Hiiliteräksestä valmistettu lattatanko on pitkä, litteä, suorakaiteen muotoinen terästanko, joka valmistetaan tyypillisesti kuumavalssaamalla tai kylmävetämällä. Sen leveys on paljon suurempi kuin paksuus, mikä erottaa sen neliömäisistä tai pyöreistä tangoista. Termi "hiiliteräs" osoittaa, että sen ensisijainen seosaine on hiili, joka sisältää vain pieniä määriä muita alkuaineita, kuten mangaania, piitä ja rikkiä. Hiilipitoisuus (jopa 0,05 prosentista yli 1,0 prosenttiin) vaikuttaa suoraan terästangon kovuuteen, lujuuteen, sitkeyteen ja hitsattavuuteen.
Kylmävalssaus on valssausta, joka suoritetaan uudelleenkiteytymislämpötilan alapuolella. Se tehdään yleensä huoneenlämmössä, vaikka joskus terästä lämmitetään hieman prosessoinnin vaikeuden vähentämiseksi, mutta lämpötila on paljon alhaisempi kuin kuumavalssauslämpötila.
Kylmävalssaus tehdään yleensä kuumavalssatulle teräkselle. Pintakäsittelyjen, kuten peittauksen, jälkeen kuumavalssattu teräs syötetään kylmävalssaamoon jatkovalssausta varten. Kylmävalssauksessa teräksen paksuutta ohennetaan edelleen ja sen mittatarkkuus ja pinnanlaatu paranevat valssien puristusvaikutuksen ansiosta huoneenlämmössä. Koska kylmävalssaus suoritetaan alhaisemmissa lämpötiloissa, teräksen muokkauslujittuminen on voimakkaampaa, mikä vaatii välikäsittelyä ja muita käsittelyjä sen plastisuuden palauttamiseksi. Muokkauslujittumisen jälkeen kylmävalssatun teräksen lujuus paranee merkittävästi, mutta sen plastisuus ja sitkeys heikkenevät jonkin verran. Kylmävalssattu teräs tarjoaa paremman pinnanlaadun ja tarkemman mittatarkkuuden, joten se soveltuu sovelluksiin, jotka vaativat korkeaa pinnanlaatua ja mittatarkkuutta.
Kuumavalssaus on valssausprosessi, joka suoritetaan uudelleenkiteytymislämpötilan yläpuolella. Valtaosa hiiliteräksestä valmistetuista litteistä tangoista valmistetaan kuumavalssaamalla. Lämmityslämpötila on yleensä noin 1100–1250 °C, jolloin teräs on korkeassa lämpötilassa pehmentyneessä tilassa, mikä helpottaa sen plastista muodonmuutosta. Nämä ovat edullisia ja saatavilla useissa eri kokoluokissa, tyypillisesti 1/8 tuumasta 4 tuumaan paksuisina ja jopa 12 tuumaan leveinä.
Ensin teräsaihio kuumennetaan korkeaan lämpötilaan ja valssataan sitten useita kertoja useiden valssien läpi, jolloin teräksen paksuutta vähitellen pienennetään samalla kun sen muotoa ja mittoja säädetään. Kuumavalssauksen aikana teräksen mikrorakenne muuttuu; alkuperäinen valettu rakenne muuttuu suunnatuksi kuumavalssatuksi rakenteeksi valssaamisen ja jäähdytyksen avulla. Kuumavalssatulla teräksellä on tyypillisesti karkeampi pinta ja siinä voi olla kerrostumia, kuten rautaoksidihilsettä. Kuumavalssatulla teräksellä on suhteellisen alhainen lujuus, mutta parempi plastisuus ja sitkeys. Tämä johtuu siitä, että teräs kuumennetaan korkeassa lämpötilassa ja jäähtyy nopeasti kuumavalssauksen aikana, mikä johtaa tasaisempaan mikrorakenteeseen ja pienempään sisäiseen jännitykseen.
Hiiliteräksestä valmistettujen lattatankojen mekaaniset ominaisuudet riippuvat niiden hiilipitoisuudesta ja lämpökäsittelyprosessista. Tyypillisten vähähiilisten terästen (AISI 1018, ASTM A36) lattatankojen vetolujuus on noin 400–550 MPa, myötölujuus noin 250–350 MPa ja murtovenymä 20–25 %. Ne ovat pehmeitä, sitkeitä ja helppoja hitsata tai koneistaa. Keskihiilinen teräs (AISI 1045) voi normalisoinnin jälkeen saavuttaa 570–700 MPa:n vetolujuuden, mutta sen hitsattavuus heikkenee. Runsashiilisen teräksen (AISI 1095) vetolujuus voi olla yli 800 MPa, mutta se on haurasta, ellei sitä lämpökäsitellä.
Hiilen lisäksi myös muilla alkuaineilla on hienovaraisia rooleja. Mangaani (jopa 1,65 %) lisää lujuutta ja poistaa teräksestä oksideja. Fosfori- ja rikkipitoisuudet pidetään alhaisina (molemmat alle 0,05 %) kylmähaurauden ja kuumahalkeilun estämiseksi. Joillekin litteille teräksille tehdään peittaus- ja öljyämisprosessi valssaushilseen poistamiseksi ja väliaikaisen ruostesuojan tarjoamiseksi.
Yksi hiiliteräksestä valmistetun litteän teräksen pääasiallisista käyttöalueista on rakennusteollisuus. Näitä litteitä teräksiä käytetään usein rakenneosina rakennuksissa, silloissa ja muissa infrastruktuurihankkeissa. Niiden lujuus ja jäykkyys tekevät niistä ihanteellisia raskaiden kuormien tukemiseen ja erilaisten rakenteiden vakauden tarjoamiseen. Lisäksi hiiliteräksestä valmistettua litteää terästä käytetään usein runkojen, tukien ja kiinnikkeiden valmistukseen; sen litteä muoto helpottaa integrointia erilaisiin malleihin. Littojen terästuotteiden monipuolisuus tekee niistä ensisijaisen valinnan insinööreille ja arkkitehdeille.
Rakennusteollisuuden lisäksi hiiliteräksestä valmistetuilla litteillä teräksillä on laajat käyttökohteet auto- ja koneteollisuudessa. Niitä käytetään yleisesti erilaisten auton osien, kuten alustojen, akseleiden ja jousitusjärjestelmien, valmistuksessa. Hiiliteräksestä valmistettujen litteiden terästen korkea lujuus-painosuhde antaa valmistajille mahdollisuuden luoda kevyitä mutta kestäviä komponentteja, mikä parantaa ajoneuvojen suorituskykyä ja polttoainetehokkuutta. Lisäksi koneteollisuudessa litteitä terästuotteita käytetään laitteiden ja työkalujen valmistukseen, ja niiden kestävyys ja kulutuskestävyys ovat ratkaisevan tärkeitä pitkän aikavälin suorituskyvyn kannalta.
Oikean hiiliteräksestä valmistetun lattatangon valinta edellyttää useiden tekijöiden tasapainottamista: vaaditut mekaaniset ominaisuudet (lujuus, sitkeys, kovuus), mittatarkkuus, pinnanlaatu, korroosionkestävät ympäristöt, prosessointimenetelmät (hitsaus, koneistus, taivutus) ja budjettirajoitukset. Useimpiin yleisiin rakennesovelluksiin ASTM A36 -kuumavalssattu vähähiilinen teräslattatanko tarjoaa parhaan yhdistelmän saatavuuden, työstettävyyden ja kustannusten suhteen. Tarkkuusakseleille tai työstökoneiden ohjaimille kylmävedetty 1018- tai 1045-teräs on parempi valinta. Erittäin kuluneille osille, kuten kaapimille, voidaan tarvita runsashiilistä terästä tai lämpökäsiteltyä lattatankoa.
Julkaisun aika: 18.5.2026
