Süsinikterasest lamevarras on pikk, lame, ristkülikukujuline terasvarras, mida tavaliselt toodetakse kuumvaltsimise või külmtõmbamise teel. Selle laius on palju suurem kui paksus, mis eristab seda ruudukujulistest või ümaratest varrastest. Mõiste „süsinikteras” näitab, et selle peamine legeerelement on süsinik, mis sisaldab vaid jälgi teistest elementidest, nagu mangaan, räni ja väävel. Süsinikusisaldus (alates 0,05% kuni üle 1,0%) mõjutab otseselt terasvarda kõvadust, tugevust, venivust ja keevitatavust.
Külmvaltsimine on valtsimine, mis toimub rekristallisatsioonitemperatuurist madalamal temperatuuril. Tavaliselt viiakse see läbi toatemperatuuril, kuigi mõnikord kuumutatakse terast töötlemisraskuste vähendamiseks veidi, kuid temperatuur on palju madalam kui kuumvaltsimise temperatuur.
Külmvaltsimist tehakse tavaliselt kuumvaltsitud terasel. Pärast pinnatöötlust, näiteks peitsimist, suunatakse kuumvaltsitud teras edasiseks valtsimiseks külmvaltsimise pingile. Külmvaltsimise käigus terase paksust veelgi vähendatakse ning selle mõõtmete täpsust ja pinnakvaliteeti parandatakse rullide pigistustoime abil toatemperatuuril. Kuna külmvaltsimine toimub madalamal temperatuuril, on terase töötlemiskõvenemine märgatavam, mis nõuab vahepealset lõõmutamist ja muid töötlusi selle plastilisuse taastamiseks. Pärast töötlemiskõvenemist on külmvaltsitud terasel oluliselt suurem tugevus, kuid selle plastilisus ja sitkus vähenevad mõnevõrra. Külmvaltsitud teras pakub paremat pinnakvaliteeti ja täpsemat mõõtmete täpsust, mistõttu sobib see rakenduste jaoks, mis nõuavad kõrget pinnakvaliteeti ja mõõtmete täpsust.
Kuumvaltsimine on valtsimisprotsess, mis viiakse läbi rekristallisatsioonitemperatuurist kõrgemal temperatuuril. Valdav enamus süsinikterasest lamedaid vardaid toodetakse kuumvaltsimise teel. Kuumutamistemperatuur on tavaliselt umbes 1100 ℃ kuni 1250 ℃, mille juures teras on kõrgtemperatuuril pehmenenud olekus, mis muudab selle plastiliselt kergesti deformeeritavaks. Need on ökonoomsed ja saadaval laias valikus suurustes, tavaliselt 1/8 tolli kuni 4 tolli paksusega ja kuni 12 tolli laiusega.
Esmalt kuumutatakse terastoorikut kõrge temperatuurini ja seejärel valtsitakse seda mitu korda läbi rea valtse, vähendades järk-järgult terase paksust, samal ajal kohandades selle kuju ja mõõtmeid. Kuumvaltsimise käigus terase mikrostruktuur muutub; algne valustruktuur muutub valtsimise ja jahutamise teel suunatud kuumvaltsitud struktuuriks. Kuumvaltsitud terasel on tavaliselt karedam pind ja sellel võivad olla ladestused, näiteks raudoksiidi katlakivi. Kuumvaltsitud terasel on suhteliselt madalam tugevus, kuid parem plastilisus ja sitkus. See on tingitud asjaolust, et teras läbib kuumvaltsimise ajal kõrgel temperatuuril kuumutamise ja kiire jahutamise, mille tulemuseks on ühtlasem mikrostruktuur ja madalam sisemine pinge.
Süsinikterasest lamedate varraste mehaanilised omadused sõltuvad nende süsinikusisaldusest ja kuumtöötlusprotsessist. Tüüpiliste madala süsinikusisaldusega terasest (AISI 1018, ASTM A36) lamedate varraste tõmbetugevus on ligikaudu 400–550 MPa, voolavuspiir ligikaudu 250–350 MPa ja katkevenivus 20–25%. Need on pehmed, plastsed ning kergesti keevitatavad või töödeldavad. Keskmise süsinikusisaldusega teras (AISI 1045) võib pärast normaliseerimist saavutada tõmbetugevuse 570–700 MPa, kuid selle keevitatavus väheneb. Kõrge süsinikusisaldusega terase (AISI 1095) tõmbetugevus võib ületada 800 MPa, kuid see on habras, kui seda ei kuumtöödelda.
Lisaks süsinikule mängivad väiksemat rolli ka teised elemendid. Mangaan (kuni 1,65%) suurendab tugevust ja eemaldab terasest oksiide. Fosfori ja väävli sisaldus hoitakse madalal (mõlemad alla 0,05%), et vältida külmahaprust ja kuumpragunemist. Mõni lehtterasest tehakse peitsimise ja õlitamise protsess, et eemaldada valtsimiskatlakivi ja pakkuda ajutist roostekaitset.
Üks süsinikterasest lehtterase peamisi rakendusvaldkondi on ehitustööstus. Neid lehtteraseid kasutatakse sageli konstruktsioonielementidena hoonetes, sildades ja muudes taristuprojektides. Nende tugevus ja jäikus muudavad need ideaalseks raskete koormuste toetamiseks ja mitmesuguste konstruktsioonide stabiilsuse tagamiseks. Lisaks kasutatakse süsinikterasest lehtterast sageli raamide, tugede ja kronsteinide valmistamiseks; selle lame kuju hõlbustab integreerimist erinevatesse disainidesse. Lehtterastoodete mitmekülgsus teeb neist eelistatud valiku inseneride ja arhitektide seas.
Lisaks ehitustööstusele on süsinikterasest lehtterasel laialdased rakendused ka auto- ja masinatööstuses. Neid kasutatakse tavaliselt erinevate autoosade, näiteks šassiide, telgede ja vedrustussüsteemide tootmisel. Süsinikterasest lehtterase kõrge tugevuse ja kaalu suhe võimaldab tootjatel luua kergeid, kuid vastupidavaid komponente, parandades seeläbi sõidukite jõudlust ja kütusekulu. Lisaks kasutatakse masinatööstuses lehtterastooteid seadmete ja tööriistade valmistamiseks ning nende vastupidavus ja kulumiskindlus on pikaajalise jõudluse jaoks üliolulised.
Õige süsinikterasest lameda varda valimine nõuab mitme teguri tasakaalustamist: vajalikud mehaanilised omadused (tugevus, venivus, kõvadus), mõõtmete täpsus, pinnaviimistlus, söövitav keskkond, töötlemismeetodid (keevitamine, mehaaniline töötlemine, painutamine) ja eelarvepiirangud. Enamiku üldiste konstruktsioonirakenduste jaoks pakub ASTM A36 kuumvaltsitud madala süsinikusisaldusega terasest lame varras parimat kombinatsiooni saadavuse, mehaanilisuse ja maksumuse osas. Täppisvõllide või tööpinkide juhikute jaoks on parem valik külmtõmmatud 1018 või 1045 teras. Tugevalt kulunud osade, näiteks kaabitsate jaoks võib olla vajalik kõrge süsinikusisaldusega teras või kuumtöödeldud lame varras.
Postituse aeg: 18. mai 2026
