مقایسه ورق نورد گرم و ورق نورد سرد
دسترسی سریع به محتوای مقاله
حتماً تابه‌حال با انواعی از ورق‌های فولادی مواجه شده‌اید که در نگاه اول ظاهر آن‌ها شما را تحت تأثیر قرار داده است. برخی از آن‌ها سطحی خشن و زبر دارند و در مقابل، برخی دارای سطحی بسیار صاف و صیقلی هستند. چه عاملی سبب ایجاد این تفاوت شده است؟ آیا این ورقها از نظر ساختاری و قیمت نیز متفاوت از یکدیگر هستند؟ این ورقها که به ورق‌های نورد گرم و نورد سرد معروف‌اند، حاصل فرآیند نورد ورق در دماهایی متفاوت هستند و تفاوت‌هایی اساسی با یکدیگر دارند. در این مقاله به‌طور کامل به بررسی تفاوت ورق نورد گرم و ورق نورد سرد و مقایسه آن‌ها می‌پردازیم.
تفاوت ورق نورد گرم و نورد سرد فولادی
بهینه‌سازی خواص ورق‌های فولادی متناسب با هر کاربرد، به چیزی فراتر از ایجاد تغییر در ترکیب شیمیایی فولاد بستگی دارد. نورد کردن فرآیندی است که به‌منظور بهبود شکل ظاهری، یکنواختی و خواص مکانیکی انواع فولادها و دیگر فلزات انجام می‌شود. گاهی این فرآیند در بالای دمای تبلور مجدد فلز انجام می‌شود که به آن نورد گرم گفته می‌شود و درصورتی‌که در دمای اتاق انجام شود، نورد سرد نام دارد. بر همین اساس نیز، انواع ورق فولادی به دو دسته کلی ورق نورد گرم و ورق نورد سرد تقسیم می‌شوند.
ورق گرم فولادی چیست؟
ورق گرم فولادی حاصل فرآیند نورد گرم بیلت فولادی در دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد (بالای 926 درجه سانتی‌گراد) است. دمای بالا در این فرآیند منجر به شکل‌پذیری بهتر ورق فولادی برای رسیدن به ضخامت‌های متنوع می‌شود. در انتها نیز اجازه داده می‌شود تا ورق گرم تولیدشده در هوا خنک شود.
خواص ورق نورد گرم فولادی
ورق‌های نورد گرم فولادی با خواصی که دارند به‌راحتی قابل‌تمایز نسبت به ورق‌های نورد سرد هستند. ازجمله این خواص میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- سطح خشن: خنک شدن ورق گرم از دمای بالا باعث ایجاد یک سطح خشن و پولک مانند بر روی آن می‌شود.
- لبه‌ها و گوشه‌های گرد: این امر ناشی از انقباض ناشی از سرد شدن و دقت پایین در فرآیند تمام‌کاری است.
- اعوجاج جزئی: سرد شدن از دمای بالا منجر به ایجاد اعوجاج جزئی به شکل ذوزنقه‌ای و بدون زاویه‌های دقیق در لبه‌ها می‌شود.
مزایای ورق گرم فولادی
مهم‌ترین مزیت این نوع ورقها عبارت‌اند از:
- قیمت کم: فرآیند تولید ساده‌تر، منجر به قیمت ارزان‌تر این ورقها نسبت به ورق‌های نورد سرد می‌شود.
- کارپذیری آسان: این امر به دلیل دمای بالای فرآیند و نرم شدن فولاد است که شکل‌پذیری آن را آسان می‌کند.
- تنش‌های داخلی کم: به دلیل خنک شدن این ورقها در دمای محیط که سرعت سردسازی آن کم است، تنش‌های داخلی بسیار کمی در آن‌ها ایجاد می‌شود و یا اینکه بدون تنش داخلی هستند.
معایب ورق گرم فولادی
علی رقم مزایای یادشده، ورق نورد گرم فولادی دارای یک سری معایب نیز هست که به شرح زیر هستند:
- عیوب ابعادی ناشی از انبساط در حین گرم شدن و انقباض در هنگام سرد شدن
- اغلب دارای یک بافت ناهموار و خشن بر روی سطح است که قبل از هر فرآیند تکمیلی باید حذف شود.
- اعوجاج جزئی و تلورانس ابعادی ضعیف
کاربردهای ورق نورد گرم فولادی
ورق گرم فولادی به دلیل نوع فرآیند تولید آن، پس از خنک‌سازی دارای اعوجاج جزئی می‌شود که این امر منجر به کاهش کنترل تولیدکننده بر روی شکل و ابعاد نهایی ورق می‌شود. درنتیجه، ورق گرم تلورانس ابعادی ضعیفی دارد و اغلب در کاربردهایی که نیاز به تلورانس و دقت زیادی ندارند مورداستفاده قرار می‌گیرد. مهم‌ترین کاربردهای ورق گرم عبارت‌اند از:
- قطعات اتومبیل مانند رینگ و فریم
- تجهیزات کشاورزی
- تجهیزات را آهن مانند خطوط و اجزای قطار
- مواد ساختمانی همچون ورق سیاه فولادی
ورق سرد فولادی چیست؟
ورق سرد فولادی حاصل نورد مجدد ورق گرم فولادی در محدوده دمای اتاق است. به همین دلیل به آن ورق نورد سرد گفته می‌شود. این امر منجر به بهبود خواص سطحی ورق و افزایش تلورانس و دقت ابعادی آن می‌شود. همچنین، سطح صاف و صیقلی که اغلب روغنی مانند نیز هست، از دیگر مشخصه‌های ورق سرد فولادی است. این مشخصه‌ها، تفاوت ورق نورد گرم و ورق نورد سرد را به‌خوبی نشان می‌دهند.
خواص ورق نورد سرد فولادی
برای متمایز کردن ورق سرد از ورق گرم فولادی، باید به خواصی که در ادامه آورده می‌شود دقت شود:
- دارای سطح یکنواخت و صاف که اغلب روغنی به نظر می‌رسد.
- کیفیت بالای سطح تمام‌شده به همراه تلورانس و دقت بالا.
- دارای لبه‌ها و گوشه‌های تیز
- استحکام و سختی بالاتر از ورق‌های نورد گرم
مزایای ورق نورد سرد
مهم‌ترین مزایای این نوع ورقها عبارت‌اند از:
- خواص سطحی بهتر: قطعاتی که از ورق نورد سرد تولید می‌شوند سطحی درخشان و صیقلی دارند که آن‌ها را برای کاربردهایی که در معرض دید هستند، مناسب می‌کند.
- استحکام بالاتر: ورق‌های نورد سرد تا 20 درصد استحکام و سختی بالاتری نسبت به ورق‌های نورد گرم دارند.
- دقت بالا: ازآنجایی‌که ورق نورد سرد مشکل انبساط و انقباض ناشی از سردسازی را ندارد، دارای دقت ابعادی و تلورانس بالایی است.
معایب ورق نورد سرد فولادی
مهم‌ترین معایب ورق‌های نورد سرد شامل موارد زیر می‌شوند:
- قیمت بالا به دلیل خواص سطحی و استحکام بالاتری که دارد و نیز مراحل بیشتر و عملیات اضافه در فرآیند تولید.
- تنش‌های داخلی بیشتر به دلیل عملیات اضافه در فرآیند تولید که اغلب منجر به تاب برداشتن ورق می‌شود.
کاربردهای ورق نورد سرد
کاربردهای ورق سرد فولادی به دلیل خواص سطحی و خواص مکانیکی بسیار خوب آن‌ها و نیز دقت ابعادی بالا، شامل موارد حساس‌تر و گسترده‌تری می‌شود. ازجمله مهم‌ترین کاربردهای ورق نورد سرد میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- قطعات و بخش‌های هوافضا
- ساخت اجزا و ماشین‌آلات مکانیکی
- ساخت لوازم‌خانگی
- ساخت انواع ورق‌های روغنی، گالوانیزه و رنگی
- ساخت مقاطعی همچون انواع لوله، نبشی، ناودانی و پروفیل‌های فولادی
مقایسه ورق نورد گرم و نورد سرد
تا به اینجا با خواص، مشخصات و کاربردهای انواع ورق نورد گرم و سرد آشنا شدیم. حال نوبت مقایسه بین آن‌ها و مشخص کردن تفاوت ورق نورد گرم و سرد است. مهم‌ترین تفاوت‌های ورق نورد گرم و ورق نورد سرد در ادامه آورده شده است.
تفاوت ورق گرم و سرد از نظر فرآیند تولید
مهم‌ترین عاملی که سبب تمایز ورق‌های نورد گرم و نورد سرد می‌شود، فرآیند تولید آن‌هاست. آنچه فرآیند تولید آن‌ها را متمایز می‌کند نیز، دمای فرآیند است. ورق‌های نورد گرم فولادی در بالای دمای تبلور مجدد فولاد که حدود 926 درجه سانتی‌گراد یا 1700 درجه فارنهایت است، نورد می‌شوند. اما ورق‌های نورد سرد این فرآیند را در دمای محیط تجربه می‌کنند.
فرآیند نورد گرم سبب پالایش دانه‌ها می‌شود. بدین معنی که جهت‌گیری دانه‌ها را در ریزساختار فولاد موردنظر تغییر داده و هم‌زمان، عملیات ریزدانگی را نیز انجام می‌دهد. علاوه بر این، رساندن فولاد به بالای دمای تبلور مجدد سبب شده تا خواص مکانیکی ورق فولادی به خواص مکانیکی قبل از نورد برسد و این‌چنین، از گسیختگی ورق در حین پاس‌های بعدی نورد جلوگیری به عمل می‌آید. بدین طریق، امکان نورد بیشتر ورق فولادی تا ضخامت‌های پایین وجود خواهد داشت.
ضمن اینکه، ورق‌های نورد سرد مراحل تولید اضافه‌تری را نسبت به ورق‌های گرم طی می‌کنند که شامل کشش سرد، تراشکاری، سنگ‌زنی و پرداخت‌های سطحی مختلف می‌شود. این عوامل نیز بر خواص سطحی و درنهایت بر قیمت این نوع ورقها تأثیرگذار هستند.
تفاوت ورق گرم و سرد از نظر ظاهر و کیفیت سطحی
معمولاً لبه‌ها و سطح ورق نورد گرم خشن و ناهموار است. این امر به دلیل خنک شدن ورق پس از حرارت دهی آن تا دمای بسیار بالا است که منجر به ایجاد الگوهایی مانند پولک بر روی آن‌ها می‌شود. این ورقها اغلب نیاز به عملیات سطحی نظیر کربن‌زدایی دارند تا خواص سطحی آن‌ها بهبود یابد. در مقابل، ورق‌های نورد سرد دارای سطح صاف، صیقلی و درخشان هستند که به دلیل تولید آن‌ها در دمای پایین است. بنابراین، ورق‌های نورد سرد بدون عملیات سطحی اضافه در کاربردهای مختلف قابل‌استفاده هستند.
تفاوت از نظر استحکام و سختی
در ورق‌های نورد سرد، به دلیل اینکه دمای فرآیند پایین است، پدیده کارسختی با ریزدانگی و کشیدگی بیشتر دانه‌های ریزساختار فولاد در جهت نورد همراه است که یکنواختی بیشتر ریزساختار را برای آن به همراه دارد. همچنین، نورد سرد منجر به تولید نابجایی‌های بیشتر در ساختار فولاد می‌شود. این نابجایی‌ها نوعی عیوب خطی در ساختار ماده هستند که عامل تغییر فرم فلزات هستند.
با کارسختی، نابجایی‌ها قفل شده و هرگاه نابجایی قفل شود، قابلیت حرکت خود را از دست می‌دهد و این‌چنین، افزایش استحکام و سختی در فلز را ناشی می‌شود. بدین طریق، استحکام و سختی بیشتری برای ورق‌های نورد سرد حاصل می‌شود. جدول اشتال ورق معیار مناسبی برای تشخیص خواص فیزیکی و مکانیکی انواع ورق فولادی است. جدول زیر خواص مکانیکی ورق‌های نورد گرم و نورد سرد را نشان می‌دهد.
فرق ورق نورد گرم و نورد سرد از لحاظ تنش داخلی
افزایش استحکام و سختی به‌طور قابل‌توجهی تنش‌های داخلی را در مواد ایجاد می‌کند. بنابراین فولاد نورد سرد با استحکام و سختی بیشتر، تنش‌های داخلی بیشتری نیز نسبت به فولاد نورد گرم دارد. کاهش چنین تنش‌هایی قبل از پردازش مواد و برای جلوگیری از تاب برداشتن محصول نهایی بسیار مهم است.
فرق ورق گرم و سرد از لحاظ اعوجاج و دقت ابعادی
ورق نورد گرم به دلیل انبساط و انقباض ناشی از حرارت دهی در حین نورد و سپس خنک شدن تا دمای محیط، دارای اعوجاج‌هایی جزئی است به‌طوری‌که شکل کلی آن به‌صورت ذوزنقه درمی‌آید. اما ورق نورد سرد کاملاً مستطیلی و دارای دقت ابعادی بالایی است. ضمن اینکه، ورق نورد گرم دارای لبه‌ها و گوشه‌های گرو است اما ورق نورد سرد لبه‌ها و گوشه‌هایی تیز دارد.
تفاوت قیمت ورق نورد گرم و ورق نورد سرد
ازآنجایی‌که ورق نورد گرم فرآیند تولید ساده‌تری را طی می‌کند، قیمت ارزان‌تری هم نسبت به ورق نورد سرد دارد. همچنین، خواص سطحی و خواص مکانیکی ورق نورد سرد نیز از ورق گرم بهتر است که این موارد هم در گران‌تر بودن ورق نورد سرد نسبت به ورق نورد گرم نقش دارند.
سؤالات متداول
1- ورق نورد گرم گران‌تر است یا ورق نورد سرد؟
به دلیل اینکه فرآیند تولید ورق گرم الزامات و مراحل کمتری دارد، این ورق نسبت به ورق نورد سرد ارزان‌تر است.
2- چگونه میتوان ورق نورد گرم را از ورق نورد سرد تشخیص داد؟
ورق گرم دارای سطح خشن و زبر است که اغلب لبههای گرد دارد. اما ورق سرد دارای سطحی صاف، براق و روغنی است و لبههای تیز دارد.
3- ورق نورد سرد استحکام بیشتری دارد یا ورق نورد گرم؟
ورق نورد سرد به دلیل فرآیند کارسختی در دمای اتاق، استحکام و سختی بیشتری نسبت به ورق گرم دارد.
4- آیا میتوان ورق گرم را به ورق نورد سرد جوش داد؟
هر دو نوع این ورقها قابل جوشکاری هستند اما دقت شود که پس از جوشکاری ممکن است برخی از ویژگیهای ورق گرم در ورق سرد ایجاد شود.