast katlakivi eemaldamiseks peitsimist läbib see survetöötluse, mille tulemuseks on valmistoode, mida nimetatakse külm-valtsrulliks.
Üldiselt nõuab külmvaltsitud-teras, nagu tsingitud ja värvi{1}}kaetud terasleht, lõõmutamist, seega on sellel parem plastilisus ja pikenemine ning seda kasutatakse laialdaselt auto-, kodumasina- ja riistvaratööstuses. Külmvaltsitud-lehtedel on teatav pinna siledus ja need tunduvad katsudes suhteliselt siledad, peamiselt peitsimise tõttu. Kuumvaltsitud-lehed ei vasta üldjuhul nõutavale pinnatasasusele, seega tuleb kuumvaltsitud-terasribasid külm{7}}valtsida. Samuti on kõige õhema kuumvaltsitud-terasriba paksus tavaliselt 1,0 mm, külmvaltsimisel aga 0,1 mm paksune. Kuumvaltsimine veereb kristallisatsioonitemperatuurist kõrgemal, külmvaltsimine aga allpool kristallisatsioonitemperatuuri.
Külmvaltsimine muudab terase kuju pideva külmdeformatsiooni kaudu. Selle protsessi põhjustatud külmtöötlemine suurendab külmvaltsitud-pooli tugevust ja kõvadust, vähendades samal ajal selle sitkust ja elastsust.
Lõppkasutuse{0}}rakenduste puhul halvendab külmvaltsimine stantsimist, muutes toote sobivaks lihtsa deformatsiooniga osade jaoks.
Eelised:
See võib hävitada terasvaluploki valustruktuuri, täpsustada terase tera suurust ja kõrvaldada mikrostruktuurilised vead, muutes teraskonstruktsiooni tihedamaks ja parandades selle mehaanilisi omadusi. See paranemine peegeldub peamiselt mööda valtsimissuunda, nii et teras ei ole enam teatud määral isotroopne; Valamisel tekkivaid mullikesi, pragusid ja poorsust saab kokku keevitada ka kõrgel temperatuuril ja rõhul.
Puudused:
1. Pärast kuumvaltsimist pressitakse terases olevad mitte-metallilised lisandid (peamiselt sulfiidid ja oksiidid, aga ka silikaadid) õhukesteks lehtedeks, mille tulemuseks on delaminatsioon. Delaminatsioon halvendab oluliselt terase tõmbeomadusi paksuse suunas ja võib keevisõmbluse kokkutõmbumisel põhjustada vahekihtide 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-tasakaalustamine ilma välise jõuta. Seda tüüpi jääkpinge esineb kõigil erineva ristlõikega-kuumvaltsitud terasprofiilidel. Üldiselt, mida suurem on terase ristlõike suurus, seda suurem on jääkpinge. Jääkpinge, ehkki isetasakaalustuv-, avaldab siiski teatud mõju teraskomponentide toimimisele välisjõudude mõjul. Näiteks võib see avaldada negatiivset mõju deformatsioonile, stabiilsusele ja väsimuskindlusele.
III. Kokkuvõte:
Peamine erinevus külmvaltsimise ja kuumvaltsimise vahel on valtsimisprotsessi temperatuur. "Külm" viitab toatemperatuurile ja "kuum" viitab kõrgele temperatuurile.
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.
Kuum{0}}ja külmvaltsitud terase-peamised erinevused on järgmised:
1. Välimus ja pinna kvaliteet:
Kuna külmvaltsitud lehed saadakse kuumvaltsitud lehtedest- pärast külmvaltsimise protsessi ja külmvaltsitud lehtedel on ka teatud pinnaviimistlus, on külmvaltsitud lehtedel parem pinna kvaliteet (nt pinna karedus) kui kuumvaltsitud lehtedel. Seega, kui toote hilisema värvimise ja katmise kvaliteedile esitatakse kõrgeid nõudeid, valitakse üldjuhul külmvaltsleht-. Kuum-valtsitud lehed jagunevad veel marineeritud ja marineerimata lehtedeks. Marineeritud lehtedel on peitsimise tõttu tavaline metallvärv, kuid kuna neid ei ole külmvaltsitud, ei ole nende pinna kvaliteet nii kõrge kui külmvaltsitud lehtedel. Marineerimata lehtedel on tavaliselt oksiidikiht, mis tundub tuhm või must raudoksiidikiht. Lihtsamalt öeldes näevad need välja nagu kuumutatud ja kehvas keskkonnas hoidmisel on neil tavaliselt rooste.
2. Toimivus: üldiselt peetakse kuumvaltsitud ja külmvaltsitud lehtede mehaanilisi omadusi insenertehnilistes rakendustes samadeks, kuigi külmvaltsitud lehed läbivad külmvaltsimise käigus teatud kõvastumist (see ei välista aga olukordi, kus kehtivad ranged nõuded mehaanilistele omadustele, millisel juhul tuleb neid käsitleda erinevalt). Külm-valtsitud lehtede voolavuspiir ja pinnakõvadus on tavaliselt veidi kõrgemad kui kuumvalts{6}}lehtedel. Konkreetsed väärtused sõltuvad külmvaltsitud lehe lõõmutamise astmest. Kuid olenemata lõõmutamisprotsessist on külmvaltsitud{10}lehtede tugevus suurem kui kuumvaltsitud lehtedel.
3. Vormimisvõime: kuna külmvaltsitud ja kuumvaltsitud lehtede toimivus on põhimõtteliselt sarnane, sõltuvad vormimist mõjutavad tegurid pinnakvaliteedi erinevustest. Kuna külmvaltsitud-lehtede pinnakvaliteet on üldiselt samast materjalist teraslehtede puhul parem, on külmvaltsitud lehtedel parem vormimisvõime kui -kuumvaltsitud lehtedel.
