Warmgewalzter gegenüber kaltgewalztem Stahl

Stahl gibt es in verschiedenen Sorten, Formen, Anforderungen und Ausführungen. Jede Stahlsorte hat ihre eigenen Merkmale. Warmgewalzter vs. kaltgewalzter Stahl ist ein weiteres wichtiges Wort, das wir regelmäßig sehen, ähnlich wie die Unterscheidung zwischen 304 und 316 rostfreier Stahl.

Nichtrostende Stähle werden in großem Umfang in Automobilen, Haushaltsgeräten, Flugzeugteilen, elektronischen Bauteilen und anderen Anwendungen eingesetzt. Der Vergleich zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl wird durch das Verständnis der verschiedenen Stahlformen ermöglicht.

Eine Änderung der chemischen Zusammensetzung von Stahl reicht nicht aus, um seine Eigenschaften für jede Anwendung zu optimieren.

Walzen ist eine Technik der Metallumformung, bei der eine Reihe von Walzen verwendet wird, um die Form von Materialien zu verändern, die Gleichmäßigkeit zu erhöhen und die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Warmgewalzter Stahl und kaltgewalzter Stahl sind zwei Arten von Walzstahl.

Diese Stähle haben einzigartige Eigenschaften, die sie für verschiedene Anwendungen nützlich machen. Es ist wichtig, die Unterschiede zwischen den beiden Formen von Walzstahl zu kennen und zu wissen, wie sie sich auf die Leistung auswirken, wenn man einen Stahl für ein Projekt auswählt.

Was ist warmgewalzter Stahl?

Stahl, der einer hohen Wärmebehandlung unterzogen wird, wird häufig als warmgewalzter Stahl bezeichnet. Das heißt, die Herstellung erfolgt bei sehr hohen Temperaturen. Der Ausgangspunkt für die Hersteller sind große, rechteckige Metalle, die gemeinhin als Knüppel bezeichnet werden. In der jetzigen Phase werden die Knüppel erhitzt, bevor die Maschine sie zur Verarbeitung weiterleitet.

Bei diesem Verfahren wird der geschmolzene Stahl während des Warmwalzens auf 926° Celsius bzw. 1700° Fahrenheit gepresst. Im Idealfall rekristallisiert der Stahl zwischen 750 und 1.300 Grad Celsius, was eine einfachere Formgebung und Umformung ermöglicht. Er kann abkühlen, sobald die Maschine den Stahl im Walzwerk in die richtige Form gebracht hat.

Wenn warmgewalzter Stahl abkühlt, schrumpft er etwas. Dadurch haben die Hersteller weniger Kontrolle über die endgültige Form.

Automobilteile wie Felgen und Rahmen, landwirtschaftliche Geräte, Eisenbahnteile wie Schienen und Zugkomponenten sowie Baumaterialien sind alles Beispiele für warmgewalzte Stahlanwendungen, die keine strengen Toleranzen erfordern.

Warum sollten Sie warmgewalzten Stahl verwenden?

Denn warmgewalzter Stahl hat folgende Vorteile für Ihren Bedarf:

• Niedrige Kosten: Warmgewalzter Stahl erfordert eine wesentlich geringere Bearbeitung als kaltgewalzter Stahl und ist daher preiswerter.
• Innere Spannungen sind minimal oder nicht vorhanden, da warmgewalzter Stahl bei Raumtemperatur abkühlt und dadurch normalisiert wird. Er weist keine oder nur geringe innere Spannungen auf, die durch Kaltverfestigung oder Abschreckung entstehen.
• Da die Maschine den Warmwalzprozess bei sehr hohen Temperaturen durchführt, ist der entstehende Stahl einfacher zu formen und zu gestalten. UB, UC, RHS, SHS, Flachstahl und andere warmgewalzte Stahlformen sind die beliebtesten.
• Es ist perfekt für Situationen, in denen Toleranz kein großes Problem darstellt.

Was ist kaltgewalzter Stahl?

Im Wesentlichen handelt es sich bei kaltgewalztem Stahl um warmgewalzten Stahl, der einer zusätzlichen Bearbeitung unterzogen wird. Wie bereits erwähnt, umfasst das Walzen das gesamte Spektrum der Verfahren, die bei der Herstellung des Stahls zum Einsatz kommen, einschließlich Drehen, Schleifen und Polieren.

In den verbleibenden Schritten wird der warmgewalzte Stahl in ein veredeltes Produkt umgewandelt. Der Begriff "kaltgewalzt" bezieht sich im Allgemeinen auf Stähle, die einer Verdichtung unterzogen wurden.

Während warmgewalzter Stahl lediglich bei hohen Temperaturen erhitzt und dann abgekühlt wird, beinhaltet kaltgewalzter Stahl ein zusätzliches Verfahren. Bei der Herstellung wird der Stahl zunächst in den Kaltwalzwerken abgekühlt und dann bei Raumtemperatur entweder durch Kaltwalzen oder Abkantpressen erneut gewalzt. Dieses Verfahren trägt dazu bei, die gewünschte Form und Abmessung zu erhalten.

Die besten Anwendungen für kaltgewalzten Stahl erfordern eine bessere Politur der Metalloberfläche und engere Toleranzen. Einige der häufigsten Verwendungszwecke sind Flugzeugteile, mechanische Komponenten, Haushaltsgeräte, Stangen, Stäbe, Streifen, Bleche und Metallmöbel.

Warum sollten Sie kaltgewalzten Stahl verwenden?

Die Vorteile, die sich aus der Verwendung von kaltgewalztem Stahl ergeben, sind:

• Bessere Oberflächeneigenschaften: Bauteile aus kaltgewalztem Stahl haben häufig glatte und glänzende Oberflächen, die frei von Zunder und Korrosion sind. Damit sind sie hilfreich, wenn es auf Ästhetik ankommt.
• Mehr Kraft: Sie sind oft robuster und steifer als warmgewalzter Stahl. Dadurch ist kaltgewalzter Stahl ideal für hochbelastete Anwendungen.
• Höhere Präzision: Kaltgewalzter Stahl schrumpft beim Umformen nicht. Dies ermöglicht die Herstellung genauerer Teile mit gleichmäßigen und genauen Geometrien.
• Es bietet eine große Vielfalt an Oberflächenbehandlungen.

Die wichtigsten Unterschiede: Warmgewalzter vs. kaltgewalzter rostfreier Stahl

Der grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden Stahlsorten besteht in einem Verfahren. Wie Sie vielleicht verstehen, bezieht sich "Warmwalzen" auf die Verarbeitung unter Hitzeeinwirkung. Das "Kaltwalzen" bezieht sich auf Verfahren, die bei oder nahe der Raumtemperatur durchgeführt werden.

Obwohl sich diese Ansätze auf die Gesamtleistung und die Anwendung auswirken, sollten sie nicht mit den offiziellen Normen und Stahlklassen verwechselt werden, die sich auf die metallurgische Zusammensetzung und die Leistungsbewertung beziehen.

Stähle verschiedener Spezifikationen und Güten können entweder kalt- oder warmgewalzt werden, einschließlich primärer Kohlenstoffstähle und anderer legierter Stähle.

Nachdem Sie sich über die Formgebung und die verschiedenen Qualitäten informiert haben, kennen Sie den Unterschied zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl. Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede in ihren mechanischen Eigenschaften:

Abgesehen von den mechanischen Eigenschaften besteht der grundlegende Unterschied zwischen warm- und kaltgewalztem Stahl in der Herstellungstemperatur. Während das Walzen von warmgewalztem Stahl oberhalb der Rekristallisationstemperatur erfolgt, wird kaltgewalzter Stahl bei einer durchschnittlichen Temperatur behandelt.

Physikalische Eigenschaften

Die physikalischen Eigenschaften von Stahl hängen auch von der Stahlsorte oder dem Herstellungsverfahren ab. Im Folgenden werden die allgemeinen physikalischen Eigenschaften von warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl beschrieben:

Erscheinungsbild und Oberflächenqualität

Die Kanten und Oberflächen von warmgewalztem Stahl sind im Allgemeinen rau. Die Abkühlung bei hohen Temperaturen lässt die Stahloberfläche schuppig erscheinen. Daher müssen solche Oberflächen möglicherweise entkohlt oder anderweitig behandelt werden, um den Stahl für künftige Bearbeitungen vorzubereiten.

Kaltgewalzter Stahl hingegen hat eine glatte und glänzende Oberfläche, da bei der Verarbeitung keine hohen Temperaturen erforderlich sind. Daher eignet sich kaltgewalzter Stahl für industrielle Anwendungen ohne jegliche Oberflächenbehandlung.

Da das Kaltwalzen unterhalb der Rekristallisationstemperaturen der Primärquellen erfolgt, ist das Korn nicht anfällig für Rekristallisation, was zu einer besseren Oberflächenpolitur als beim Warmwalzen führt.

Material Härte

Festigkeit und Härte des Materials wurden ebenfalls bereits erörtert. Die Technik der Herstellung von kaltgewalztem Stahl erzeugt ein homogenes Gefüge. Dieses Verfahren trägt dazu bei, Metall mit erhöhter Festigkeit und Zähigkeit herzustellen. Es ist jedoch nicht übermäßig fest, so dass es sich leicht biegen lässt.

Andererseits erfordert das Warmwalzverfahren enorme Hitze und eine schnelle Abkühlung, so dass sich die Spannungen nicht in den Körnern ablagern können. Daher hat das hergestellte Metall eine wesentlich höhere Festigkeit und Härte als kaltgewalzter Stahl.

Innerer Stress

Die Festigkeit und die Härte des Stahls üben einen erheblichen Innendruck auf das Material aus. Daher weist kaltgewalzter Stahl mit höherer Festigkeit und Härte größere innere Spannungen auf als warmgewalzter Stahl. Es ist wichtig, diese Spannungen vor der Verarbeitung des Materials abzubauen, um ein Verziehen des Endprodukts zu vermeiden.

Die höhere Festigkeit und Härte des Kaltwalzens führt zu größeren inneren Spannungen. Es wäre am besten, diese Spannungen vor der Behandlung des Materials abzubauen, da sich das fertige Bauteil oder Produkt sonst verziehen könnte.

Rekristallisationspunkt

Einer der wichtigsten Aspekte zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl ist der Rekristallisationspunkt. Beim Kaltwalzen kann die Metallsubstanz "neue Körner" bilden. Durch das Walzen und Verdrehen des Metalls können frühere Körner ausgelöscht werden. Die Kaltbearbeitung von Stahl kann seine Festigkeit beeinträchtigen.

Deshalb fügen die Hersteller eine abschließende Glühphase hinzu. Bei diesem Verfahren wird der Stahl auf 1.333 bis 1.400 Grad Celsius erhitzt (knapp über dem Rekristallisationspunkt von Stahl).

Die Abkühlung des Stahls erfolgt sehr langsam, ohne ihn zu schnell auf Raumtemperatur zu bringen. Bei diesem Verfahren kann das Metall ein homogenes Gefüge ausbilden und seine Körner zurücksetzen.

Die Herstellung von warmgewalztem Stahl erfolgt bei über 1700 Grad Fahrenheit, was über der Rekristallisationstemperatur von Stahl liegt. Diese Bedingung ist für die leichte Verformung und Formung des Metalls entscheidend.

Verzerrungen

Warmgewalzter Stahl weist leichte Verformungen auf (z. B. beim Biegen von Blechen), da der Abkühlungsprozess trapezförmige Formen erzeugt. Kaltgewalzter Stahl zeichnet sich durch makellose, rechtwinklige Winkel mit gut definierten Ecken und Kanten aus. Die hergestellten Rohre haben außerdem eine große konzentrische Konsistenz und eine hervorragende Geradheit.

Kostenunterschiede

Warmgewalzter Stahl ist oft preiswerter als kaltgewalzter Stahl. Der Grund dafür ist nicht weit hergeholt. Bei der Herstellung dieser Stahlsorte gibt es keine Verzögerung oder Nachbearbeitung.

Ein erneutes Erwärmen und Umformen, wie beim Kaltwalzen, ist nicht erforderlich. Die Kaltveredelung umfasst häufig zusätzliche Verfahren, wie Kaltziehen, Drehen, Schleifen und Polieren. Durch die zusätzlichen Fertigungsschritte ist kaltgewalzter Stahl teurer als warmgewalzter Stahl.

Warum ist kaltgewalzter Stahl besser als warmgewalzter Stahl?

Statistiken zeigen, dass kaltgewalzter Stahl etwa 20 % stärker ist als sein warmgewalzter Vetter. Der Stahl wird während des Kaltwalzens komprimiert, um eine geringere Dichte, aber eine höhere Zugfestigkeit zu erreichen. Das Ergebnis ist ein robusteres Metall, das sich besser für hochbelastete Anwendungen eignet als warmgewalzter Stahl.

Andererseits ist kaltgewalzter Stahl auch verformbarer als warmgewalzter Stahl. Mit anderen Worten: Er kann sich unter stärkerer Spannung biegen, ohne zu brechen. Da kaltgewalzter Stahl biegsamer ist als warmgewalzter Stahl, können die Hersteller ihn leichter bearbeiten und die Form des Metalls entsprechend ihren Anforderungen ändern.

Sie sollten davon ausgehen, dass warmgewalzter Stahl billiger ist als kaltgewalzter Stahl. Da kaltgewalzter Stahl einen anderen Herstellungsprozess erfordert, müssen die Unternehmen mehr Ressourcen einsetzen, um ihn herzustellen. Daher verlangen die Unternehmen für kaltgewalzten Stahl in der Regel mehr als für warmgewalzten Stahl.

Warmgewalzter vs. kaltgewalzter rostfreier Stahl: Was ist besser für Ihre Anwendung?

Kaltgewalzter Stahl scheint aufgrund der erforderlichen zusätzlichen Arbeitsgänge und der höheren Festigkeit teurer zu sein als warmgewalzter Stahl.

Insgesamt ist kaltgewalzter Stahl fester als warmgewalzter Stahl. Kaltgewalzter Stahl hat Körner, warmgewalzter Stahl dagegen nicht. Dies ist von Bedeutung, da kaltgewalzter Stahl am effektivsten ist, wenn er mit der Maserung verwendet wird, und viel schwächer ist, wenn er gegen die Maserung verwendet wird. Da warmgewalzter Stahl kein Korn hat, wird seine Festigkeit durch seine Ausrichtung nicht beeinträchtigt.

Ein weiterer Faktor, der bei der Entscheidung für warm- oder kaltgewalztes Metall zu berücksichtigen ist, ist die Art der Befestigung des Metalls und die Funktion, die es in Ihrem Projekt erfüllen soll.

Kaltgewalzter Stahl sollte vermieden werden, wenn Sie die Ressourcen für Ihr Projekt weiter fräsen wollen. Wenn Sie nicht aufpassen, kann das Schneiden in der falschen Richtung zu Verformungen führen oder die strukturelle Integrität des Metalls anderweitig beeinträchtigen.

Es unterscheidet sich von warmgewalztem Metall, das sich bei der maschinellen Bearbeitung aufgrund der fehlenden Körnung nicht verzieht. Beide Walzstähle (warmgewalzt vs. kaltgewalzt) lassen sich gut schweißen, wenn Sie sie schweißen wollen, aber Sie sollten bedenken, dass kaltgewalztes Metall nach dem Schweißen einige der anderen Eigenschaften von warmgewalztem Metall annimmt.

Da sich beim Erhitzen von Stahl Walzzunder bildet, hat kaltgewalzter Stahl eine bessere Oberfläche als warmgewalzter Stahl. Manche Leute mögen jedoch das "Aussehen" von warmgewalztem Metall. Aus Gründen des Stahldesigns haben sie es außen angebracht.

Schlussfolgerung

Warmgewalzter und kaltgewalzter Stahl ähneln sich insofern, als sie beide ein Herstellungsverfahren beinhalten, bei dem der Stahl hohen Temperaturen ausgesetzt und anschließend gepresst wird. Allerdings wird nur kaltgewalzter Stahl zusätzlich bei Raumtemperatur gepresst. Im Vergleich zum gesamten Stahlherstellungsprozess ist dies nur ein kleiner Schritt, der jedoch die Festigkeit und Flexibilität des Metalls erhöht.

In diesem Artikel wird jedoch ein direkter Vergleich zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl angestellt und die wichtigsten Unterschiede aufgezeigt. Jede Stahlsorte ist für bestimmte Zwecke besser geeignet als andere. Daher ist es wichtig, ihre Eigenschaften, Vorteile und Nachteile zu kennen.

Außerdem wird dieser Artikel Planern und Bauunternehmern helfen, eine effiziente und wirksame Durchführung von Projekten zu gewährleisten. Bleiben Sie immer bei metalpie, und wir bemühen uns, immer die neuesten Informationen für Ihre Anfrage bereitzustellen.