پس از استخراج فلزات، آن ها به صورت قطعات یا شمش هایی با ابعاد استاندارد در می آیند و سپس برای تولید ابزارها و تجهیزات گوناگون به کارخانه ها ارسال می شوند. در بسیاری از کاربردها، لازم است فلزات به شکل ورق هایی نازک تبدیل شوند تا بتوان قطعات مورد نیاز را از آن‌ها ساخت. به همین منظور، از فرایندی به نام نورد استفاده می شود.
تفاوت نورد گرم و سرد چیست؟ برای درک بهتر نورد گرم و نورد سرد، ابتدا باید با تعریف هر یک آشنا شویم. در فرآیند نورد، فلز از بین دو غلتک عبور داده می شود تا به شکل ورق درآید. در این میان، دمای فلز نقش تعیین کننده ای دارد. اگر دمای فلز هنگام نورد بالاتر از دمای تبلور آن باشد، فرآیند را نورد گرم می نامند. اما اگر دما پایین تر از دمای تبلور باشد، این فرآیند را نورد سرد می‌گویند. در این مطلب قصد داریم تفاوت های نورد گرم و سرد را بررسی کنیم. اگر با این مفاهیم در فرآیند تولید ورق های فلزی آشنایی ندارید، توصیه می کنیم تا پایان این نوشتار با ما همراه باشید.
جالب است بدانید که سابقه فرآیند نورد به قرن هفدهم میلادی بازمی گردد؛ زمانی که ورق های فلزی با عبور از میان غلتک های بزرگ چدنی و با اتکای صرف به نیروی فیزیکی انسان، صاف و پهن می شدند. با پیشرفت فناوری و ورود ماشین آلات صنعتی، فرآیند نورد نیز دستخوش تحولات چشمگیری شد و به شکل امروزی آن درآمد. همان طور که پیش تر اشاره شد در فرآیند نورد گرم، دمای فلز از دمای تبلور مجدد آن فراتر می رود. برای فولاد این دما معمولاً از900 تا 1200 درجه سانتی گراد افزایش می یابد. در این شرایط، ساختار دانه بندی فلز تغییر می کند و قابلیت شکل پذیری آن افزایش می یابد.
در مقابل، نورد سرد در دمایی پایین تر از دمای تبلور مجدد انجام می شود. در این فرآیند، برای شکل دهی فلز از اعمال تنش های مکانیکی زیاد استفاده می شود، بدون آنکه فلز گرم شود. این ویژگی باعث افزایش دقت ابعادی، کیفیت سطحی بالاتر و استحکام بیشتر ورق های تولید شده می شود. در ادامه، به بررسی تفاوت های دقیق تر میان نورد گرم و سرد و همچنین مقایسه قیمت ورق سرد و گرم خواهیم پرداخت.
تفاوت میان نورد گرم و نورد سرد، صرفاً به مراحل تولید ورق فلزی و میزان حرارت دهی آن ها محدود نمی شود، بلکه فراتر از این مباحث است. زمانی که فلزی تحت حرارت قرار می گیرد و از میان غلتک ها عبور داده می شود، سپس سرد می گردد، امکان دستیابی به ابعاد بسیار دقیق کاهش می یابد. علاوه بر این، مراحل نورد گرم مانند حرارت دهی، عبور از غلتک، و میزان نیروی اعمال شده، می توانند موجب تغییراتی در برخی خواص فیزیکی و شیمیایی فلز شوند. پس از این تفاوت های میان نورد گرم و نورد سرد و همچنین قیمت ورق سیاه را از جنبه های مختلف بررسی می کنیم و هر بخش را به صورت جداگانه توضیح می دهیم.
یکی از تفاوت های مهم میان نورد گرم و نورد سرد به ظاهر و کیفیت سطحی فلز مربوط می شود. فلزی که تحت فرآیند نورد گرم قرار گرفته، به دلیل سرعت بالای عملیات و زمان پردازش کوتاه، معمولاً دارای گوشه های گرد و سطحی نسبتاً زبر است. این شرایط می تواند منجر به تاب برداشتگی یا پیچیدگی جزئی در ورق شود که ناشی از کاهش دقت در کنترل شکل و ابعاد فلز است.
در مقابل، در فرآیند نورد سرد، به دلیل زمان بیشتر و کنترل دقیق تر در حین عملیات، فلز تولید شده دارای سطحی صاف تر، یکنواخت تر و کیفیت ظاهری بهتری است. همچنین، دقت ابعادی در نورد سرد بالاتر بوده و امکان تولید ورق هایی با ضخامت های مشخص و یکنواخت بیشتر فراهم است.
در فرآیند نورد گرم، دمای فلز هنگام عبور از بین غلتک ها بالاتر از دمای تبلور مجدد آن است. این دما باعث می شود که ساختار بلوری فلز بازآرایی شده و تنش های داخلی کاهش یابد. در مقابل، در فرآیند نورد سرد، فلز در دمایی پایین تر از دمای تبلور مجدد شکل دهی می شود. در این حالت، به دلیل عدم امکان بازآرایی ساختار بلوری، فلز سخت تر شده و استحکام مکانیکی آن افزایش می یابد.
یک تفاوت نورد گرم و سرد هم به استحکام و سختی فلز مربوط می شود. برای درک بهتر این موضوع، باید به روش تولید هر یک توجه کرد. در فرآیند نورد گرم، فولاد در دمای بالا شکل دهی شده و سپس به تدریج در دمای محیط سرد می شود. این خنک سازی طبیعی باعث می شود تنش های درونی کمتری در ساختار فلز باقی بماند. در نتیجه، فولاد نورد گرم دارای انعطاف پذیری و شکل پذیری بیشتری است، اما سختی و استحکام کمتری دارد.
در مقابل، در نورد سرد، به دلیل اعمال تغییر شکل در دمای پایین و بدون بازآرایی ساختار بلوری، تنش های داخلی بیشتری در فلز به‌وجود می آید. این فرآیند باعث می شود فولاد نورد سرد چکش خواری کمتری داشته باشد، اما از نظر مقاومت، سختی و دوام مکانیکی عملکرد بهتری داشته باشد. به همین دلیل، نورد سرد در کاربردهایی که نیاز به دقت بالا، مقاومت زیاد و سطح نهایی صاف دارند، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
همان طور که در بررسی سختی فولاد نورد گرم و نورد سرد اشاره شد، تنش های درونی در فولاد نورد سرد به دلیل شرایط فرآیند تولید، به مراتب بیشتر از فولاد نورد گرم است. در نورد سرد، به علت اعمال تغییر شکل در دمای پایین و نبود بازآرایی بلوری، این تنش‌ها در ساختار فلز باقی می مانند. در مقابل، در نورد گرم به دلیل دمای بالا و سرد شدن تدریجی، این تنش ها تا حد زیادی آزاد می شوند. تفاوت در میزان تنش های درونی یکی از عوامل اصلی تفاوت در سختی، استحکام و رفتار مکانیکی فولاد نورد گرم و نورد سرد محسوب می شود.
یک تفاوت نورد گرم و سرد هم مربوط به میزان اعوجاج و دقت ابعادی محصول نهایی است. در فرآیند نورد گرم، به دلیل خنک شدن تدریجی و انقباض های غیر یکنواخت، احتمال بروز انحرافات و اعوجاج های جزئی در ساختار و شکل محصول وجود دارد. این مسئله می تواند باعث شود که ابعاد نهایی کمتر دقیق باشند و لبه ها اندکی گرد یا ناصاف باشند.
در مقابل، در نورد سرد که در دمای اتاق یا نزدیک به آن انجام می شود، کنترل ابعاد و شکل دهی دقیق تر است. بنابراین، ورق یا پروفیل حاصل از نورد سرد دارای لبه هایی تیز، سطحی صاف تر و ابعادی یکنواخت تر خواهد بود.
یک تفاوت مهم فولاد نورد گرم و سرد در کاربرد آن است. با توجه به فرآیندهای تولید، فولاد نورد گرم برای مواردی مناسب است که دقت ابعادی بالا مورد نیاز نیست. به همین دلیل، این نوع فولاد بیشتر در پروژه های ساختمانی، تولید ریل های آهنی و سازه های سنگین به کار می رود. در مقابل، فولاد نورد سرد به دلیل دقت بالا در ابعاد و کیفیت سطحی برتر، برای کاربردهایی که به تلورانس های دقیق و ظاهر زیبا نیاز دارند، انتخاب مناسب تری است.
از فولاد نورد سرد در تولید لوازم خانگی مانند ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی، قطعات خودرویی، تجهیزات پزشکی و ابزار دقیق استفاده می شود. این نوع فولاد دارای لبه های تیز، سطح صاف و استحکام بالاتر نسبت به فولاد نورد گرم است.
از سوی دیگر، فولاد نورد گرم به دلیل فرآیند ساده تر و هزینه تولید کمتر، به‌طور گسترده در تولید مقاطع ساختمانی باز و بسته، انواع تیرآهن، تسمه و لوله های فولادی مورد استفاده قرار می گیرد. قیمت آهن کیلویی هم یکی از موارد مهمی است که در تعیین کاربرد محصولات نورد گرم و سرد تاثیر دارد و در ادامه به آن می پردازیم.
یکی از تفاوت های مهم بین نورد گرم و نورد سرد، به قیمت تمام شده محصول مربوط می شود. به طور کلی، فولاد نورد گرم قیمت پایین تری نسبت به فولاد نورد سرد دارد و این تفاوت به چند عامل کلیدی برمی گردد.
نخست آنکه، در فرآیند نورد گرم به دلیل حرارت دهی اولیه به فولاد، فلز نرم تر شده و عبور آن از بین غلتک ها آسان تر می شود. در نتیجه، نیروی کمتری برای شکل دهی فلز لازم است و این موضوع موجب می شود تا به ماشین آلات کمتر و ساده تری نیاز باشد. این کاهش مصرف انرژی و تجهیزات، یکی از دلایل اصلی کاهش هزینه تولید در نورد گرم است.
دلیل دیگر، کمتر بودن نیاز به عملیات تکمیلی و پردازش های سطحی در نورد گرم است. برخلاف نورد سرد که به دلیل دقت ابعادی بالا و کیفیت ظاهری مطلوب به مراحل بیشتری نیاز دارد، نورد گرم اغلب بدون نیاز به پرداخت نهایی مورد استفاده قرار می گیرد. این موضوع نیز به کاهش هزینه ها منجر می شود.
در نتیجه، محصولات حاصل از نورد گرم مانند ورق های فولادی، اغلب با نرخ اقتصادی تری در بازار عرضه می شوند. به همین دلیل، در بسیاری از منابع، قیمت ورق آهن نورد گرم به عنوان گزینه ای مقرون به صرفه برای کاربردهایی معرفی می شود که دقت ابعادی و کیفیت ظاهری در آن ها اولویت ندارد.
جمع بندی
در این مطلب سعی کردیم در مورد تفاوت نورد گرم و سرد صحبت کنیم. نورد گرم به مراحلی گفته می شود که طی آن فولاد تحت حرارتی بالاتر از دمای تبلور مجدد قرار می گیرد و با اعوجاج جزئی و شکل پذیری بالاتر از فولاد نورد سرد تولید می شود. در نورد سرد، فولاد، تحت دمایی کمتر از دمای تبلور مجدد قرار گرفته و ویژگی هایی متفاوت خواهد داشت. به طور کلی به دلیل حرارت بالا در نورد گرم، نیاز به ماشین آلات و هزینه های این فرآیند کمتر از نورد سرد است. اما مقاومت فولاد نورد سرد و سختی آن بیشتر از فولاد نورد گرم است.
سوالات متداول
در نورد گرم، فلز در دمای بالاتر از دمای تبلور مجدد تغییر شکل می یابد، اما در نورد سرد این دما پایین تر است و فلز در حالت سخت کاری شده شکل می گیرد.
نورد گرم برای ساخت تیرآهن، میلگرد و ریل راه آهن مناسب است. نورد سرد در تولید قطعات دقیق مانند بدنه خودرو، وسایل خانگی و تجهیزات صنعتی استفاده می شود.
با توجه به اینکه پردازش و نیاز به ماشین آلات جهت تکمیل فرآیند نورد، در فولاد نورد گرم کمتر است، هزینه این فولاد هم کمتر محاسبه می شود و ارزان تر است.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.