Edelstahlblech: warmgewalzt vs. kaltgewalzt, gebeizt vs. geglüht erklärt

EdelstahlplatteIn Spezifikationen werden regelmäßig eine Walzmethode und eine Endbearbeitungsbedingung nebeneinander aufgeführt - „warmgewalzt, geglüht und gebeizt“ oder „kaltgewalzt, 2B“ - und Käufer, die mit der Terminologie nicht vertraut sind, betrachten die beiden Bezeichnungen oft als austauschbar. Sie beschreiben zwei unterschiedliche Produktionsstufen. Das Walzverfahren (warm oder kalt) bestimmt, wie das Blech auf seine Dicke reduziert wird und welche mechanischen und dimensionalen Eigenschaften sich daraus ergeben.

Beizen und Glühen beschreiben einen Wärmebehandlungs- und Oberflächenreinigungsschritt-, der auf beide Walzrouten folgen kann. Die Angabe der falschen Kombination kann dazu führen, dass für Toleranzen oder Oberflächenqualität bezahlt wird, die ein Projekt nicht benötigt, oder dass ein Teil nicht ausreichend spezifiziert wird, das später die Ebenheits-, Korrosions- oder Formungsanforderungen nicht erfüllt. Dieser Leitfaden trennt die beiden Variablen, vergleicht sie nebeneinander mit den Kriterien ASTM A240 und ASTM A480 und bietet einen einfachen Rahmen für die Auswahl zwischen ihnen.

Was ist der Unterschied zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Edelstahlblech?

Warmgewalzt (HR) und kaltgewalzt (CR) beschreiben die Temperatur, bei der der Stahl auf seine endgültige Dicke reduziert wird, und diese einzelne Variable bestimmt nahezu alle nachgelagerten Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit, Toleranz, Festigkeit und dem Preis.

Der Warmwalzprozess

Eine kontinuierlich gegossene Bramme wird wieder auf etwa 1.100–1.250 Grad - deutlich über der Rekristallisationstemperatur der Legierung - erhitzt und durch eine Reihe von Walzgerüsten geleitet, die sie auf die gewünschte Dicke reduzieren, während die Kornstruktur kontinuierlich rekristallisiert. Da das Metall bei dieser Temperatur weich und plastisch ist, werden große Dickenreduzierungen in relativ wenigen Stichen erreicht, was das Warmwalzen für dickere Abschnitte wirtschaftlich macht. Der Nachteil besteht in einer rauen, grau-schwarzen Oxidschicht auf der Oberfläche und einer schlechteren Kontrolle der endgültigen Dicke und Ebenheit.

Der Kaltwalzprozess

Das Kaltwalzen beginnt mit einem warm-gewalzten, geglühten und gebeizten Coil und reduziert es weiter bei oder nahe der Raumtemperatur, unterhalb der Rekristallisationstemperatur. Da Kaltmetallarbeiten bei der Verformung aushärten, sind für die Kaltreduktion viele leichte statt einiger schwerer Durchgänge erforderlich, mit Zwischenglühungen, um die Duktilität zwischen den Durchgängen bei höheren Reduktionsplänen wiederherzustellen. Der Prozess ist langsamer und pro Tonne energie-{5}}- und kapitalintensiver-, führt jedoch zu einer glatteren Oberfläche, engeren Dicken- und Ebenheitstoleranzen und einer bescheidenen Festigkeitssteigerung durch die beibehaltene Kaltumformung.

Ein häufig auftretender Verwirrungspunkt sollte direkt angesprochen werden: Gemäß ASTM A480/A480M werden die Begriffe „Blech“, „Streifen“ und „Platte“ in erster Linie durch Dicke und Breite definiert, nicht durch das Walzverfahren. Flache Produkte mit einer Dicke von weniger als etwa 3/16 Zoll (4,76 mm) werden als Bleche oder Streifen klassifiziert und normalerweise kaltgewalzt. Flacherzeugnisse mit dieser Dicke oder darüber werden als Bleche klassifiziert und normalerweise durch Warmwalzen hergestellt. Im kommerziellen Sprachgebrauch ist „kaltgewalztes Blech“ jedoch ein weit verbreiteter Handelsbegriff für kalt{8}reduziertes Flachmaterial -, typischerweise 2B-, BA- oder 2D-Fertigmaterial -, das in Stärken bis etwa 1/4 Zoll (6,35 mm) für Tanks, Gerätetafeln und Architekturarbeiten geliefert wird. Käufer sollten sich bei ihrem Lieferanten erkundigen, ob sich „kaltgewalztes Blech“ in einem Angebot auf echtes ASTM-definiertes Blech oder auf dicker-dickes kalt{20}}gewalztes Blech bezieht, da die anwendbare Toleranztabelle zwischen beiden unterschiedlich ist.

Tabelle 1. Allgemeine Eigenschaften von warm-gewalztem und kalt-gewalztem Edelstahlblech. Bereiche sind typische Mühlenpraxis; Bestätigen Sie die genauen Zahlen anhand der spezifischen ASTM A480/A480M-Ausgabe und des für die Bestellung gültigen Produktspezifikationsblatts.

Was bedeutet „gebeizt und geglüht“ für Edelstahlplatten?

„Gebeizt und geglüht“ (und die eng verwandten warm-gewalzten Begriffe HRAP und HRPO) beschreibt einen Wärmebehandlungs- und chemischen{2}}Reinigungsschritt, der nach dem Walzen angewendet wird -, kein eigenständiges Walzverfahren - und es ist das, was die Korrosionsbeständigkeit des Blechs wiederherstellt und die Oberfläche für die Fertigung vorbereitet.

Glühen

Da -gewalzte rostfreie Bleche, insbesondere warm-gewalzte Bleche, das Walzwerk mit inneren Spannungen und einer Kornstruktur verlassen, die nicht für Duktilität oder Korrosionsbeständigkeit optimiert ist. Beim Glühen wird die Platte erneut auf eine Lösungstemperatur (typischerweise 1.010–1.120 Grad für gängige austenitische Qualitäten wie 304/304L und 316/316L) erhitzt und lange genug gehalten, um Karbide aufzulösen und die Mikrostruktur zu homogenisieren. Anschließend wird sie schnell genug abgekühlt -, normalerweise durch Wasserabschreckung oder schnelle Luftkühlung auf einer kontinuierlichen Linie -, um sie zu halten dass sich Chromkarbide nicht an den Korngrenzen ausscheiden. Ordnungsgemäß geglühtes Blech ist weich, duktil und frei von Sensibilisierung, die beim späteren Schweißen oder bei der Wartung zu interkristalliner Korrosion führen kann.

Beizen

Sowohl beim Warmwalzen als auch beim Glühen bildet sich auf der Oberfläche eine Oxidschicht, und die Schicht aus unedlem Metall direkt darunter ist an Chrom verarmt, was die Korrosionsbeständigkeit lokal schwächt. Beim Beizen wird die Platte in ein Säurebad getaucht oder besprüht -, typischerweise eine gemischte Salpeter--Flusssäurelösung -, das den Zunder und die chrom-verarmte Schicht darunter auflöst und sauberes Metall freilegt, das bei Kontakt mit Luft wieder einen voll-starken passiven Chrom--Oxidfilm bilden kann. Das Beizen gemäß ASTM A380 ist die branchenübliche Standardmethode zur Wiederherstellung der Passivierung nach Warmarbeiten. Außerdem wird die Oberfläche im Vergleich zu einer ungebeizten oder blankgeglühten Oberfläche leicht aufgeraut.

Warum die beiden Schritte immer gepaart sind

Das Glühen ohne Beizen hinterlässt Zunder und eine chromarme Schicht auf der Oberfläche, sodass das Blech trotz korrekter mechanischer Eigenschaften nicht seine Nennkorrosionsleistung erreicht. Beim Beizen ohne Glühen werden weder die Kornstruktur noch die inneren Spannungen berücksichtigt. Aus diesem Grund wird in den Mühlenzertifizierungen für Standardbleche das gemeinsame Glühen und Beizen aufgeführt, und die Kombination wird sowohl auf warmgewalzte Bleche (Herstellung von HRAP/HRPO, ASTM-Finish-Nr.. 1) als auch auf kaltgewalzte Coils (die Endbearbeitungen Nr.. 2D bzw. Nr.{7}B, wenn auf das Beizen ein abschließender Dressierdurchgang folgt) angewendet.

Wie vergleichen sich warmgewalzte und kaltgewalzte Bleche in ihren mechanischen Eigenschaften?

Sowohl warm-gewalztes als auch kalt-gewalztes austenitisches Blech muss die gleiche ASTM A240/A240M-Mindesttabelle für mechanische Eigenschaften für eine bestimmte Güteklasse erfüllen, wenn es im standardmäßig geglühten Zustand geliefert wird. Kalt-gewalztes 2B-Material liegt in der Regel eher am oberen Ende dieses Bereichs, da bei der abschließenden Nachbearbeitung ein kleiner Teil der Kaltverformung zurückbleibt, es jedoch nicht auf einer separaten, höheren Eigenschaftstabelle verkauft wird.

ASTM A240 minimale mechanische Eigenschaften - gängige Sorten, geglühter Zustand

Tabelle 2. Mindestmechanische Eigenschaften gemäß ASTM A240/A240M für gängige austenitische Blechqualitäten im geglühten Zustand. Diese Mindestwerte gelten unabhängig davon, ob das Blech warm oder kaltgewalzt wurde; Überprüfen Sie die spezifische Wärme immer anhand der aktuellen Ausgabe von A240/A240M und des Mühlentestberichts (MTR).

In der Praxis werden kalt{0}gewalzte 2B-Bleche bei der Streckgrenze häufig leicht über diesen Mindestwerten getestet, da der leichte Anlassdurchgang (Skin) nach dem Glühen zu einer kleinen, kontrollierten Kaltverfestigung führt, während vollständig warm-gewalzte-und-geglühte Bleche -, die keine anschließende Kaltreduktion - erfahren, näher an der geglühten Grundlinie getestet werden. Keine dieser Bedingungen ändert die Korrosionsbeständigkeit der Legierung, die von der Chemie (Chrom-, Molybdän-, Stickstoffgehalt, ausgedrückt als PREN) und davon abhängt, wie vollständig die Passivschicht beim Beizen wiederhergestellt wurde, und nicht vom Walzvorgang.

Welche Oberflächenbeschaffenheiten sind für HR- und CR-Platten verfügbar?

Warm{0}}gewalztes Blech wird normalerweise mit der Ausführung ASTM A480 Nr.{2}} geliefert, während kalt{3}}gewalztes Produkt einen Bereich von der matten Nr.{4}}D über die allgemeine-Zweck-Nr.. 2B bis hin zur hellen, spiegelähnlichen BA-Ausführung abdeckt, und jedes wird durch seinen Produktionsweg und nicht durch eine einzelne visuelle Beschreibung definiert.

Tabelle 3. Mühlenoberflächenbeschaffenheiten, die üblicherweise für Edelstahlplatten und -bleche gemäß ASTM A480/A480M angegeben werden. Mechanisch polierte Oberflächen (No. 3, No. 4, No. 8, HL) werden anschließend durch Schleifen oder Polieren hergestellt und können entweder auf eine HR- oder CR-Basis aufgetragen werden.

Wie vergleichen sich Dickenbereich und Maßtoleranz?

Kalt{0}gewalztes Material weist engere Dicken-, Breiten- und Ebenheitstoleranzen auf als warm-gewalzte Bleche vergleichbarer Größe. Dies ist der praktische Hauptgrund dafür, dass Hersteller bei Teilen mit enger Passgenauigkeit oder kosmetischen Anforderungen einen Aufpreis zahlen.

ASTM A480/A480M veröffentlicht separate Toleranztabellen für warm-gewalzte Bleche und für kalt-gewalzte Bleche und Platten. Die Toleranzen warmgewalzter Bleche skalieren sowohl mit der Dicke als auch mit der Breite und werden im Allgemeinen in breiteren Bändern ausgedrückt, da das Warmwalzwerk eine weniger genaue Kontrolle über die Enddicke hat und weil die thermische Kontraktion während des Abkühlens zusätzliche Schwankungen mit sich bringt.

Die Toleranzen für kalt{0}gewalzte Bleche sind in vergleichbaren Dickenbereichen enger, und kalt{1}gewalzte Coils werden häufig als letzten Schritt spannungsnivelliert, um speziell Ebenheitsanforderungen zu erfüllen, die warmgewalzte Bleche ohne einen separaten Richt- oder Schleifvorgang nicht wirtschaftlich erreichen können. Bei Projekten mit Anforderungen an die Bearbeitung, Umformung oder Schweißnahttoleranz-der Baugruppe- ist die Angabe von kalt{8}gewalztem Material - oder warm{10}}gewalztem Blech, das nivelliert und auf Maß - bearbeitet wurde, in der Regel kostengünstiger-als der Versuch, enge Toleranzen direkt aus einem Warmwalzwerk einzuhalten.

Ist kaltgewalztes Blech teurer als warmgewalztes Blech?

Ja. Kalt-gewalzter Edelstahl kostet in der Regel mehr pro Tonne als warm-gewalzter Edelstahl der gleichen Güteklasse, im Allgemeinen im Bereich eines spürbaren zwei{3}stelligen prozentualen Aufschlags, je nach Dicke, Verarbeitung und Marktbedingungen, da die Kalt-Reduktionsroute wesentlich mehr Verarbeitungsschritte und eine strengere Prozesskontrolle erfordert.

Die Kostenlücke ergibt sich aus mehreren erschwerenden Faktoren: Beim Kaltwalzen sind mehrere leichte statt einiger schwerer Durchgänge erforderlich, wodurch mehr Maschinenzeit pro Tonne in Anspruch genommen wird. höhere -Reduktionspläne erfordern Zwischenglühungen zwischen den Durchgängen; Blankglühen und mehrstufiges Spannungsrichten führen zu kapitalintensiven Prozessschritten; und die engeren Maß- und Oberflächenqualitätstoleranzen, die mit kalt{{4}gewalzten Produkten verbunden sind, erfordern eine genauere-Prozessinspektion und höhere Ausschuss-/Nacharbeitsraten, wenn Toleranzen nicht eingehalten werden.

Käufer sollten diesen Aufpreis gegen die tatsächliche Funktionsanforderung abwägen - und CR- oder BA-Finish für eine Komponente angeben, die lackiert, isoliert oder auf andere Weise nicht sichtbar ist und keine enge Passfläche aufweist. -Passende Oberflächen mit engen Toleranzen sind eine häufige Quelle vermeidbarer Kosten in einer Stückliste.

Was sollten Sie für Ihre Bewerbung wählen - HR, CR oder Pickled & Annealed -?

Passen Sie den Plattenzustand an die maßgeblichen Anforderungen des Teils an - Strukturquerschnitt und Dicke, Maßtoleranz, Oberflächenbeschaffenheit oder Korrosionsbeständigkeit -, anstatt standardmäßig die höchste-Endbearbeitungsoption zu verwenden, da jeder zusätzliche Verarbeitungsschritt die Kosten erhöht, ohne dass sich die Leistung für diese Anforderung unbedingt verbessert.

Tabelle 4. Auswahlhilfen für die Anpassung gängiger Anwendungstreiber an den Plattenzustand. Bestätigen Sie immer die spezifische ASTM A240/A480-Oberflächen- und Toleranzangabe auf der Bestellung und im Werkstestbericht.

Häufig gestellte Fragen

Q: Wird Edelstahlblech immer warmgewalzt?

A: Nein. Material mit einer Dicke von etwa 3/16 Zoll (4,76 mm) wird gemäß ASTM A480 als „Blech“ klassifiziert und wird am häufigsten warmgewalzt. Kalt{6}Reduktionslinien liefern jedoch auch schwerere{7}Dicke kalt{8}gewalztes Material -, das oft als „kaltgewalztes Blech“ - bis zu etwa 1/4 Zoll (6,35 mm) für Tanks, Geräte usw. vermarktet wird architektonische Nutzung. Bestätigen Sie die tatsächliche Walzroute und die anwendbare Toleranztabelle mit dem Lieferanten, anstatt allein vom Wort „Platte“ auszugehen.

Q: Macht Kaltwalzen Edelstahl stärker als Warmwalzen?

A: Geringfügig und nur dann, wenn im Endzustand ein Dressierdurchgang verbleibt. Ein leichter Temperdurchgang nach dem Glühen (zur Herstellung des No{1}}B-Finishs) führt zu einer geringen Menge an zurückgehaltener Kaltverformung, die die Streckgrenze etwas über die vollständig geglühte Grundlinie erhöht, aber sowohl warm-gewalzte als auch kalt-gewalzte Bleche müssen die gleiche ASTM A240-Mindesteigenschaftstabelle für die Güteklasse erfüllen - Kaltwalzen ist kein Ersatz für eine bestimmte kalt{6}umgeformte Härte.

Q: Was ist der Unterschied zwischen Beizen und Passivieren?

A: Beim Beizen (ASTM A380) wird Säure verwendet, um Walzzunder und die darunter liegende chromarme Metallschicht zu entfernen, wodurch unedles Metall freigelegt wird, das dann an der Luft seinen eigenen passiven Film bildet. Bei der Passivierung (ASTM A967) handelt es sich in der Regel um eine separate, mildere Säure- oder Zitronenbehandlung, die nach der Herstellung angewendet wird, um freie Eisenverunreinigungen - vom Schneiden, Schleifen oder Bearbeiten - zu entfernen und die Bildung eines passiven Films auf einer bereits-sauberen Oberfläche zu fördern. Die von Mill-gelieferte Platte ist gebeizt; Passivierung ist in der Regel ein Schritt des Herstellers oder Endanwenders, der nach der Bearbeitung oder dem Schweißen durchgeführt wird.

Q: Kann warm-gewalztem Blech anschließend ein kalt-gewalztes Finish verliehen werden?

A: Nicht wirtschaftlich für die Grundplatte selbst, aber eine mechanisch polierte Oberfläche (Nein. 3, Nein. 4 oder Nein{2}}) kann auf eine warm-gewalzte, gebeizte Plattenoberfläche aufgetragen werden. Dies ist gängige Praxis für Architektur- und Lebensmittelkontaktteile, die aus dickerem Material hergestellt werden, das sonst nur kalt-gewalztes Coil liefern könnte.

Q: Welche Bedingung soll ich angeben, wenn ich mir noch nicht sicher bin?

A: Für eine Dicke von 3/16 Zoll oder mehr ohne strenge Ebenheit oder kosmetische Anforderungen geben Sie warmgewalzt, geglüht und gebeizt gemäß ASTM A240/A480, kein . 1-Finish an. Für dünnere Stärken, enge Toleranzen oder sichtbare Oberflächen geben Sie kaltgewalzt, geglüht und gebeizt, kein. 2B-Finish als allgemeinen-Standard an und wechseln Sie nur dann zu 2D, BA oder einem polierten Finish, wenn die Anwendung dies ausdrücklich erfordert.