بررسی 6 تفاوت مهم ورق سرد و گرم فولادی + جدول

امروزه دنیای صنایع فولادی به حدی تخصصی و پیچیده شده که ورود به آن بدون داشتن اطلاعات کافی و راهنمایی مناسب، شبیه به قدم گذاشتن در هزارتویی پیچ‌درپیچ خواهد بود. از آنجا که روش تولید ورق فولادی گرم و سرد تفاوت‌های اساسی دارد، خواص ظاهری، فیزیکی و شیمیایی این دو محصول نیز کاملا متفاوت است. دسترسی به اطلاعات دقیق و دسته‌بندی ‌شده درباره این ورق‌ها می‌تواند یک نقشه راه برای یافتن مسیر درست در میان انبوه داده‌ها باشد. چه به‌ دنبال شناخت بیشتر و چه قصد خرید ورق فولادی گرم یا سرد را داشته باشید، ما در زرین فولاد تلاش می‌کنیم تمام دانش خود را در اختیار شما قرار دهیم تا بتوانید با دید روشن‌تری مسیرتان را طی کنید.

معرفی ورق سرد و گرم

ورق فولادی گرم و سرد، هر دو از طریق فرآیندی به نام نورد (Rolling) قابل تولید هستند و تمام تفاوت آن‌ها دقیقا در همین مرحله رقم می‌خورد. عملیات نورد فقط به دو ‌صورت گرم و سرد انجام می‌شود که در روند تبدیل تختال‌ها و شمش‌های فولادی به ورق با یکدیگر اختلاف دارند. عملیات شکل‌دهی ورق گرم، که به اسم ورق سیاه هم آن را می‌شناسند، در دمای بالا (حدود 1000 درجه سانتی‌گراد) صورت می‌گیرد؛ دمایی که به افزایش استحکام و سفتی سطح محصول کمک می‌کند. از طرفی، روند پردازش ورق سرد، در دمای محیط و بدون نیاز به حرارت‌دهی قابل انجام است. ورق‌ سرد یا ورق روغنی، دارای سطحی یکنواخت و نسبتا براق است و در ساخت آن‌ از ورق سیاه به ‌عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود. ورق سرد با دقت ابعادی بسیار بالا و قابلیت فرم‌پذیری در کارهای ظریف، برای تولید بدنه خودرو، لوازم خانگی و تجهیزات الکترونیکی کاربرد دارد. ورق سیاه به دلیل مقاومت بالا و قیمت مناسب، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای سنگین مانند ساختمان‌سازی، ساخت پل‌ها و ریل‌ها است.

مهم‌ترین تفاوت‌های ورق سرد و گرم فولادی

تفاوت ورق فولادی گرم و سرد چیست؟ آیا ورق سرد شکننده‌تر از ورق گرم است؟ خرید ورق روغنی به‌صرفه است یا ورق سیاه؟ پاسخ این‌گونه پرسش‌ها را باید در ویژگی‌های اصلی این دو نوع ورق، از جمله مشخصات فیزیکی و شیمیایی آن‌ها جست‌وجو کرد زیرا همین تفاوت‌ها هستند که در کاربرد، ابعاد، استحکام، فرم‌پذیری، قیمت و سایر ویژگی‌ها به اختلاف منجر می‌شوند. در ادامه ﺗﻔﺎوت ورق گرم ﺑﺎ ورق ﺳﺮد را بررسی می‌کنیم.

روش تولید ورق فولادی گرم و سرد

در تولید ورق فولادی گرم (Hot Rolled Steel Sheet) عملیات شکل‌دهی باید در دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد فلز انجام شود؛ دمایی که معمولا حدود 1000 درجه سانتی‌گراد است. این دمای بالا موجب تغییر در ریزساختار مواد اولیه شده و به همین دلیل، انعطاف نسبی بیشتری در محصول نهایی ایجاد می‌شود. پس از قرارگیری تختال‌ها (اسلب‌ها) در کوره و رسیدن به دمای مورد نظر (مرحله پیش‌گرمایش)، آن‌ها وارد خط تولید شده و چندین ‌بار از میان غلتک‌های مخصوص عبور داده می‌شوند تا به ضخامت استاندارد برسند. در پایان و پس از خنک‌کاری، عملیات کویل‌پیچی آغاز شده و سپس ابتدا و انتهای رول توسط گیوتین برش داده می‌شود تا آماده‌ی بسته‌بندی گردد.

ورق سرد فولادی از طریق نورد مجدد ورق سیاه، اما بدون اعمال حرارت و در دمای محیط تولید می‌گردد. ضخامت ورق در این فرآیند کاهش یافته ولی سختی آن افزایش می‌یابد. ورق‌های گرم پس از خنک شدن، وارد مرحله اسیدشویی (Pickling) می‌شوند تا هرگونه آلودگی یا پوسته‌های سطحی از بین برود. سپس عملیات نورد سرد با استفاده از غلتک‌هایی با فشار بالا آغاز شده و ضخامت ورق به تدریج کاهش پیدا می‌کند. این کاهش ضخامت، به دلیل تغییر شکل (دِفرمگی) ساختار بلوری فلز صورت می‌گیرد، و این تغییر باعث کم شدن فرم‌پذیری قطعه می‌شود. برای بازگرداندن انعطاف‌پذیری قطعات، مرحله‌ای به نام بازپخت (Annealing) انجام می‌شود. در مرحله آنیل کردن، ورق‌ها در کوره‌هایی با دمای کنترل‌شده قرار می‌گیرند تا ساختار بلوری آن‌ها به حالت پایدار بازگردد. در نهایت هم کارهای دیگری مانند صاف‌کاری و کویل‌پیچی انجام شده و محصولات به انبارها منتقل می‌شوند. 

سطح و کیفیت ظاهری ورق‌ها

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. متقابلا، ورق‌های سرد که در نتیجه مراحل اسیدشویی و آنیلینگ (بازپخت)، دارای سطحی روشن و تغریبا براق شده‌اند، ناهمواری چشمگیری روی آن‌ها مشاهده نمی‌گردد و در بازار با عنوان ورق آهن روغنی نیز شناخته می‌شوند. ورق سیاه معمولا پیش از استفاده، نیازمند عملیات‌های سندبلاست (تمیزکاری)، پولیش یا کوتینگ (پوشش‌دهی) است تا آماده‌ی مصرف شود، اما در ورق‌های روغنی نیاز فوری به چنین عملیات‌هایی وجود ندارد.

با وجود اینکه انجام عملیات‌های اضافی در روند تولید ورق موجب افزایش قیمت می‌شود، در بحث قیمت ورق گالوانیزه عامل مهم‌تری در همین مورد نیز وجود دارد. میزان استفاده از فلز روی (Zn) در پوشش‌دهی ورق، تاثیر قابل توجهی بر قیمت گالوانیزه سرد یا گرم دارد؛ هرچه ضخامت لایه روی بیشتر باشد قیمت محصول نهایی هم بالاتر است.

استحکام و سختی ورق گرمو ورق سرد فولادی چقدر است؟

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.