Có bao nhiêu loại thép? Sự khác biệt giữa chúng

01/03/23

Chuyên mục: Uncategorized

Có bao nhiêu loại thép? Sự khác biệt giữa chúng là gì?

Con người lần đầu tiên sử dụng sắt cách đây khoảng 6.000 năm, mặc dù phải đến vài nghìn năm sau, nguyên tố cực kỳ phổ biến này mới được ứng dụng vào vai trò quan trọng hơn trong sản xuất thép. Thép được sử dụng trong các ứng dụng cơ điện, thiết bị xây dựng hạng nặng, dụng cụ,... Có rất nhiều loại thép khác nhau được sản xuất, có thể gây khó khăn trong việc quyết định loại thép sẽ sử dụng.

Giá thép hôm nay 30/8: Thép thế giới rơi mất mốc 4.000 nhân dân tệ/

Thép là một hợp kim sắt, nó chủ yếu là sắt kết hợp với một hoặc nhiều kim loại hợp kim để tạo ra vật liệu mới với các đặc tính độc đáo. Có bốn loại thép chính, nhưng cũng có nhiều phân nhóm phục vụ các mục đích khác nhau. Tính chất của nó thay đổi tùy thuộc vào các nguyên tố sắt được kết hợp cũng như các phương pháp được sử dụng để làm nóng và làm mát kim loại.

Dưới đây là các loại thép khác nhau và mục đích của từng loại. Hy vọng thông tin này có thể giúp bạn đưa ra quyết định về việc sử dụng loại nào một cách rõ ràng và phù hợp với nhu cầu.

Có bao nhiêu loại thép?

Thép được phân loại theo thành phần của nó. Sắt được kết hợp với carbon và bất kỳ một số nguyên tố nào khác để đạt được một mục đích cụ thể. Có bốn loại chính là:

Thép carbon - Carbon steel
Thép không gỉ - Stainless steel
Thép hợp kim - Alloy steel
Thép làm công cụ - Tool steel

Thép cacbon - Carbon steel

Tất cả thép đều chứa carbon, nhưng thép carbon đáng chú ý là trong thành phần của nó không có chứa các nguyên tố khác ngoài cacbon. Mặc dù nó chỉ chứa 2% carbon hoặc ít hơn theo trọng lượng, nhưng bản chất nguyên tố của nó làm cho thép carbon trở thành một vật liệu bền, chắc, lý tưởng cho nhiều mục đích sử dụng.

Thép Cacbon là gì - So sánh thép không gỉ và thép Cacbon

Thép carbon đôi khi bị nhầm lẫn với gang, mặc dù nó phải chứa ít hơn 2% carbon. Gang chứa 2% đến 3.5% carbon, tạo cho nó kết cấu thô và giòn hơn.

Mặc dù thép carbon bao gồm các kim loại hợp kim, nhưng nó không có phân loại hợp kim do thiếu các nguyên tố hợp kim khác trong thành phần của nó. Sự đơn giản này góp phần vào sự phổ biến của thép carbon, nó chiếm khoảng 90% tổng sản lượng thép.

Các loại thép cacbon

Dưới ngưỡng carbon 2%, thép carbon có thể được nhóm thành ba loại: carbon thấp, trung bình và cao. Mỗi loại vẫn giữ được độ bền vốn có của carbon, nhưng mục đích sử dụng của nó sẽ thay đổi khi hàm lượng carbon tăng lên.

Carbon thấp: Đây là loại phổ biến và ít tốn kém nhất. Nó dễ dàng chế tạo do tính dẻo cao. Dây điện, bulong và đường ống sử dụng loại thép này.
Carbon trung bình: Hàm lượng carbon từ 0,31% đến 0,60% mang lại cho loại thép này độ bền cao hơn và độ dẻo thấp hơn so với các loại carbon thấp hơn. Carbon trung bình được sử dụng trong bánh răng và đường ray.
Cacbon cao: Là loại thép cứng nhất chứa hơn 0,61% cacbon và thường được sử dụng để sản xuất đinh đóng tường và các dụng cụ cắt sắc bén như lưỡi cắt. Chúng không chứa hơn 2% carbon.

Khả năng thích ứng tương đối và chi phí thấp của thép carbon làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều dự án xây dựng, cả quy mô lớn và nhỏ.

Thép không gỉ - Stainless steel

Loại này thường được biết đến với vai trò sản xuất thiết bị và dụng cụ y tế, nhưng phạm vi sử dụng của nó còn lớn hơn nhiều. Chromium là hợp kim tạo nên sự khác biệt cho thép không gỉ, mang lại cho vật liệu này độ bóng đặc biệt.

Tuy nhiên, Chromium không chỉ là một chất bổ sung thuần túy mang tính thẩm mỹ: nguyên tố này có khả năng chống oxy hóa và tăng tuổi thọ của kim loại bằng cách ngăn không cho nó bị rỉ sét. Thông thường, thép không gỉ có hàm lượng crom hơn 10,5% và đôi khi chứa tới 30% trong một số ứng dụng nhất định.

Hàm lượng crom cao nên độ bóng cao hơn khi được đánh bóng và có khả năng chống ăn mòn rất tốt. Thép không gỉ khác với crom khi crom được mạ điện phân thêm một kim loại khác để tạo ra một lớp phủ cứng và bóng. Độ sáng được ứng dụng trong thép không gỉ có hàm lượng crom cao, khác với gương do được bổ sung các nguyên tố khác.

Các Loại Thép Không Gỉ

Các ứng dụng nhà bếp, y tế và ô tô là phổ biến, nhưng thép không gỉ cũng được đánh giá cao cho các mục đích sử dụng khác. Nó được nhóm thành bốn loại, mỗi loại phục vụ một mục đích khác nhau.

Hợp kim martensitic: Độ dẻo dai là dấu hiệu đặc trưng của hợp kim martensitic, nhưng chúng dễ bị ăn mòn. Chúng được hình thành bởi quá trình làm lạnh nhanh giúp chúng có khả năng chịu nhiệt và được sử dụng để chế tạo các dụng cụ y tế, dao kéo và kìm.
Hợp kim Ferritic: Đây là những loại thép rẻ tiền hơn với lượng carbon và niken thấp. Các hợp kim ferit được ứng dụng trong ngành ô tô là phổ biến nhất vì độ bền và độ bóng do crom tạo ra.
Hợp kim Austenitic: Hợp kim Austenitic có hàm lượng crom và niken cao hơn, cải thiện khả năng chống ăn mòn và không có từ tính. Chúng có mặt trong các thiết bị nhà bếp và phổ biến vì chúng bền và dễ lau chùi.
Hợp kim Duplex: Sự kết hợp giữa hợp kim austenit và ferritic tạo ra hợp kim duplex, có các đặc tính của cả hai trong khi tăng gấp đôi độ bền. Chúng cũng dễ uốn và chống ăn mòn do hàm lượng crom khá cao.

Các biến thể thép không gỉ, khi được sử dụng trong ngành xây dựng, được đánh giá cao về khả năng chống ăn mòn và độ bền. Chúng rất phù hợp cho nhiều ứng dụng xây dựng.

Thép hợp kim - Alloy steel

Là loại thép được kết hợp từ sắt với một trong số các nguyên tố khác, mỗi nguyên tố đóng góp các thuộc tính độc đáo của riêng cho sản phẩm cuối cùng. Đúng là tất cả các loại thép đều là hợp kim, nhưng carbon và crom là những hợp kim được gán cho loại kim loại mà chúng tạo thành.

Alloy steel là gì? Phân loại thép hợp kim Alloy steel đầy đủ

Thép hợp kim như một nhóm bao gồm nhiều loại hợp kim khác nhau với nhiều đặc tính đa dạng như nhau. Container vận chuyển sử dụng một hợp kim phức tạp kết hợp nhiều yếu tố để tạo ra một sản phẩm bền và lâu dài. Silicon thường không được coi là một thành phần của thép, nhưng tính từ tính của nó làm cho nó trở thành một thành phần hoàn hảo của hầu hết các máy móc lớn. Nhôm rất linh hoạt và được sử dụng trong các vật liệu xây dựng mang tính cách mạng vừa nhẹ vừa cực kỳ bền.

Một số nguyên tố kết hợp với sắt và cacbon để tạo ra hợp kim cũng được tìm thấy trong thép làm dụng cụ (tool steel) ví dụ như coban, vonfram và molypden, là những kim loại siêu cứng có khả năng chống va đập và khả năng cắt.

Các loại thép hợp kim

Tiềm năng đa dạng của thép hợp kim có thể dùng cho các ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, vì các nguyên tố phụ có liên quan không phải lúc nào cũng dễ kiếm như carbon hoặc crom, nên một số hợp kim nhất định có giá rất cao.

Một số hợp kim phổ biến nhất bao gồm:

Nhôm: Là một loại thép nhẹ, chịu nhiệt tốt, dễ uốn và dễ gia công, thường được sử dụng trong các hệ thống ống xả và máy phát điện.
Đồng: Chống ăn mòn dẫn nhiệt rất hiệu quả, làm cho nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho sản xuất dây điện và bộ trao đổi nhiệt công nghiệp.
Mangan: chống va đập cực tốt. Nó có thể được sử dụng trong tủ chống đạn, tấm chống khoan và két sắt có độ bền cao.
Molypden: Có khả năng hàn, chống ăn mòn hoạt động dưới áp suất cao, rất phù hợp cho các công trình xây dựng dưới nước hoặc đường ống dẫn dầu và khí đốt.
Silicon: Mềm dễ uốn và có từ tính cao, đồng thời tạo ra nam châm vĩnh cửu được sử dụng trong máy biến thế điện.
Vanadi: Chịu va đập cao có khả năng hấp thụ sốc và chống rung, thường được sử dụng trong các bộ phận ô tô như lò xo và giảm xóc.

Tính linh hoạt của chúng làm cho hợp kim trở nên phổ biến trong nhiều dự án xây dựng. Các loại hợp kim đồng và nhôm đặc biệt phổ biến vì trọng lượng thấp và đặc tính gia công nhiệt.

Thép làm dụng cụ - Tool steel

Là loại thép sử dụng làm ra các công cụ luôn đi đầu trong các hoạt động kinh doanh: chúng được sử dụng cho máy móc sản xuất công cụ. Tôi luyện, quá trình bổ sung nhiệt độ cao, làm nguội nhanh rồi nung nóng lại, tạo ra thép công cụ cực kỳ cứng và chịu nhiệt tốt. Chúng thường được sử dụng trong môi trường có tác động và mài mòn cao.

Tool Steels - Barrett Steel

Các loại thép công cụ

Các loại công cụ khác nhau đòi hỏi các loại thép công cụ khác nhau trong sản xuất. Thép công cụ được sử dụng rất đa dạng nhằm phục vụ tốt nhất cho yêu cầu sản xuất một loại công cụ cụ thể. Các yếu tố được thêm vào sẽ xác định ứng dụng cụ thể nào phù hợp với nó.

Air-hardening: Hàm lượng crom cao trong loại thép này cho phép nó tiếp xúc với nhiệt độ cao mà không bị biến dạng.
Water-hardening: Loại thép này được làm nguội bằng nước trong quá trình sản xuất, được sử dụng để chế tạo các công cụ thông thường.
Oil-hardening: Loại thép tôi bằng dầu này có khả năng chống mài mòn đặc biệt, được sử dụng để sản xuất dao và kéo.
High-speed: Hay còn gọi là thép gió có khả năng chống mài mòn và va đập cao. Nó được dùng để sản xuất mũi khoan và cưa điện.
Hot-working: Loại thép này có thể chịu được nhiệt độ cực cao và được sử dụng trong rèn và đúc.
Shock-resisting: Một lượng nhỏ carbon, silicon và molypden làm cho loại thép này cứng và phù hợp để dùng cho các công cụ đục lỗ và đinh tán.

Những loại này có thể được phân ra thêm theo ngành mà chúng được sử dụng, cũng như độ cứng và độ dẻo dai của chúng.

Sự khác biệt cấp bền vật liệu

Thép đặc biệt phức tạp do có nhiều tính chất và ứng dụng. Hai hệ tiêu chuẩn đã được phát triển để phân loại chính xác một loại vật liệu cụ thể, ngay cả trong các nhóm nhỏ. Được tiêu chuẩn hóa trong các ngành công nghiệp để có thể đảm bảo tính toàn vẹn của vật liệu. Hai tiêu chuẩn đó là:

ASTM (American Society for Testing and Materials): Phân loại bằng chữ và số biểu thị phân loại tổng thể, các thuộc tính cụ thể của thép.

SAE (Society of Automotive Engineers): Phân loại bằng số gồm bốn chữ số làm nổi bật loại thép và hàm lượng carbon cùng với sự hiện diện của các nguyên tố hợp kim khác.

Bạn có thể tìm thấy thép ở khắp mọi nơi, được sử dụng dưới nhiều hình thức khác nhau để phù hợp với nhiều nhu cầu khác nhau. Nó là một thành phần thiết yếu của nhiều vật liệu xây dựng, thiết bị gia dụng và thậm chí cả các công cụ được sử dụng để chế tạo các công cụ khác. Bằng cách kết hợp các yếu tố phù hợp, thép được sử dụng cho hầu hết mọi ứng dụng.