تفاوت ورق سرد و گرم فولادی چیست؟ (9 جنبه مهم)

تفاوت اصلی ورق گرم و سرد در دمای تولید آن‌هاست؛ ورق گرم در دمای بالای 900 درجه سانتی‌گراد و ورق سرد در دمای محیط، نورد می‌شود. این اختلاف باعث می‌شود ورق سرد دارای ظاهری براق و ابعادی دقیق باشد و و ورق گرم استحکام بیشتری داشته باشد و با قیمتی اقتصادی‌تر به بازار عرضه شود. ورق گرم با نام ورق سیاه یا ورق آهن و ورق سرد با نام ورق روغنی نیز شهرت دارند.

فهرستی از تفاوت ورق گرم و سرد

فرق ورق گرم با سرد به ساختار کریستالی فولاد در آن‌ها برمی‌گردد. در ورق سیاه، تبلور مجدد فولاد در دمای بالا باعث می‌شود دانه‌ها به شکلی یکنواخت و بدون تنش در کنار هم قرار گیرند، در نتیجه محصولی با شکل‌پذیری بالا و ساختار میکروسکوپی آزاد ساخته می‌شود؛ اما در نورد سرد، دانه‌های فولاد تحت فشار تغییر شکل می‌دهند و خواص متفاوتی ایجاد می‌کنند. به فهرست تفاوت ورق نورد سرد و گرم توجه کنید:

1. روش تولید: فرایند نورد ورق گرم در دمای 926 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. در واقع چون شکل‌دهی فولاد در دمای بالا آسان‌تر است، ورق سیاه از ترکیب گرما با فشار غلتک‌ها ساخته می‌شود. در صورتی که ورق گرم بخواهد به ورق سرد تبدیل شود لازم است پس از خنک شدن، مجددا توسط غلتک‌های پرفشار نوردیده شود، با این تفاوت که این بار فرایند نورد در دمای معمولی اتاق انجام می‌شود.
2. ظاهر: ورق گرم سطحی زبر و سیاه دارد که معمولا دارای پوسته‌های اکسیدی است. در حالی که ظاهر ورق سرد کاملا صیقلی است و به رنگ خاکستری روشن و براق دیده می‌شود.
3. کشش و تنش: ورق سرد از نظر استحکام کششی و استحکام تسلیم معمولا عملکرد بهتری دارد. چون این ورق پس از فرایند نورد، یک مرحله آنیل کاری را هم پشت سر می‌گذارد تا خواصش بهبود یابد. بنابراین برای ساخت قطعاتی با کشش عمیق مناسب‌ است. در مقابل ورق گرم در برابر شکست و تحمل تنش‌های ناگهانی عملکرد بهتری دارد.
4. سختی: دانه‌های ورق سرد در فرایند نورد فشرده و متراکم می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود ورق سرد برای ساخت قطعاتی که تا حدی در معرض فرسایش هستند مناسب باشد. ورق گرم نرم‌تر است، چون ساختار کریستالی آن بازتر و کمتر سخت‌شده است.
5. ضخامت: ورق گرم بازه ضخامتی بزرگی دارد، به صورتی که می‌توان آن را از ضخامت 1.5 تا 100 میلی‌متر در بازار خریداری کرد. اما در مورد ورق سرد عدد ضخامت در بازار 0.3 تا 3 میلی‎‌متر قرار دارد. چون این ورق با توجه به کاربرد خود، تحت فشار غلتک‌ها نازک می‌شود.
6. عرض: از نظر ابعادی عرضی هم ورق سیاه از تنوع بیشتری برخوردار است و می‌توان آن را در با عرض 1000، 1250، 1500 یا 2000 میلی‌متر تهیه کرد، در حالی که ورق سرد عموما به دو عرض 1000 و 1250 محدود است.
7. دقت ابعادی: در تولید ورق گرم از آن‌جایی که ورق پس از خنک شدن کمی منقبض می‌شود، ابعاد نهایی تا حدی متغیر است و تلورانس آن بالاست اما ورق سرد از نظر عرض، ضخامت و دقت لبه‌ها کاملا دقیق است.
8. قیمت: قیمت ورق سرد بالاتر از قیمت ورق گرم است. چون ورق سرد فرایند تولید پیچیده‌تر و خواص بهبودیافته‌تری دارد.
9. کاربرد: ورق گرم برای ساخت محصولاتی مانند پروفیل زد سوله، پروفیل قوطی و شاسی خودرو به کار گرفته می‌شود و ورق سرد برای ساخت بدنه اجاق گاز، قطعات داخلی خودرو و مبلمان فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش تولید ورق فولادی گرم و سرد

ماده اولیه تولید ورق، تختال یا اسلب است. قطعات بزرگ تختال وارد کوره‌های پیش‌گرم می شود تا با بالا بردن دما آماده‌ی تغییر شکل شوند. تختال گداخته شده پس از خروج از کوره به غلتک‌های سنگین سپرده می‌شود تا ضخامتش کم و طولش افزایش پیدا کند. با انجام این مرحله، سطح ورق با لایه‌ای از اکسیدهای تشکیل شده پوشانده می‌شود، به همین دلیل، آب با فشار بالا وارد عمل می‌شود تا ورق را پوسته زدایی کند. در نهایت ورق وارد قفسه‌های نورد می‌شود تا به سرعت از میان غلتک‌های نهایی نورد عبور کند و به ضخات مورد نظر برسد. محصول به دست آمده تا اینجای فرایند همان ورق گرم است.

برای تولید ورق سرد لازم است ابتدا ورق گرم اسیدشویی شود تا ناخالصی‌های سطحی آن از بین بروند. در ادامه، ورق فولادی در دمای معمولی به غلتک‌های نورد سپرده می‌شود؛ از آنجایی که شکل‌دهی فولاد بدون گرما بسیار مشکل است، فشار مکانیکی غلتک‌ها در این فرایند بسیار زیاد است. همین فشار بالا باعث می‌شود ساختار کریستالی فولاد دستخوش تغییر شود. پس از عملیات نورد سرد، ورق به دست آمده ترد و شکننده می‌شود، به همین خاطر لازم است بازپخت گردد. در مرحله آنیلینگ، ورق نورد سرد شده را در کوره‌های فاقد اکسیژن حرارت می‌دهند تا تنش‌های ساختاری آن تخلیه شود. در نهایت محصولی نازک،صاف و صیقلی به دست می‌آید که ورق سرد نامیده می‌شود. اگر به سطح ورق سرد، روغن محافظ زده شود، این محصول به نام ورق روغنی در بازار خرید و فروش می‌شود.

تفاوت ظاهری ورق نورد گرم و سرد

اگر ظاهر کار اهمیت دارد و قرار است ورق رنگ‌آمیزی یا آبکاری شود، ورق سرد انتخاب اول است. اما اگر قطعه در جایی استفاده می‌شود که دیده نمی‌شود (مثل اسکلت ساختمان) و یا قرار است دوباره ماشین‌کاری سنگین شود، ورق گرم به صرفه‌تر است. ورد سرد به عنوان ماده اولیه برای تولید ورق گالوانیزه به کار گرفته می‌شود به همین دلیل قیمت این محصول تاثیر مستقیمی بر قیمت ورق گالوانیزه سرد و گرد دارد.

سطح و کیفیت ظاهری ورق گرم به صورت کلی زبرتر، مات‌تر و تیره‌تر از ورق سرد است، زیرا نورد در دمای بالا موجب ایجاد واکنش‌هایی نظیر اکسیداسیون می‌شود که باعث پوسته پوسته شدن یا ناهمواری لبه این قطعات می‌گردد. در مقابل، ورق‌های سرد با پست سر گذاشتن مراحل اسیدشویی و بازپخت، دارای سطحی روشن و تقریبا براق شده‌اند، ناهمواری چشمگیری روی آن‌ها مشاهده نمی‌گردد.

مقایسه استحکام و سختی ورق گرم و سرد

استحکام ورق فولادی گرم به دلیل پردازش در دمای بالا، به‌ صورت منظم‌تری در ساختار بلوری باقی می‌ماند و این ساختار یکنواخت، انعطاف‌پذیری قطعه را بالا می‌برد اما سختی آن را نسبت به ورق سرد کاهش می‌دهد. هنگامی که ورق‌های روغنی در دمای پایین پردازش می‌شوند، نوعی نابجایی (Dislocations) در شبکه بلوری آن‌ها رخ می‌دهد که از حرکت آزادانه اتم‌ها جلوگیری می‌کند. همین مورد منجر به وقوع پدیده افزایش سختی کرنشی (Strain hardening) می‌گردد که در نهایت، استحکام تسلیم و سختی ورق سرد را به شکل قابل توجهی بالا می‌برد.

ضخامت و دقت ابعادی

گستره ابعادی ورق‌های فولادی گرم، به دلیل نحوه‌ی پردازش در دمای بالا، به صورت کلی بیشتر از ورق‌های سرد است. ورق گرم در ضخامت‌های بسیار بیشتر و ابعاد بزرگ‌تری تولید می‌شود اما در مقابل، تلورانس ابعادی (محدوده مجاز تغییر نسبت به ابعاد اسمی) در ورق‌های سرد بسیار کمتر از آن‌ها است. این دقت بالا در کنترل ضخامت و عرض ورق روغنی، یکی از دلایل اصلی استفاده از آن‌ها در صنایع دقیق و حساس محسوب می‌شود. در ادامه عرض و ضخامت‌های معمول ورق گرم و سرد را مرور می‌کنیم:

• ضخامت: رایج‌ترین ضخامت برای ورق‌های فولادی گرم بین 1.5 تا 100 میلی‌متر، و برای ورق‌های فولادی سرد در بازه‌ای بین 0.3 تا 3 میلی‌متر است.
• عرض: معمول‌ترین عرض رول‌های ورق سیاه عبارتند از 1000، 1250، 1500 و 2000 میلی‌متر. برای ورق‌های سرد نیز عرض‌های 1000 و 1250 میلی‌متر پراستفاده‌ترین گزینه‌ها هستند.

قابلیت فرم‌دهی و جوشکاری

در فرآیند فرم‌دهی و جوشکاری ورق‌های فولادی، عوامل متعددی از جمله ابعاد، ترکیب شیمیایی متریال اولیه، سختی سطحی و دقت ابعادی موثرند و می‌توان گفت که همه آن‌ها به یک اصل مهم، یعنی روش تولید ورق‌ها، ختم می‌شوند.

• فرم‌پذیری: میزان فرم‌دهی ورق سیاه بالاتر از ورق‌های روغنی است و دلیل این اختلاف، به ساختار بلوری فولاد و تغییرات ایجاد شده طی عملیات نورد مربوط می‌شود؛ استحکام بالاتر ورق سرد، حساسیت آن در برابر ضربات یا کشش‌های سنگین را بالاتر می‌برد.
• جوش‌پذیری: هر دوی این ورق‌ها قابلیت جوشکاری دارند اما ورق‌های روغنی در کارهای دقیق و کنترل‌‍‌شده، به دلیل نداشتن تنش‌های ساختاری داخلی و سطح تمیزتر، عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند.

تفاوت در هزینه و کاربرد ورق گرم و سرد

هزینه ورق فولادی گرم و ورق سرد به ‌طور مستقیم تحت تاثیر عواملی مانند ابعاد، نوسانات بازار و نرخ ارز قرار دارد، اما پیچیده‌تر بودن فرآیند تولید ورق روغنی، به عنوان یک عامل ثابت، باعث افزایش قیمت آن شده است. همانطور که مشاهده می‌کنید، روند تولید و نورد ورق‌ها در این بخش نیز تاثیر خودش را می‌گذارد. انجام عملیات‌های اضافی نظیر آنیلینگ، اسیدشویی و پولیش در ساخت ورق روغنی اثر قابل توجهی در بالاتر رفتن قیمت نهایی آن دارند. در نتیجه، بخش عمده فروش ورق سیاه، به دلیل قیمت کمتر و مقاومت بالا، برای کارهای سنگین و پروژه‌های بزرگ است:

• ساخت اسکلت ساختمان‌ها
• تجهیزات صنعتی و سنگین
• ساخت سازه‌های عظیم مثل ریل یا پل

ورق سرد به دلیل سطح هموار و دقت ابعادی بالا، در کارهای ظریف‌تر کاربرد دارد:

• ساخت بدنه خودرو
• تجهیزات الکترونیکی
• تولید بدنه لوازم خانگی مثل یخچال، ماشین لباس‌شویی و غیره

جدول مقایسه ورق گرم و ورق سرد

اگر برای مقایسه سریع نیاز به یک جمع‌بندی کوتاه دارید، باید گفت: ورق گرم با تولید در دمای بالا، قیمت کمتری دارد و برای پروژه‌های مقاومتی و سازه‌های سنگین با ضخامت‌های بالا مناسب است؛ در حالی که ورق سرد با نورد در دمای محیط، سطح صاف‌تر، دقت ابعادی بسیار بالاتری دارد و کاربرد آن در صنایع حساس و ظریف مانند بدنه خودرو و لوازم خانگی است.

ویژگی	ورق گرم	ورق سرد
روش تولید اصلی	نورد گرم	نورد سرد
دمای فرآیند	بالا	دمای محیط
سطح و ظاهر	زبر، مات، تیره‌تر	صاف، یکنواخت، روشن و براق
استحکام و سختی	انعطاف‌پذیری نسبی بیشتر، سختی کمتر	سختی و استحکام تسلیم بالاتر
دقت ابعادی	کمتر	بسیار بالا
ضخامت معمول	1.5 تا 100 میلی‌متر	0.3 تا 3 میلی‌متر
عرض معمول	1000، 1250، 1500 و 2000 میلی‌متر	1000 و 1250 میلی‌متر
فرم‌پذیری	بالاتر	کمتر
جوش‌پذیری	مناسب	بهتر
قیمت	کمتر	بالاتر
عملیات قبل از مصرف	معمولا نیازمند سندبلاست، پولیش یا کوتینگ است	نیاز فوری به عملیات‌های تمیزکاری ندارد
نقش در تولید ورق گالوانیزه	ماده اولیه برای تولید (ورق سیاه تولید ورق روغنی را ممکن می‌سازد که خود برای گالوانیزه شدن استفاده می‌شود)	متریال پایه برای تولید ورق گالوانیزه

تصمیم‌گیری با دید بازتر

ورق فولادی گرم با قیمت اقتصادی، گزینه‌ای عالی برای پروژه‌های بزرگی است که در آن‌ها نه ظاهر نهایی، بلکه مقاومت در اولویت قرار دارد. از طرفی ورق فولادی سرد با وجود قیمت بالاتر، زمانی که دقت و کیفیت در طراحی و تولید اهمیت داشته باشد، بهترین انتخاب خواهد بود. با وجود تمام جزئیات فنی و علمی که در این مقاله بررسی شد، انتخاب نهایی بین ورق‌ها باید بر اساس نیازهای خاص هر پروژه و تصمیمات مهندسین صورت گیرد. آشنایی با تفاوت‌ها و ویژگی‌های هر نوع ورق، صرفا ضرورتی است که مسیر تصمیم‌گیری را برای همه روشن‌تر می‌کند. ما در زرین فولاد تلاش می‌کنیم تمام دانش خود را در اختیار شما قرار دهیم تا بتوانید با دید روشن‌تری انتخاب کنید.