Oglekļa tērauda plakanais stienis ir garš, plakans, taisnstūrveida tērauda stienis, ko parasti ražo ar karstās velmēšanas vai aukstās stiepšanas metodi. Tā platums ir daudz lielāks par biezumu, kas to atšķir no kvadrātveida vai apaļiem stieņiem. Termins "oglekļa tērauds" norāda, ka tā galvenais leģējošais elements ir ogleklis, kas satur tikai nelielu daudzumu citu elementu, piemēram, mangāna, silīcija un sēra. Oglekļa saturs (no 0,05% līdz vairāk nekā 1,0%) tieši ietekmē tērauda stieņa cietību, izturību, plastiskumu un metināmību.
Aukstā velmēšana ir velmēšana, kas tiek veikta zem rekristalizācijas temperatūras. To parasti veic istabas temperatūrā, lai gan dažreiz tēraudu nedaudz uzsilda, lai samazinātu apstrādes grūtības, taču temperatūra ir daudz zemāka par karstās velmēšanas temperatūru.
Auksto velmēšanu parasti veic karsti velmētam tēraudam. Pēc virsmas apstrādes, piemēram, kodināšanas, karsti velmētais tērauds tiek padots aukstās velmēšanas iekārtā tālākai velmēšanai. Aukstās velmēšanas laikā tērauda biezums tiek vēl vairāk samazināts, un tā izmēru precizitāte un virsmas kvalitāte tiek uzlabota, pateicoties ruļļu saspiešanas iedarbībai istabas temperatūrā. Tā kā aukstā velmēšana tiek veikta zemākā temperatūrā, tērauda deformācijas sacietēšana ir izteiktāka, un ir nepieciešama starpposma atkvēlināšana un cita apstrāde, lai atjaunotu tā plastiskumu. Pēc deformācijas sacietēšanas auksti velmētajam tēraudam ir ievērojami palielināta izturība, bet tā plastiskums un sīkstums nedaudz samazinās. Auksti velmētais tērauds piedāvā augstāku virsmas kvalitāti un precīzāku izmēru precizitāti, padarot to piemērotu lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta virsmas kvalitāte un izmēru precizitāte.
Karstā velmēšana ir velmēšanas process, ko veic virs rekristalizācijas temperatūras. Lielākā daļa oglekļa tērauda plakano stieņu tiek ražoti, izmantojot karsto velmēšanu. Sildīšanas temperatūra parasti ir aptuveni no 1100 ℃ līdz 1250 ℃, un šajā brīdī tērauds ir augstā temperatūrā mīkstinātā stāvoklī, kas atvieglo tā plastisko deformāciju. Tie ir ekonomiski izdevīgi un pieejami plašā izmēru diapazonā, parasti no 1/8 collas līdz 4 collām biezumā un līdz 12 collām platumā.
Vispirms tērauda sagatavi uzkarsē līdz augstai temperatūrai, pēc tam to vairākas reizes velmē caur virkni veltņu, pakāpeniski samazinot tērauda biezumu, vienlaikus pielāgojot tā formu un izmērus. Karstās velmēšanas laikā mainās tērauda mikrostruktūra; sākotnējā lējuma struktūra, velmējot un atdzesējot, tiek pārveidota par virzītas karstās velmēšanas struktūru. Karstvelmētajam tēraudam parasti ir raupjāka virsma, un tajā var būt nogulsnes, piemēram, dzelzs oksīda plāva. Karstvelmētajam tēraudam ir relatīvi zemāka izturība, bet labāka plastiskums un sīkstums. Tas ir tāpēc, ka karstās velmēšanas laikā tērauds tiek karsēts augstā temperatūrā un ātri atdzisis, kā rezultātā mikrostruktūra kļūst vienmērīgāka un iekšējais spriegums ir zemāks.
Oglekļa tērauda plakano stieņu mehāniskās īpašības ir atkarīgas no to oglekļa satura un termiskās apstrādes procesa. Tipiskiem zema oglekļa satura tērauda (AISI 1018, ASTM A36) plakanajiem stieņiem ir stiepes izturība aptuveni 400–550 MPa, tecēšanas robeža aptuveni 250–350 MPa un pagarinājums pārraušanas brīdī 20–25%. Tie ir mīksti, elastīgi un viegli metināmi vai apstrādājami. Vidēja oglekļa satura tērauds (AISI 1045) pēc normalizācijas var sasniegt stiepes izturību 570–700 MPa, bet tā metināmība samazinās. Augsta oglekļa satura tēraudam (AISI 1095) stiepes izturība var pārsniegt 800 MPa, bet tas ir trausls, ja vien tas netiek termiski apstrādāts.
Papildus ogleklim arī citi elementi spēlē nelielu lomu. Mangāns (līdz 1,65%) palielina izturību un noņem no tērauda oksīdus. Fosfora un sēra saturs tiek uzturēts zems (abu līmenis zem 0,05%), lai novērstu aukstā trauslumu un karstās plaisas. Daļa plakana tērauda tiek kodināta un eļļota, lai noņemtu velmēšanas kaļķakmeni un nodrošinātu īslaicīgu aizsardzību pret rūsu.
Viena no galvenajām oglekļa tērauda plakano tēraudu pielietojuma jomām ir būvniecības nozare. Šie plakanie tēraudi bieži tiek izmantoti kā konstrukcijas elementi ēkās, tiltos un citos infrastruktūras projektos. To izturība un stingrība padara tos ideāli piemērotus lielu slodžu atbalstam un stabilitātes nodrošināšanai dažādām konstrukcijām. Turklāt oglekļa tērauda plakano tēraudu bieži izmanto rāmju, balstu un kronšteinu ražošanai; tā plakanā forma atvieglo integrāciju dažādos dizainos. Plakano tērauda izstrādājumu daudzpusība padara tos par iecienītu izvēli inženieriem un arhitektiem.
Papildus būvniecības nozarei, oglekļa tērauda plakanajam tēraudam ir plašs pielietojums arī autobūves un mašīnbūves nozarēs. Tos parasti izmanto dažādu autobūves detaļu, piemēram, šasiju, asu un piekares sistēmu, ražošanā. Oglekļa tērauda plakanajam tēraudam ir augsta stiprības un svara attiecība, kas ļauj ražotājiem radīt vieglas, bet izturīgas detaļas, tādējādi uzlabojot transportlīdzekļu veiktspēju un degvielas patēriņa efektivitāti. Turklāt mašīnbūves nozarē plakano tērauda izstrādājumus izmanto iekārtu un instrumentu ražošanai, un to izturība un nodilumizturība ir ļoti svarīga ilgtermiņa veiktspējai.
Izvēloties pareizo oglekļa tērauda plakano stieni, ir jāņem vērā vairāki faktori: nepieciešamās mehāniskās īpašības (izturība, elastība, cietība), izmēru precizitāte, virsmas apdare, korozīvā vide, apstrādes metodes (metināšana, mehāniskā apstrāde, locīšana) un budžeta ierobežojumi. Lielākajai daļai vispārējo konstrukciju pielietojumu ASTM A36 karstvelmēta zema oglekļa satura tērauda plakana stienis piedāvā labāko kombināciju pieejamības, apstrādājamības un izmaksu ziņā. Precīzām vārpstām vai darbgaldu vadotnēm labāka izvēle ir auksti vilkta 1018 vai 1045 tērauds. Ļoti nodilušām detaļām, piemēram, skrāpjiem, var būt nepieciešams augsta oglekļa satura tērauds vai termiski apstrādāts plakans stienis.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 18. maijs
