Hiiliteräslevyä käytetään rakentamisessa, koneissa, kuljetuksissa, energialaitteissa ja yleisessä metallien valmistuksessa. Sen suorituskyky riippuu tekijöistä, kuten kemiallinen koostumus, teräslaatu, paksuus, lämpökäsittely ja valmistusolosuhteet. Tämän seurauksena materiaalin valinnassa on otettava huomioon todelliset huolto- ja valmistusvaatimukset pelkän paksuuden tai mittojen sijaan.
Eri laatuluokat tarjoavat erilaisia lujuuden, sitkeyden, hitsattavuuden, muovattavuuden ja kovuuden yhdistelmiä. Nämä erot ovat tärkeitä valittaessa materiaaleja rakennekomponentteihin, koneisiin, painelaitteisiin ja muihin valmistettuihin tuotteisiin.
Hiiliteräslevyon litteä terästuote, jossa hiili on pääasiallinen seosaine, ja mangaania ja muita alkuaineita on määrätyissä rajoissa. Koostumus ja laatu vaikuttavat ominaisuuksiin, kuten vetolujuuteen, kovuuteen, sitkeyteen ja hitsattavyyteen.
Materiaali valmistetaan yleisesti kuumavalssaamalla ja sitä toimitetaan eri paksuuksina, leveyksinä, pituuksina ja laatuina. Sovelluksesta riippuen sitä voidaan leikata, muotoilla, hitsata, työstää tai työstää edelleen valmistuksen aikana.
Hiiliteräkset ryhmitellään usein hiilipitoisuuden mukaan, vaikka tekniset tiedot perustuvat yleensä tiettyyn laatuun ja standardiin. Matala-, keski- ja korkeahiilisellä materiaalilla on erilaiset ominaisuudet, ja siksi niitä käytetään eri tarkoituksiin.
Vähähiilinen teräs sisältää suhteellisen pienen määrän hiiltä ja on yleensä helpompi hitsata ja muotoilla kuin korkeahiiliset teräslajit. Sitä käytetään yleisesti rakenteiden valmistukseen, kehyksiin, kiinnikkeisiin, yleisiin koneisiin ja muihin komponentteihin, jotka vaativat kohtalaista lujuutta ja suoraviivaista käsittelyä.
Keskihiiliteräs tarjoaa korkeamman lujuuden ja kovuuden kuin vähähiiliset teräslaadut. Sitä voidaan käyttää koneiden komponenteissa, akseleissa, rakenneosissa ja muissa sovelluksissa, joissa mekaaninen suorituskyky on tärkeämpää kuin maksimaalinen muovattavuus.
Suurempi hiilipitoisuus voi lisätä kovuutta ja lujuutta samalla kun heikentää sitkeyttä ja hitsattavuutta. Nämä materiaalit sopivat siksi paremmin sovelluksiin, joissa vaaditaan kovuutta tai kulutuskestävyyttä tietyn luokan vaatimusten mukaisesti.
Teräslevyn ominaisuudet määräytyvät sen laadun, kemiallisen koostumuksen, paksuuden, lämpökäsittelyn ja tuotantotilan mukaan. Seuraavat ominaisuudet tarkistetaan yleisesti materiaalivalinnan aikana.
Sopiva laatu riippuu palveluympäristöstä, lastausolosuhteista, valmistusprosessista ja sovellettavasta standardista. Yleisiä sovelluksia ovat seuraavat.
Teräslevyjä käytetään pohjalevyissä, tukikehyksissä, tasoissa, kannakkeissa, rakenneosissa ja valmistetuissa teräsrakenteissa. Materiaalin valinnassa huomioidaan yleensä lujuus, paksuus, hitsattavuus ja asiaankuuluvat rakennetiedot.
Konevalmistuksessa näitä materiaaleja voidaan käyttää laitteiden rungoissa, kauhoissa, kannakkeissa, rakennekokoonpanoissa ja muissa valmistetuissa osissa. Jos hankaus tai toistuva kuormitus on suuri huolenaihe, voidaan määrittää vahvempia tai kulutusta kestävämpiä laatuja.
Valittuja laatuja käytetään kattiloissa, paineastioissa, säiliöissä ja niihin liittyvissä laitteissa. Tällaiset sovellukset voivat vaatia erityisiä mekaanisia ominaisuuksia, iskutestausta, lämpökäsittelyä, paksuuden säätöä ja tarkastusmenettelyjä, jotka on määritelty sovellettavassa standardissa.
Teräslevyä käytetään myös perävaunuissa, rautatielaitteistoissa, laivojen rakenteissa ja muissa kuljetuksiin liittyvissä komponenteissa. Tarvittava materiaali riippuu rakenteellisista kuormituksista, käyttöolosuhteista, hitsausmenetelmistä ja soveltuvasta teollisuuden spesifikaatiosta.
Materiaalin valinnan tulee alkaa aiotuista käyttöolosuhteista ja valmistusprosessista. Vaaditun paksuuden täyttäminen ei välttämättä tarkoita, että tietty laatu on sopiva. Myös mekaaniset ominaisuudet, hitsausominaisuudet, lämpötilaolosuhteet ja sovellettavat standardit tulee tarkistaa.
Keskeisiä näkökohtia ovat laatu, paksuus, mitat, myötöraja, vetolujuus, iskuvaatimukset, hitsausmenetelmä, muovausvaatimukset, käyttölämpötila ja sovellettavat ASTM-, EN-, JIS- tai muut spesifikaatiot.
Hitsattujen rakenteiden hiiliekvivalenttia voidaan myös joutua harkitsemaan, erityisesti käytettäessä vahvempia tai enemmän hiilipitoisia laatuja. Painelaitteilla ja muilla säännellyillä sovelluksilla voi olla lisämateriaali-, testaus- ja tarkastusvaatimuksia.
Teräslevyt valmistetaan erilaisten kansallisten ja kansainvälisten standardien mukaisesti. Nämä spesifikaatiot voivat määrittää kemiallisen koostumuksen, mekaaniset ominaisuudet, mittatoleranssit, testausmenetelmät ja toimitusolosuhteet.
Esimerkiksi ASTM A36 yhdistetään yleisesti yleisiin rakenteellisiin sovelluksiin, kun taas ASTM A516 kattaa laatuja, joita käytetään tietyissä paineastiasovelluksissa. Samanlainen laatumerkintä ei välttämättä tarkoita, että kaksi materiaalia ovat keskenään vaihdettavissa. Täydellinen standardi, kemiallinen koostumus, mekaaniset ominaisuudet ja toimitusolosuhteet tulee tarkistaa ennen vaihtamista.
Täydellisen eritelmän tulee antaa riittävästi tietoa materiaalin valmistusta, tarkastamista ja oikeaa käyttöä varten. Tyypillisiä yksityiskohtia ovat:
Näiden vaatimusten määrittäminen ennen tuotantoa auttaa varmistamaan, että valittu materiaali on yhdenmukainen suunnittelun, valmistusprosessin, tarkastusvaatimusten ja suunniteltujen käyttöolosuhteiden kanssa.
