Warmgewalzter vs. kaltgewalzter Stahl:Übersicht und Unterschiede

Es sind verschiedene Sorten, Formen, Spezifikationen und Ausführungen von Stahl erhältlich. Jede dieser Stahlsorten hat ihre einzigartigen Eigenschaften. Aus diesem Grund wird dieses Metallmaterial häufig in Fahrzeugen, Geräten, Luft- und Raumfahrtteilen, elektronischen Teilen und mehr verwendet. Die Notwendigkeit, die verschiedenen verfügbaren Stahlsorten zu verstehen, führt zu einem Vergleich zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl.

Die Optimierung der Eigenschaften Ihres Stahls für jede Anwendung ist mehr als nur die Änderung seiner chemischen Zusammensetzung. Walzen ist ein Verfahren zur Verbesserung der Form, Gleichmäßigkeit und mechanischen Eigenschaften von Stahlwerkstoffen. Es gibt zwei Hauptkategorien von gewalztem Stahl – kaltgewalzter Stahl und warmgewalzter Stahl. Diese gewalzten Stahlsorten haben unterschiedliche Eigenschaften, wodurch sie für verschiedene Anwendungen geeignet sind.

Es ist wichtig, die Unterschiede zwischen den Walzstahlarten zu verstehen, wenn Sie sie für Ihr Projekt auswählen. Dieses Vorwissen hilft Ihnen, Kosten und Zeit zu sparen und zusätzliche Bearbeitungen zu vermeiden. Dieser Artikel beschreibt den Unterschied zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl, einschließlich ihrer Vorteile, Einschränkungen und Anwendungen.

Was ist warmgewalzter Stahl?

Walzen bezieht sich auf die spezifische Art und Weise, wie das Stahlmaterial hergestellt wird. Warmgewalzter Stahl bezieht sich auf Stahl, der durch extreme Wärmebehandlung hergestellt wurde. Das heißt, die Produktion erfolgt bei extremen Temperaturen. Hersteller beginnen mit großen, rechteckigen Metallen (Barren). Dann erhitzen sie die Knüppel, bevor sie sie zur Verarbeitung schicken – eine Phase, in der sie zu großen Rollen flachgedrückt werden.

Beim Warmwalzprozess wird der geschmolzene Stahl bei hohen Temperaturen von über 926° Celsius (1700 Grad Fahrenheit) gepresst. Solche hohen Temperaturen sind unerlässlich, da Stahl idealerweise zwischen 750 Grad und 1.300 Grad Fahrenheit rekristallisiert, was ein leichteres Formen und Umformen ermöglicht. Nachdem der Stahl durch das Walzwerk in die gewünschte Form gewalzt wurde, lässt man ihn abkühlen.

Eigenschaften von warmgewalztem Stahl

Die folgenden Eigenschaften helfen Ihnen bei der Identifizierung von warmgewalztem Stahl:

• Verzunderte Oberfläche – Abkühlung durch hohe Temperaturen hinterlässt Rückstände auf der Stahloberfläche, die sie schuppig aussehen lassen.
• Leichte Verzerrungen – beim Abkühlen entstehen auch leicht trapezförmige Formen ohne perfekte Winkel.
• Ecken und Kanten sind leicht abgerundet – dies ist auf Schrumpfungen und weniger Präzision bei der Endbearbeitung zurückzuführen.

Vorteile von warmgewalztem Stahl

Warmgewalzter Stahl bietet die folgenden Vorteile für Ihre Anwendungen:

• Niedrigere Kosten :Die Verarbeitung von warmgewalztem Stahl ist viel geringer als bei kaltgewalztem Stahl, wodurch es billiger wird.
• Wenig bis Nein intern Betonungen :Das Abkühlen von warmgewalztem Stahl erfolgt bei Raumtemperatur, wodurch es im Wesentlichen normalisiert wird. Das bedeutet, dass es keine oder nur geringe Eigenspannungen durch Kaltverfestigungs- oder Abschreckvorgänge aufweist.
• Einfache Verarbeitbarkeit :Da der Warmwalzprozess bei extrem hohen Temperaturen durchgeführt wird, ist der resultierende Stahl leichter zu formen und zu formen. Die gebräuchlichsten Formen stammen aus warmgewalztem Stahl, z. B. UB, UC, RHS, SHS, flach usw.
• Ideal für Anwendungen, bei denen Toleranz nicht im Vordergrund steht.

Nachteile von warmgewalztem Stahl

• Maßfehler durch Ausdehnung beim Erhitzen und Schrumpfen/Verziehen beim Abkühlen.
• Es hat oft eine raue Textur auf der Oberfläche, die vor jedem Endbearbeitungsprozess entfernt oder mit Fehlern versehen werden muss.
• Leichte Verzerrungen.

Häufige Verwendung von warmgewalztem Stahl

Wie bereits erwähnt, schrumpft warmgewalzter Stahl beim Abkühlen leicht. Dies führt dazu, dass Hersteller weniger Kontrolle über die endgültige Form haben. Daher sind die Anwendungen von warmgewalztem Stahl normalerweise solche, die keine engen Toleranzen erfordern, einschließlich der folgenden:

• Automobilteile, z. B. Felgen und Rahmen
• Landwirtschaftliche Ausrüstung
• Eisenbahnausrüstung, z. B. Gleise und Zugkomponenten
• Baumaterialien

Was ist kaltgewalzter Stahl ?

Kaltgewalzter Stahl bezieht sich im Wesentlichen auf warmgewalzten Stahl, der einer Weiterverarbeitung unterzogen wurde. Wie bereits erwähnt, umfasst das Walzen eine Reihe von Prozessen, die zum Formen des Stahls erforderlich sind, einschließlich Drehen, Schleifen und Polieren. Die anderen Operationen modifizieren einen bestehenden warmgewalzten Stahl in ein raffinierteres Produkt. Der Begriff „kaltgewalzt“ bezieht sich im Wesentlichen auf Stähle, die komprimiert wurden.

Während die Herstellung von warmgewalztem Stahl nur durch Erhitzen auf hohe Temperatur und Abkühlen erfolgt, ist für kaltgewalzten Stahl ein zusätzlicher Prozess erforderlich. In den Kaltwalzwerken kühlt der Hersteller den Stahl und walzt ihn bei Raumtemperatur entweder durch Kaltwalzen oder Abkantpressen erneut. Dieser Prozess hilft, die gewünschte Form und Abmessungen zu erreichen.

Eigenschaften von kaltgewalztem Stahl

Die folgenden Merkmale helfen Ihnen bei der Identifizierung von kaltgewalztem Stahl:

• Glatte Oberflächen fühlen sich normalerweise ölig an
• Die Oberfläche hat bessere Oberflächenqualitäten und engere Toleranzen
• Viereckige Balken haben gut definierte Kanten
• Rohre haben oft eine bessere Geradheit und konzentrische Gleichmäßigkeit

Vorteile von kaltgewalztem Stahl

Hier sind einige der Vorteile, die Sie aus der Verwendung von kaltgewalztem Stahl ziehen können:

• Bessere Oberfläche Eigenschaften :Teile aus kaltgewalztem Stahl haben oft glatte und glänzende Oberflächen ohne Zunder oder Rost. Daher sind sie nützlich, wenn es auf Ästhetik ankommt.
• Größere Stärke :Sie sind in der Regel fester und härter (bis zu 20 % höhere Festigkeit) als warmgewalzter Stahl. Dies macht sie für Anwendungen mit hoher Belastung nützlich.
• Höhere Präzision :Da kaltgewalzter Stahl beim Formen nicht schrumpft, ermöglicht er die Herstellung präziserer Teile mit konsistenten und genauen Formen.
• Es unterstützt eine große Auswahl an Oberflächenveredelungen.

Nachteile von kaltgewalztem Stahl

• Teurer aufgrund der zusätzlichen Verarbeitung.
• Durch zusätzliche Behandlungen treten im Material Eigenspannungen auf, die in manchen Fällen zu unvorhersehbarem Verzug führen.
• Weniger Formen sind verfügbar, z. B. Bleche und Kastenprofile.

Häufige Verwendung von kaltgewalztem Stahl

Die idealen Anwendungen für kaltgewalzten Stahl sind solche, die eine bessere Metalloberflächenveredelung erfordern und engere Toleranzen. Beispiele für solche Komponenten sind die folgenden:

• Luft- und Raumfahrtteile
• Mechanische Komponenten
• Haushaltsgeräte
• Stäbe, Stäbe, Streifen und Bleche
• Möbelkonstruktionen aus Metall

Kaltgewalzter Stahl vs. warmgewalzter Stahl:Hauptunterschiede

Nachdem Sie den Umformprozess und verschiedene Eigenschaften untersucht haben, haben Sie wahrscheinlich eine Vorstellung vom Unterschied zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl. Die Unterschiede in ihren mechanischen Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

Eigenschaften	Warmgewalzter Stahl	Kaltgewalzter Stahl
Zugfestigkeit	67.000 psi	85.000 psi
Streckgrenze	45.000 psi	70.000 psi
Dehnung in 2”	36	28
Flächenreduzierung	58	55
Brinellhärte	137	167

Neben den mechanischen Eigenschaften besteht der Hauptunterschied zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl in der Verarbeitungstemperatur. Während das Walzen von warmgewalztem Stahl oberhalb der Rekristallisationstemperatur von Stahl erfolgt, wird kaltgewalzter Stahl bei Raumtemperatur verarbeitet.

Die folgenden Details helfen uns, kaltgewalzten Stahl besser mit warmgewalztem Stahl zu vergleichen:

1. Aussehen und Oberflächenqualität

Die Kanten und Oberflächen von warmgewalztem Stahl sind normalerweise rau. Denn Abkühlung durch extreme Temperaturen hinterlässt Rückstände auf der Stahloberfläche, die schuppig aussehen. Daher können solche Oberflächen eine Entkohlung oder andere Oberflächenbehandlungen erfordern, um den Stahl für nachfolgende Operationen vorzubereiten.

Andererseits hat kaltgewalzter Stahl eine glatte und glänzende Oberfläche, da keine sehr hohen Temperaturen verwendet werden. Somit ist kaltgewalzter Stahl ideal für den Einsatz in Produktionsbetrieben ohne jegliche Oberflächenbehandlung.

2. Rekristallisationspunkt

Beim Vergleich von warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl ist einer der wichtigsten zu berücksichtigenden Punkte der Rekristallisationspunkt. Kaltwalzen tritt auf, wenn das Metallmaterial in der Lage ist, „neue Körner“ zu bilden. Durch das Walzen und Biegen des Metalls werden oft alte Körner zerstört. Die Kaltbearbeitung von Stahl kann seine Festigkeit verringern, daher fügen die Hersteller einen letzten Schritt des Glühens hinzu. Dieser Prozess beinhaltet das Erhitzen des Stahls auf 1.333 – 1.400 Grad Fahrenheit (knapp über dem Rekristallisationspunkt von Stahl).

Das Abkühlen des Stahls erfolgt sehr langsam, ohne ihn zu schnell auf Raumtemperatur zu bringen. Auf diese Weise kann das Metall eine gleichmäßige Mikrostruktur erzeugen, um seine Körner zurückzusetzen. Im Gegensatz dazu erfolgt die Verarbeitung von warmgewalztem Stahl bei über 1700 Grad Fahrenheit, was höher ist als der Rekristallisationspunkt von Stahl. Diese Bedingung ist für die leichte Um- und Formgebung des Metalls notwendig.

3. Stahlfestigkeit und -härte

Die Materialfestigkeit und -härte helfen ebenfalls, wie bereits erwähnt, der Prozess des Umformens von kaltgewalztem Stahl ergibt eine gleichmäßige Mikrostruktur. Dieser Prozess hilft, Metall mit höherer Festigkeit und Härte zu erzeugen. Es ist jedoch nicht zu hart, wodurch es leicht formbar ist.

Der Warmwalzprozess hingegen beinhaltet extreme Hitze und schnelles Abkühlen, wodurch verhindert wird, dass die Spannung ihre Körnung wiedererlangt. Somit hat das resultierende Metall eine höhere Festigkeit und Härte als kaltgewalzter Stahl.

4. Interne Spannungen

Stahlfestigkeit und -härte verleihen dem Material erhebliche Eigenspannungen. Daher hat kaltgewalzter Stahl mit größerer Festigkeit und Härte größere innere Spannungen als warmgewalzter Stahl. Es ist entscheidend, solche Spannungen vor der Verarbeitung des Materials abzubauen, um ein Verziehen des Endprodukts zu verhindern.

5. Verzerrungen

Warmgewalzter Stahl erfährt leichte Verformungen (z. B. durch Blechbiegung), da der Abkühlprozess leicht trapezförmige Formen und Formen ergibt. Kaltgewalzter Stahl hat perfekt rechtwinklige Winkel mit gut definierten Ecken und Kanten. Die gebildeten Rohre haben auch eine hervorragende konzentrische Gleichmäßigkeit und eine bessere Geradheit.

Dies ist ein Video über warmgewalzten vs. kaltgewalzten Stahl:

Warmgewalzter vs. kaltgewalzter Stahl :Was ist billiger?

Warmgewalzter Stahl ist typischerweise billiger als kaltgewalzter Stahl. Der Grund dafür ist nicht weit hergeholt. Die Herstellung dieser Stahlsorte erfolgt ohne Verzögerung oder Weiterverarbeitung. Ein erneutes Erhitzen und Umformen wie beim Kaltwalzen entfällt. Die Kaltveredelung besteht oft aus anderen Prozessen wie Kaltziehen, Drehen, Schleifen und Polieren. Die zusätzlichen Produktionsvorgänge machen kaltgewalzten Stahl teurer als warmgewalzten Stahl.

Sollte ich warmgewalzten Stahl oder kaltgewalzten Stahl wählen?

Ihre Materialauswahl für die Blechfertigung wird von mehreren Faktoren abhängen. Einer der wichtigsten Faktoren, die bei der Entscheidung zwischen kaltgewalztem und warmgewalztem Stahl zu berücksichtigen sind, sind die Anwendungen des Endprodukts. Warmgewalzter Stahl ist besser geeignet für große Strukturkomponenten, die keine engen Toleranzen und ästhetischen Anforderungen haben.

Kaltgewalzter Stahl ist jedoch die beste Wahl, wenn Sie kleinere Teile benötigen, die langlebige und präzisere Qualitäten erfordern. Kaltgewalzter Stahl ist auch fester und härter als warmgewalzter Stahl. Daher ist es eher für Komponenten geeignet, die für den Einsatz unter Hochbeanspruchungsbedingungen hergestellt werden. Wenn das Budget ein Problem ist, sollten Sie sich für warmgewalzten Stahl entscheiden, da dieser billiger ist als kaltgewalzter Stahl.

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Schlussfolgerung

Dieser Artikel behandelt den grundlegenden Vergleich von warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl und hebt die Hauptunterschiede hervor. Jede Stahlsorte ist für manche Anwendungen besser geeignet als für andere. Daher ist es wichtig, ihre Eigenschaften, Vorteile und Schwächen zu kennen. Dieses Wissen wird Designern und Projektunternehmern helfen, einen effizienten und effektiven Abschluss von Projekten sicherzustellen. Es gibt keinen besseren Weg, um die besten Ergebnisse zu erzielen, als mit einem erstklassigen Fertigungsunternehmen zusammenzuarbeiten. Kontaktieren Sie noch heute unser Expertenteam bei RapidDirect! Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Ihnen.