×
Mīkstā tērauda plākšņu daudzveidība ir atkarīga no to oglekļa saturu, kas parasti svārstās no 0,05% līdz 0,25%. Tās satur arī nelielas citas elementu daudzumus, piemēram, mangānu un silīciju. To, kas šīs plāksnes padara tik labi apstrādājamas, ir mikrostruktūra, kas apvieno mīkstus, plastiskus ferīta kristālus ar pietiekamu perlīta daļu, lai saglabātu izturību, vienlaikus saglabājot plastiskumu. Metālapstrādātāji tos ļoti cenšas izmantot, jo tos var formēt, griezt un veidot, nezaudējot stiprības īpašības. Salīdzinājumā ar augsta oglekļa tēraudiem, kas tendēcē būt trausliem, mīkstais tērauds neveido karbīdus tik viegli, kas nozīmē mazāk plaisu, veicot griešanas vai metināšanas darbus. Tikai šī īpašība ietaupa laiku un naudu bez skaita ražošanas procesos.
Mīkstā tērauda plākšņu mehāniskās īpašības tiek noteiktas ar līdzsvarotu sakausējuma sastāvu:
| Īpašība | Tipiska vērtība | Industriālā nozīme |
|---|---|---|
| Vidējais izturības spēks | 370–700 MPa | Pretojas deformācijai slodzes ietekmē |
| Modinājuma spēks | 250–400 MPa | Kritiski svarīgs strukturāliem rāmjiem |
| Izgarošanās spēja | 15–25% | Absorbē enerģiju pirms plaisāšanas |
| Cietība (Brenela) | 120–180 HB | Līdzsvaro nodilumizturību un veidojamību |
Šīs īpašības padara zemoglekļa tēraudu par ideālu materiālu pielietojumiem, kuros nepieciešamas prognozējamas izgāšanās formas — piemēram, automašīnu deformācijas zonām — un komponentiem, kas pakļauti cikliskiem spriegumiem, piemēram, tiltu konstrukcijām.
Vieglatlāta plātnes varbūt neatbilst kvalitatīva vai sakausēta tērauda izturībai, taču tās piedāvā kaut ko īpašu, kad jāizstiepj nauda tālāk, vienlaikus iegūstot labus rezultātus. Patiesībā lielākā daļa ēku balstās uz vieglatlātu to konstrukcijām, jo aptuveni trīs ceturtdaļas visu būvkonstrukciju izmanto tieši šo materiālu. Kāpēc? Tāpēc, ka pārsloga gadījumā vieglatlāts liecas un parāda sprieguma pazīmes pirms pilnīgas pēkšņas sabrukšanas. Inženieri ļoti vērtē šo īpašību, jo tā ļauj veidot gan drošas, gan budžeta draudzīgas ēkas. Iedomājieties, cik jāiztērētu divreiz vai pat trīsreiz vairāk nekā tagad, lai iegūtu līdzīgu veiktspēju no tiem dārgajiem augstas klases materiāliem.
Vieglā tērauda plātnes ir pamatā mūsdienu būvniecībā, nodrošinot par 15% augstāku izturības attiecību pret svaru salīdzinājumā ar alumīniju, saglabājot metināmību un veidojamību. Tās plaši izmanto:
Ar izstiepšanās spēju 35–40% tās var veidot I-sijās un leņķa stiprinājumos, neizraisot plaisas — kas īpaši vērtīgi seismiskajās zonās. Vairāk nekā 60% ASV rūpniecības noliktavu izmanto vieglā tērauda plātņu rāmjus to izmaksu efektivitātes un saderības dēļ ar rūpnīcas ražošanu.
Ražošanā vieglā tērauda plātnes tiek izvēlētas mašīnbāzu un smagās tehnoloģijas komponentu izgatavošanai. To vienmērīgā mikrostruktūra nodrošina stabilu veiktspēju CNC apstrādē, samazinot instrumentu nolietojumu līdz pat 30% salīdzinājumā ar augsta oglekļa tēraudiem. Bieži sastopamas lietojumprogrammas ietver:
2023. gada nozares aptauja atklāja, ka 78 % ražotāju priekšroku dod vieglajam tēraudam pielāgotiem stiprinājumiem un fiksatoriem, jo tas piedāvā labu apstrādājamības (80–90 HB) un slodzes izturības līdzsvaru.
A klases vieglā tērauda plātnes ir standarta korpusa būvniecībā, kuru stiepes izturība 350–470 MPa ir pietiekama, lai izturētu okeāna spiedienu. To lieliska metināmība samazina savienojumu bojājumus liektajos posmos — svarīgi ņemot vērā, ka 90 % kravas kuģu izmanto vieglo tēraudu:
Korozijas izturību uzlabo pārklājumi, piemēram, termiski uzsmidzināts aluminija slānis (TSA), kas pagarinās ekspluatācijas mūžu siltā ūdenī, vienlaikus izmaksas saglabājot par 40 % zemākas nekā nerūsējošajam tēraudam.
Vidēji oglekļa tērauda plātnes nodrošina labu triecienizturību, absorbējot aptuveni 25 līdz 30 Džoulos pat aukstos apstākļos, piemēram, -20 grādos pēc Celsija. Tas padara tās par lielisku izvēli transporta pielietojumu drošības sistēmām. Materiāla elastība ļauj inženieriem to veidot līkumainās sekcijās, kādas redzamas tiltu balstos un ceļmalas avārijas barjerās. Turklāt, ja šīs plātnes ir pārklātas ar cinks, tās daudz ilgāk iztur agresīvus laikapstākļus. Visā pasaulē gandrīz puse visu metropolitēnu staciju (aptuveni 55%) izmanto vidēji oglekļa tērauda rāmjus, jo tie efektīvi mazina vibrācijas un labi darbojas liela mēroga ražošanas vajadzībām. Daudzas būvniecības uzņēmumu šo materiālu dod priekšroku vienkārši tāpēc, ka tas līdzsvaro veiktspēju un izmaksu efektivitāti dažādos projektos.
Zems oglekļa saturs mīkstajā tēraudā, parasti no 0,05% līdz 0,25%, padara to ļoti viegli apstrādājamu, izmantojot dažādas griešanas metodes, piemēram, lāzerus, plazmas degļus un oksiacetilēna iekārtas. Ar lāzergriešanu tiek sasniegti ļoti precīzi rezultāti — aptuveni plus mīnus 0,1 mm plānākiem materiāliem, savukārt plazmas griešana labi darbojas pat biezākiem plāksnēm, kuru biezums ir līdz aptuveni 150 mm, neradot lielu deformāciju. Plāksnēm ar biezumu mazāku par 20 mm CNC preses loki nodrošina lielisku un vienmērīgu formēšanu. Tomēr, strādājot ar biezākiem profiliem, reizēm nepieciešams pakāpeniski liekt materiālu, lai procesa laikā novērstu plaisu veidošanos. Ūdensstrūklas griešana izceļas kā īpaši noderīga sarežģītiem dizainiem plāksnēs līdz 100 mm biezumā, jo tā negenerē nevēlamās termiski ietekmētās zonas, kuras var rasties, izmantojot citas metodes.
GMAW vai MIG metināšana parasti ir iecienītākā metode lielākajai daļai strukturālo pielietojumu, jo tā ļauj uzklāt materiālu ievērojamā ātrumā — aptuveni 8 līdz 12 kilogrami stundā — un labi darbojas ar tērauda plātnēm, kuru biezums svārstās no 3 mm līdz aptuveni 25 mm. Aizsarggāzu loka metināšana joprojām saglabā savu pozīciju, kad darbiniekiem nepieciešams veikt ātras remontdarbus laukos vai risināt sarežģītas vertikālas savienojumvietas, kur citām metodēm var rasties grūtības. Strādājot ar biezākiem materiāliem, kas pārsniedz 25 mm atzīmi, iegultā loka metināšana kļūst par iecienītāko izvēli, jo tā iekļūst dziļāk metālā, neizraisot lielu netīrību no šķēlumiem. Jaunākā pulsētā MIG tehnoloģija faktiski ievērojami samazina deformācijas problēmas — pētījumi liecina, ka plātnēs ar biezumu no 10 mm līdz 15 mm novērojama aptuveni par 18% līdz 22% mazāka izkropļošanās salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm.
Strādājot ar mīksto tēraudu, augstas ātrdarbības tērauda (HSS) instrumenti parasti iztur aptuveni 30 līdz 40 procentus ilgāk salīdzinājumā ar karbīda instrumentiem, jo to cietība svārstās apmēram no 130 līdz 170 HB. Tiem, kas urbj 15 mm caurumus 20 mm biezās plātnēs, parasti nepieciešams aptuveni 20 procenti līdz pat 35 procentiem mazāks griezes moments salīdzinājumā ar HSLA tēraudu apstrādi. Tas ļauj nelielām CNC mašīnām veikt pietiekami lielu sērijas ražošanu, nepiedzīvojot grūtības. Un, veicot frezēšanas operācijas, izmantojot četru šķautņu beigu frezes ar ātrumiem apmēram no 200 līdz 300 SFM, var sasniegt diezgan labu virsmas kvalitāti jau no pirmā reizes, parasti iegūstot Ra 3,2 līdz 6,3 mikrometru diapazonu, vienlaikus izvairoties no dzesēšanas šķidruma izmantošanas griešanas procesā.
Saskaņā ar jaunākajiem AWS D1.1 norādījumiem, nav nepieciešams sildīt zemā oglekļa tērauda plātnes, kuru biezums ir mazāks par 38 mm, ja apkārtējā temperatūra paliek virs 5 grādiem pēc Celsija. Tomēr, strādājot ar biezākām plātnēm, kuru biezums ir no 40 līdz 75 mm, vietēja indukcijas sildīšana apmēram 95 līdz 120 grādos pēc Celsija palīdz izvairīties no nežēlīgajiem ūdeņraža plaisām, kas var rasties, veicot vairākas metināšanas ietves. Reālos testos ir konstatēts arī kaut kas interesants: ja starpietves temperatūra tiek uzturēta zem 250 grādiem pēc Celsija, tas faktiski uzlabo Charpy triecienizturību par aptuveni 12 līdz 15 džouliem, kad materiāli tiek pakļauti ekspluatācijai pie mīnus 20 grādu apstākļiem. Šie rezultāti ir bijuši diezgan stabili dažādās praktiskās lietošanas situācijās.
Pēc metināšanas procesi, piemēram, CNC urbjamie (∏16 mm plāksne) un vītnes velkošana (M6–M24 vītnes), pievieno funkcionalitāti, nekompromitējot bāzes īpašības. Plūsmas urbt ir bezskalo caurumi 3–8 mm plāksnēs pašpiegriezīgajiem stiprinājumiem, samazinot montāžas laiku par 40%. Lāzera teksturēšana (50–200 µm paraugi) palielina līmes saistīšanās izturību par 60–80% hibrīdās metāla-kompozīta struktūrās.
Karstā velmējuma parastā tērauda plāksnes attīsta noveidotu virsmu, kas rodas apstrādē temperatūrā no 1100 līdz 1300 °C, kuru nepieciešams notīrīt pirms korozijai jutīgām lietošanas iespējām. Aukstā velmējuma plāksnes tiek apstrādātas istabas temperatūrā, nodrošinot gludāku virsmu (Ra 0,4–1,6 µm) un precīzākas tolerances (±0,13 mm). Šīs īpašības padara aukstā velmējuma variantus par iecienītāku arhitektūras un redzamiem komponentiem.
Cinksaturēšana joprojām ir viena no labākajām vērtības opcijām, cīnoties ar korozijas problēmām. Cinka pārklāji, kas uzklāti uz zema oglekļa tērauda, normālos apstākļos var izturēt no 20 līdz 50 gadiem, kā parādīja nesen publicētie 2023. gada strukturālā tērauda analīzes ziņojuma rezultāti. Apskatot aizsargpārklājus, trīšķu epoksīda-poliuretāna sistēmas ir pierādījušas savu efektivitāti, izturēdamas vairāk nekā 10 tūkstošus stundu standarta sāls aerosola testos (ASTM B117). Tas ir aptuveni astoņas reizes ilgāk nekā ar parastajiem akrila krāsas materiāliem. Arvien vairāk rūpnīcu tagad pāriet uz speciāliem cinka-alumīnija-magnija sakausējuma pārklājumiem, jo tie pat spēj pašlabot nelielas skrāpējumus, pateicoties tā saucamajai upurētā anoda darbībai, kas to padara īpaši noderīgu smagos rūpnieciskos apstākļos, kur uzturēšana nav vienmēr iespējama.
Šīs apstrādes pārvērš parastā tērauda plātnes par augstas veiktspējas komponentiem jūras, automašīnu un arhitektūras lietojumiem.
Parastā tērauda plāksnes nodrošina neaizvietojamu izmaksu efektivitāti un loģistikas elastību rūpniecības un infrastruktūras projektos. To līdzsvarotās īpašības ļauj izgatavotājiem optimizēt materiālu budžetus un ražošanas grafikus, neupurējot strukturālo integritāti.
Parastā tērauda plāksnes samazina projekta izmaksas par 40–60%salīdzinājumā ar augsta oglekļa vai sakausējuma tēraudiem (2023. gada Globālā tērauda tirgus ziņojums), ko veicina:
Piemēram, tiltu projektos ietaupījumi ir $120–$180 par tonnu izmantojot zemu oglekļa tēraudu vietā nerūsējošo tēraudu. Šie ietaupījumi palielinās liela mēroga būvēs — piemēram, noliktavās vai jūras platformās —, kurās nepieciešams vairāk nekā 500 tonnas materiāla.
| Faktors | Mīksta stila plāksne | Augstas stiprības tērauds |
|---|---|---|
| Materiāla izmaksas par tonnu | $680–$920 | $1,100–$1,800 |
| Piegādes laiks | 2–3 nedēļas | 6–8 nedēļas |
| Metināšanas sagatavošanas laiks | par 15–20% mazāk | Standarts |
Pasaule katru gadu ražo aptuveni 85 miljonus metriskos tonnas ASTM A36 un citu zemas oglekļa tērauda kvalitāti, kas faktiski ir četrreiz vairāk nekā visu speciālo tēraudu kopā. Šis milzīgais apjoms nozīmē, ka parasti vienmēr ir pietiekami daudz krājumu pieejami tad, kad tie nepieciešami, kvalitāte paliek diezgan standarta dažādiem piegādātājiem, un uzņēmumiem nav jāraizējas par sarežģītu inventāra pārvaldību. Piemēram, piekrastes koridora iniciatīva izdevās iegūt vairāk nekā 12 000 tonnas zema oglekļa tērauda, kas piegādāts no trīs dažādiem kontinentiem. Tas labi parāda, cik izturīgas šodien ir globālās piegādes ķēdes. Kad runa iet par lielu pasūtījumu izpildi, lielākā daļa tērauda kaltņu spēj nodrošināt 5000 tonnu vai vairāk maksimāli 21 dienu laikā. Tāpēc, ja rodas kāda steidzama situācija, parasti ražotāji ilgi nemaz neceļo materiālu gaidot.
Parasti zema oglekļa tērauda plātnēm oglekļa saturs svārstās no 0,05% līdz 0,25%.
Zema oglekļa tērauda plātnes tiek izvēlētas, jo tās ir izmaksu ziņā efektīvas, viegli apstrādājamas, labi metināmas un spēj liekties, nepārtrūkstot, kas padara tās par ideālu izvēli drošiem konstrukcijas rāmjiem.
Zema oglekļa tērauda plātnes ir ievērojami lētākas, izmaksas sastāda 53–68% mazāk nekā augsta oglekļa tēraudam.
Zema oglekļa tērauda plātnes tiek izmantotas būvniecībā, ražošanā, kuģu būvē un transporta infrastruktūrā.
Priekšsildīšana parasti nav nepieciešama zema oglekļa tērauda plātnēm, kuru biezums ir mazāks par 38 mm.
Karstās ziņas 2025-04-25
2025-11-10
2025-10-10
2025-09-05
2025-08-06
EN
