Thép là gì ? Tính chất và ứng dụng của thép

THÉP LÀ GÌ ?

Thép có tên trong tiếng anh là Steel, là hợp kim với thành phần chính là sắt ( Fe ) được nung chảy kết hợp với Cacbon ( C ) cùng một số nguyên tố hóa học khác ( Cu, Mg, Ni, Mo, Si, Mn, P, S, Cr…)

Hàm lượng các nguyên tố hóa học trong hợp kim thép đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ cứng , độ đàn hồi, khả năng chống oxy hóa, sức bền cũng như tính dẻo của thép. Nhờ sự đa dạng này mà hiện nay trên thế giới có rất nhiều loại thép khác nhau. Cùng chúng tôi đi tìm hiểu một số loại théo thông dụng và phổ biến hiện nay

TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA THÉP

– Thép là một vật liệu kim loại có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt mạnh

– Ở nhiệt độ từ 500 đến 600 độ C thép có tính dẻo, cường độ giảm, làm chúng dễ uốn

– Nếu ở nhiệt độ -10 độ C thép có tính dẻo giảm và nếu duy trì ở nhiệt độ -45 độ thép sẽ bị giòn và dễ nứt

– Thép có tính định hình cao, cơ tính tổng hợp cao, có nhiều chủng loại khác nhau nên phù hợp đa dạng với nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp đóng tàu, xây dựng, sản xuất thiết bị máy móc, phụ kiện…

Quá trình sản xuất thép tại nhà máy

Đặc tính nổi bật của thép

Việc phân chia tỉ lệ sắt và cacbon trong quá trình luyện thép có thể tạo ra nhiều cấu trúc thép với những đặc tính khác nhau. Chính vì về khi luyện thép cần quan tâm đến nhu cầu sử dụng để tạo ra những mác thép phù hợp

Hàm lượng cacbon có trong thép sẽ chiếm không quá 2,14% theo trọng lượng của nó. Chúng sẽ cho ra các đặc tính sau :

– Nếu hàm lượng cacbon càng cao thì sản phẩm thép có độ cứng cao, tuy nhiên sẽ có độ giòn cao, dễ gãy và rất khó uốn, gia công

– Ngược lại nếu hàm lượng cacbon thấp thì độ dẻo của thép lại cao. Việc này ảnh hưởng đến nhu cầu sử dụng yêu cầu về độ cứng

PHÂN LOẠI THÉP

Phân loại theo thành phần hóa học

Theo hàm lượng cacbon

Khi tăng hàm lượng cacbon thép sẽ thay đổi tính chất, khi đó độ dẻo giảm, cường độ chịu lực và độ giòn sẽ tăng.

Khi giảm hàm lượng cacbon tính dẻo sẽ tăng tuy nhiên cường độ chịu lực sẽ giảm

Chúng ta có 3 loại thép theo tiêu chuẩn Nga TOCT 380-71, TOCT1050-75 đó là

Thép cacbon hàm lượng thấp : Có hàm lượng cacbon trung bình không vượt quá 0,25%. Tính chất của thép này có độ dẻo dai cao nhưng độ bền thấp

Thép cacbon trung bình : Có hàm lượng cacbon ở mức trung bình từ 0,25% – 0,6%. Đặc điểm có độ bền và độ cứng cao dùng để sản xuất chế tạo các chi tiết máy yêu cầu chịu tải trọng cao và độ va đập lớn

Thép cacbon cao : Hàm lượng cacbon trung bình từ 0,6 – 2%, có đặc điểm đạt độ cứng cao nhất nhưng khó uốn. Thường được dùng để chế tạo dụng cụ cắt, dụng cụ đo lường hay các khuôn dập…

Thép cacbon chiếm tỉ trọng lớn nhất trong tổng sản lượng thép được tạo ra với trữ lượng chiếm 80 – 90%

Theo hàm lượng tổng các nguyên tố kim loại thêm vào

Việc tạo ra những loại thép có tính chất vật lý và kỹ thuật phù hợp với nhu cầu, thép sẽ được bổ sung thêm những nguyên tố kim loại khác như Mangan, Crom, Niken, Đồng, Silic… Chúng được phân chia thành 3 loại chính dựa vào tiêu chuẩn nga TOCT 4543-71, TOCT5632-72, TOCT 14959-79

Thép hợp kim cao : Có tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác đạt mức > 10%

Thép hợp kim trung bình : Tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác đạt 2,5% – 10%

Thép hợp kim thấp : Hàm lượng nguyên tố kim loại tổng ở mức < 2.5%

Thép hợp kim có độ bền cao hơn rất nhiều so với thép cacbon sau khi được tôi luyện

Phân loại theo mục đích sử dụng

Với những mục đích sử dụng khác nhau, từ đó thép được chia thành các loại cơ bản sau đây

– Thép kết cấu : Có độ bền, dẻo dai cao, chịu lực tải trọng lớn. Được dùng để sản xuất chế tạo vật liệu ngành xây dựng, thiết bị máy móc cơ khí

– Thép dụng cụ : Tính chất có độ cứng cao, chống ăn mòn tốt, khả năng chịu lực và độ bền rất tốt. Chuyên dùng để chế tạo dụng cụ gia dụng, thiết bị đo lường, chế tạo khuôn dập, máy cắt gọt…

– Thép có tính chất hóa học đặc biệt : Là các loại thép có khả năng chịu nóng, thép không gỉ, bền nóng…

– Thép có tính chất vật lý đặc biệt : Có tính chất độc đáo như từ tính, hệ số nở dài thấp, mục đích sử dụng trong việc tạo thép kỹ thuật điện

Phân loại theo chất lượng thép

Chất lượng của thép được đánh giá dựa vào thành phần cacbon và giám định qua tỉ lệ % số tạp chất khác như lưu huỳnh ( S ) và Photpho ( P ). Tỷ lệ tạp chất trong thép càng thấp thì chất lượng thép càng cao, từ đó ta có các loại thép như sau :

– Thép chất lượng bình thường : Chứa 0,06% S và 0,07%P chúng được luyện từ lò L-D, có năng suất cao và giá thành rất rẻ. Được ứng dụng trong việc sản xuất thép xây dựng hiện nay

– Thép có chất lượng cao : Chứa hàm lượng 0,025%S và 0,035%P chúng được luyện ở lò điện hồ quang

– Thép có chất lượng tốt : Chứa thành phần 0,035%S và 0,035%P được luyện ở lò mactanh và lò điện hồ quang. Ứng dụng trong việc sản xuất chế tạo máy móc

– Thép đặc biệt : Có chất lượng rất cao, chứa 0,015%s và 0,025%P chúng được luyện ở lò điện hồ quang, sau đó được tinh luyện thêm bằng dạng đúc chân không điện xỉ

Phân loại theo mức độ oxy hóa

Sự phân chia này dựa trên mức đổ khử oxy để xác định, từ đó ta có các loại thép sau :

– Thép lặng : Ký hiệu ( I ) là loại thép bị oxy hóa hoàn toàn, chứa 0,15 – 0,35% nguyên tố Silic (Si). Đặc điểm có độ cứng cao, độ bền, khó dập nguội, không bị rỗ khí khi đúc. Tuy nhiên chúng có độ co lõm lớn tạo mất thẩm mỹ của bề mặt. Tính ứng dụng của thép này được dùng cho kết cấu hàn chảy

– Thép sôi : Kí hiệu (s) là dòng thép oxy hóa kém, chúng có đặc điểm mềm, dẻo, dễ dập nguội. Đặc biệt không được dùng để định hình hoặc kết cấu hàn chảy, nguyên nhân sẽ sinh ra bọt khí làm giảm chất lượng

– Thép bán lặng ( n) là thép oxy hóa và nằm giữa khoảng thép lặng và thép sôi, chúng có thể dùng để thay thế cho thép sôi ở một số nhu cầu

Bạn cần lưu ý đây là các ký hiệu tại Việt Nam đối với dòng thép oxy hóa. Thép hợp kim chỉ có loại thép lặng nhưng ngược lại thép cacbon có đầy đủ cả ba loại dạng sôi, lặng và bán lặng

NHỮNG LOẠI THÉP PHỔ BIẾN HIỆN NAY

Thép tấm

Thép tấm hay còn gọi là thép lá, là loại thép được gia công theo hình dạng mỏng, dẹt có kích cỡ lớn. Chúng được ứng dụng trong việc xây dựng nhà xưởng, công trình

Thép tấm có 2 loại chính là thép cán nóng và cán nguội

Thép cán nóng : Có độ dày từ 4 – 160mm chiều dài 6 – 12m, rộng 0,5 đến 3,8m

Thép cán nguội : Có độ dày ở mức 4mm, và được chế tạo dạng cuộn

Thép hình

Thép hình là loại thép được tạo hình dựa vào các chữ cái như H, V, L, U, I, T, C, Z… sử dụng phương pháp gia công nhiệt, gia công cơ học nóng, gia công cơ học nguội.

Thép hình thường được sử dụng trong các kết cấu công trình xây dựng, chế tạo máy móc thiết bị, dầm cầu trục, bàn cân, thùng xe…

Thép hình bao gồm các loại thông dụng sau

– Thép hộp

– Thép ống

– Thép hình H

– Thép hình I

– Thép hình U

– Thép góc, thép hình V, thép hình L

Thép xây dựng

Thép xây dựng là tên gọi cho dòng thép được sử dụng trong lĩnh vực xây dựng, gia công theo hình trụ dạng thanh có chiều dài 12m/cây, có độ dẻo dai, chịu độ uốn và co dãn cao.

Thép xây dựng được chi thành 2 loại là : Thép thanh tròn trơn và thép thanh vằn

Thép xây dựng dạng cuộn

Thép cuộn hay còn gọi là thép dây, chúng được sản xuất cuộn tròn thành từng cuộn, có bề mặt nhẵn với nhiều đường kính khác nhau từ phi 6mm đến phi 14mm. Ứng dụng trong xây dựng nhà ở, cầu đường, gia công kéo dây…

Trọng lượng trung bình của mỗi cuộn thép này dao động ở mức 200 – 459 kg/cuộn

Thép xà gồ bản mã

Thép xà gồ được sử dụng phổ biến trong xây dựng hiện nay. Chúng được ứng dụng trong các công trình lớn như nhà xưởng, nhà máy sản xuất, xưởng đóng tàu, thùng xe, cầu đường…

Hiện nay có 2 loại xà gồ chính là xà gồ C và xà gồ Z

Xà gồ C : Có thiết kế theo hình dạng chữ C, được chế tạo từ thép cán nóng, cán nguội dạng thép đen hoặc mạ kẽm.

Xà gồ Z : Được tạo ra từ khuôn có thiết kế hình chữ Z, đây là loại thép cao cấp với đặc tính đó là độ bền cao, chắc chắn và tính thẩm mỹ cao. Có khả năng chịu được tác động lớn, và sự đa dạng về kích thước.

Xem thêm : Gang là gì ?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.