Warmgewalzter und kaltgewalzter Stahl – Was sind die Unterschiede?
Die Eigenschaften von Metall hängen stark von der chemischen Zusammensetzung ab. Doch selbst wenn die Stahlsorten gleich sind, hat auch das Herstellungsverfahren einen großen Einfluss auf die Eigenschaften des Stahls. Vorgefertigte Stahlerzeugnisse können durch verschiedene Verfahren wie Kalt- und Warmwalzen hergestellt werden.
Der Unterschied zwischen warm- und kaltgewalztem Stahl
Einer der offensichtlichsten Unterschiede zwischen kalt- und warmgewalztem Stahl ist das Verfahren selbst. Während das Warmwalzen mit Hitze erfolgt, wird kaltgewalzter Stahl bei niedrigen Temperaturen verarbeitet. Beide Verfahren haben Auswirkungen auf die Art der Anwendung und die Leistung der Stahlsorte. Stähle unterschiedlicher Art und Eigenschaften können jedoch beiden Verfahren unterzogen werden, wobei zu beachten ist, dass einige Stahlsorten für ein bestimmtes Verfahren besser geeignet sind. Um Material- und Kosteneinsparungen zu erzielen, ist es wichtig, die Besonderheiten der beiden Verfahren zu kennen.
Wie wird warmgewalzter Stahl verarbeitet?
Das Verfahren findet bei sehr hohen Temperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls statt. Diese liegt über 930 °C. Bei solchen Temperaturen ist der Stahl besser verformbar und die Werkstücke können leichter bearbeitet werden.
Das Warmwalzen beginnt mit halbfertigem Stahl. In der Regel handelt es sich dabei um ein großes Stück Metall, z. B. einen Vorblock, eine Bramme oder einen Knüppel. In der ersten Vorbearbeitungsstufe wird das Werkstück erwärmt und zu einer großen Rolle geformt. Um die endgültigen Abmessungen zu erreichen, wird der Stahl auf hohen Temperaturen gehalten und mit einer schnellen Bearbeitungsgeschwindigkeit durch mehrere Walzen geführt.
Typischerweise werden große Werkstücke in öl- oder gasbeheizten Tauchgruben erwärmt, während kleinere Werkstücke durch Induktion erhitzt werden. Die Temperatur muss oberhalb des Rekristallisationspunktes gehalten werden. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Betriebstemperatur stets zu überwachen.
Wie alle Werkstoffe schrumpft auch Stahl beim Abkühlen. Das macht es schwierig, die endgültige Form des Werkstücks zu kontrollieren. Daher wird das Verfahren nur selten für Stahlteile eingesetzt, die eine hohe Präzision erfordern. Typische Anwendungen für warmgewalzten Stahl sind Eisenbahnschienen, LKW-Rahmen, Warmwasserbereiter oder Metallgebäude. Außerdem wird er für Türen, Kompressorgehäuse und Scheiben verwendet.
Warmgewalzter Stahl weist die folgenden Eigenschaften auf:
- Die Abkühlung aus extremen Temperaturen führt zu einer verzunderten Oberfläche
- Durch die Schrumpfung haben warmgewalzte Stähle leicht gerundete Kanten und Formen
- Die Werkstücke weisen leichte Verformungen auf
Die Vorteile von warmgewalztem Stahl
Diese Stahlsorten sind billiger, da sie nicht so stark bearbeitet werden müssen. Zudem ist warmgewalzter Stahl normalisiert, da er nicht abgeschreckt wird und bei Raumtemperatur abkühlt. Dadurch ist er frei von Eigenspannungen.
Da die Abmessungen von warmgewalzten Stahlteilen nicht sehr genau sind, werden sie für Anwendungen verwendet, bei denen die Materialfestigkeit und nicht die Präzision oder die Oberflächenqualität von großer Bedeutung ist. Zur Verbesserung der Oberflächenqualität können die Werkstücke einem Beizverfahren unterzogen werden. Darüber hinaus kann die Verzunderung durch Schleifen oder Sandstrahlen entfernt werden.
Wie wird kaltgewalzter Stahl verarbeitet?
Kaltgewalzter Stahl durchläuft zunächst das gleiche Verfahren wie warmgewalzte Stähle. Kaltgewalzter Stahl muss jedoch weiterverarbeitet werden. Nachdem die Werkstücke abgekühlt sind, werden sie bei Raumtemperatur nachgewalzt. Dadurch erhält kaltgewalzter Stahl genauere Abmessungen und eine bessere Oberflächenqualität.
Technisch gesehen bezieht sich kaltgewalzter Stahl auf Bleche, die zwischen Walzen gepresst werden. Der Begriff kaltgewalzter Stahl beschreibt jedoch eine Vielzahl von Veredelungsverfahren. Stäbe und Rohre und andere Stahlformen, die beispielsweise gezogen werden, sind somit nicht kalt „gewalzt“.
Schleifen, DREHEN und Polieren sind weitere Verfahren der Kaltveredelung, mit denen warmgewalzte Stähle in präzisere Werkstücke umgewandelt werden.
Kaltgewalzter Stahl weist die folgenden Eigenschaften auf:
- Die Oberfläche ist im Vergleich zu warmgewalztem Stahl viel feiner
- Kaltgewalzter Stahl weist präzise und gut definierte Kanten, Ecken und Formen auf
- Kaltgewalzte Rohre sind gerader und haben exakte Abmessungen
Vorteile von kaltgewalztem Stahl
Kaltgewalzter Stahl weist bessere Oberflächen- und Abmessungseigenschaften auf. Daher wird er verwendet, wenn Präzision und Ästhetik wichtig sind. Aufgrund der weiteren Verarbeitung ist kaltgewalzter Stahl jedoch teurer.
Außerdem weist kaltgewalzter Stahl bessere physikalische Eigenschaften auf. Im Allgemeinen ist kaltgewalzter Stahl härter und fester. Auch die Beständigkeit gegen Verformung und Spannungsbruch ist besser. Die besseren physikalischen Eigenschaften haben jedoch ihren Preis. Die zusätzlichen Behandlungen können zu inneren Spannungen im kaltgewalzten Stahl führen.
