Hladno valjani čelik je čelik koji je obrađen ispod temperature rekristalizacije prolaskom između para valjaka. Temperatura rekristalizacije je temperatura pri kojoj su zrna u rešetkastoj strukturi metala preuređena, ostavljajući ga bez naprezanja i deformacija. Po tome se hladno valjanje razlikuje od toplog valjanja koje se koristi za obradu metala iznad njegove temperature rekristalizacije. Hladno valjani čelik dostupan je u različitim veličinama i oblicima s karakteristikama korisnim u širokom rasponu primjena.
Čelik je prethodno obrađen prije hladnog valjanja postupkom poznatim kao kiseljenje, koji koristi jake kiseline za uklanjanje kamenca i drugih nečistoća. Metal se zatim provlači kroz valjke kako bi se smanjila njegova debljina. Većina hladnog valjanja odvija se u više prolaza i obično uključuje dvije postaje za obradu metala. Jedna stanica se koristi za veće početno smanjenje veličine, dok druga proizvodi manju završnu redukciju kako bi se dobila kvalitetna površina. Zbog povećane tvrdoće stvorene hladnim valjanjem, ovaj proces je ograničeniji od vrućeg valjanja u smanjenju veličine koji se postiže svakim prolazom.
Postoji nekoliko razloga za hladno valjanje čelika. Ovim se postupkom smanjuje debljina obrađenog metala i postižu manje tolerancije debljine nego što se mogu proizvesti vrućim valjanjem. Hladno valjanje također može proizvesti visokokvalitetnu završnu obradu i pripremiti metal da primi površinski premaz.
Mogu se proizvoditi različite vrste hladno valjanog čelika ovisno o smanjenju veličine izvornog materijala. Čelik valjani s kožom podliježe redukciji od 0.5–1.0% i poznat je po svojoj glatkoj površini i dobroj duktilnosti. Ostale ocjene uključuju četvrtinu tvrdu, polutvrdu i potpuno tvrdu, što može doseći smanjenje veličine do 50% u odnosu na izvornu zalihu.
Kako se veličina hladno valjanog čelika dalje smanjuje, povećava se njegova čvrstoća i tvrdoća, ali se smanjuje duktilnost. Quarter Hard čelik zadržava dovoljnu duktilnost da se može saviti natrag na sebe bez loma. Polutvrdi čelik se može saviti samo do 90 stupnjeva, a potpuno tvrdi čelik može se saviti samo do 45 stupnjeva bez loma. Nakon hladnog valjanja, zagrijavanje metala u procesu poznatom kao žarenje može vratiti dio njegove duktilnosti. Konačni hladno valjani čelični materijal može se proizvoditi u obliku limova, traka, šipki ili drugih oblika.
Proizvodi od hladno valjanog čelika imaju niz svojstava prikladnih za širok raspon primjena. Osim visoke čvrstoće, hladno valjani čelik je vrlo otporan na udubljenja i pokazuje korisna magnetska svojstva. Također lako prihvaća površinske premaze poput emajla i boje. Proizvedeni predmeti izrađeni od hladno valjanog čelika kreću se od komercijalnih proizvoda kao što su uređaji i kade do automobila do industrijskih proizvoda uključujući motore, generatore i transformatore.