Pręt walcowany na gorąco a pręt ciągniony na zimno: właściwości, powierzchnia i koszt

Dwa różne produkty z tej samej stali

Oba zaczynają się jako pręt walcowany na gorąco. Pręt walcowany na gorąco jest sprzedawany w stanie, w jakim opuszcza walcownię. Pręt ciągniony na zimno wykorzystuje ten wsad walcowany na gorąco, wytrawia z niego zgorzelinę i przeciąga go przez ciągadło w temperaturze pokojowej, zmniejszając średnicę o kontrolowaną wartość. Ten jeden dodatkowy krok zmienia niemal każdą istotną właściwość.

Porównanie właściwości

	Walcowany na gorąco	Ciągniony na zimno
Tolerancja średnicy	Luźna (EN 10060), około ±1–2%	Wąska (EN 10278, zazwyczaj h11–h9)
Powierzchnia	Szara zgorzelina walcownicza, możliwe odwęglenie	Jasna, gładka, bez zgorzeliny
Granica plastyczności	Wartość po walcowaniu dla danego gatunku	Podwyższona, zazwyczaj rzędu 10–25% w zależności od redukcji i gatunku
Ciągliwość	Pełna	Zmniejszona przez umocnienie odkształceniowe
Prostoliniowość	Standard walcowni	Dobra, rzędu 0.5–1 mm na metr
Cena za tonę	Niższa	Wyższa (dodatkowa obróbka)

Wpływ na wytrzymałość jest rzeczywisty — i warunkowy

Ciągnienie na zimno umacnia stal przez odkształcenie: granica plastyczności rośnie, natomiast wydłużenie i przewężenie maleją. Przepisy projektowe i normy gatunkowe (EN 10278 wymienia warunki dostawy, w tym „+C” dla ciągnionych na zimno) definiują gwarantowane właściwości w stanie po ciągnieniu. Jeśli pręt zostanie następnie wyżarzony albo ulepszony cieplnie przez hartowanie i odpuszczanie, korzyść z ciągnienia znika, a wsad walcowany na gorąco spełniłby to samo zadanie.

Naprężenia własne: ukryta różnica

Ciągnienie pozostawia w pręcie układ naprężeń własnych, utrwalony przez pracę ciągadła. Pręt jest prosty i stabilny — dopóki nie obrobisz go asymetrycznie. Frezowanie płaszczyzny lub rowka wpustowego po jednej stronie usuwa naprężony materiał nierównomiernie, a pręt może wygiąć się lub skręcić po obróbce. Środki zaradcze są dobrze znane:

• Dla elementów asymetrycznych należy określać pręt ciągniony odprężony (ciągniony i odprężony, „+C+SR”).
• W miarę możliwości należy obrabiać symetrycznie, zgrubnie obrabiając obie strony naprzemiennie.
• W przypadku długich, smukłych elementów należy rozważyć zamiast tego pręt łuszczony i szlifowany, który ma znacznie mniej utrwalonych naprężeń.

Obrabialność i zastosowania

Pręty ciągnione na zimno lepiej centrują się i podają w automatach tokarskich i maszynach CNC z podajnikiem prętów: stała średnica oznacza stałe warunki skrawania i mniej regulacji. Gatunki automatowe są najczęściej dostarczane jako ciągnione właśnie z tego powodu. Pręt walcowany na gorąco pozostaje racjonalnym wyborem, gdy element jest obrabiany na całej powierzchni, gdy będzie obrabiany cieplnie do właściwości końcowych, gdy będzie kuty lub gdy średnica przekracza praktyczny zakres ciągnienia — bardzo duże pręty po prostu nie są ciągnione na zimno.

Zasada praktyczna

Należy kupować stan gotowy, którego element rzeczywiście potrzebuje: walcowany na gorąco dla materiału, który i tak zostanie przekształcony, ciągniony na zimno dla wymiaru, powierzchni i wytrzymałości w stanie dostawy — z odprężaniem, gdy obróbka jest jednostronna.