Giới thiệu và phân loại thép carbon

Phân loại thép carbon

1. Theo phần trăm khối lượng carbon: thép carbon thấp (C: ≤0,25%), thép carbon trung bình (C: 0,25% < C < 0,6%), thép carbon cao (C: >0,6%)

Hàm lượng carbon càng cao thì độ cứng và độ bền càng lớn, nhưng độ dẻo giảm.

2. Theo chất lượng thép (chủ yếu là hàm lượng tạp chất lưu huỳnh và phốt pho): thép carbon thông thường (S < 0,055%, P < 0,045%), thép carbon chất lượng cao (S < 0,040%, P < 0,040%), thép carbon chất lượng cao cấp (S < 0,030%, P < 0,035%)

3. Theo mục đích sử dụng: Thép cấu trúc carbon: Chủ yếu được dùng trong cầu, tàu thuyền, các bộ phận công trình xây dựng, cơ khí; thép công cụ carbon: Chủ yếu được dùng trong dao, khuôn, dụng cụ đo lường, v.v.

Các mác thép carbon và ứng dụng

Thép cấu trúc carbon thông thường: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, v.v. Các con số chỉ cường độ chảy tối thiểu (đơn vị MPa). Các mác Q195, Q215, Q235 có độ dẻo tốt, có thể cán thành tấm thép, thanh thép, ống thép, v.v.; các mác Q255, Q275 có thể cán thành thép hình, tấm thép, v.v.

Thép cấu trúc carbon chất lượng cao: Mác thép được biểu thị bằng phần vạn khối lượng trung bình của carbon, ví dụ như 20#, 45#, v.v. Mác 20# nghĩa là chứa C: 0,20% (20/10.000).

Chủ yếu được dùng để chế tạo các chi tiết máy khác nhau.

Thép công cụ carbon: Mác thép được biểu thị bằng khối lượng trung bình của carbon, phía trước có ký hiệu T, ví dụ như T9, T12, v.v. T9 nghĩa là chứa C: 0,9% (9 phần nghìn).

Chủ yếu được dùng để chế tạo các loại dụng cụ cắt, dụng cụ đo lường, khuôn, v.v.

Thép đúc: Cấp thép đúc được đặt ký hiệu chữ ZG phía trước số, và con số biểu thị hàm lượng khối lượng trung bình của nguyên tố trong thép (tính theo phần vạn). Ví dụ, ZG25 nghĩa là chứa C: 0,25%.

Cách sử dụng: Vật liệu chủ yếu được dùng để chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp nhưng yêu cầu độ bền, độ dẻo và độ dai nhất định, chẳng hạn như bánh răng, khớp nối, v.v.

Nhiệt luyện thông thường đối với thép cacbon

tôi luyện

Thép được nung đến nhiệt độ thích hợp, giữ nhiệt trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó làm nguội chậm (làm nguội trong lò) nhằm thu được trạng thái cấu trúc gần cân bằng.

Tôi luyện hoàn toàn, tôi luyện đẳng nhiệt, tôi luyện cầu hóa, tôi luyện khuếch tán, tôi luyện khử ứng suất

Tôi thường hóa

Quy trình nhiệt luyện là nung các chi tiết thép lên cao hơn nhiệt độ AC3 và Acm từ 30–50 °C, giữ nhiệt trong thời gian thích hợp, sau đó làm nguội trong không khí để thu được cấu trúc tương tự pearlit.

Tôi cứng

Một quy trình xử lý nhiệt trong đó các chi tiết thép được nung đến nhiệt độ austenit hóa rồi làm nguội nhanh để biến đổi cấu trúc thành martensit. Hình thái của martensit thu được có mối liên hệ chặt chẽ với thành phần thép, kích thước hạt austenit ban đầu và điều kiện hình thành. Hạt austenit càng nhỏ thì martensit càng mịn.

Tôi luyện

Sau khi tôi thép, để loại bỏ ứng suất nội tại và đạt được các tính chất yêu cầu, chi tiết được nung đến một nhiệt độ nhất định dưới AC1, giữ ở nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó làm nguội về nhiệt độ phòng.

thép hợp kim

Một hoặc nhiều nguyên tố hợp kim được thêm vào thép cacbon để tạo thành loại thép gọi là thép hợp kim.

Phân loại thép hợp kim

Theo lượng nguyên tố hợp kim chứa: thép hợp kim thấp (tổng hàm lượng khối lượng nhỏ hơn 5%), thép hợp kim trung bình (tổng hàm lượng khối lượng từ 5%–10%), thép hợp kim cao (tổng hàm lượng khối lượng lớn hơn 10%)

Theo loại nguyên tố hợp kim chính: thép crôm, thép crôm-niken, thép, thép silic-mangan, v.v.

Theo công dụng: thép kết cấu, thép dụng cụ, thép có tính năng đặc biệt.

Thép không gỉ

Một loại thép có khả năng chống ăn mòn cao trong khí quyển và trong các môi trường ăn mòn nói chung.

Công dụng: Chủ yếu được sử dụng để chế tạo các chi tiết hoặc bộ phận kết cấu làm việc trong các môi trường ăn mòn khác nhau và yêu cầu độ chống ăn mòn cao. Được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như dầu khí, công nghiệp hóa chất, năng lượng nguyên tử, khai thác đại dương, quốc phòng và một số lĩnh vực khoa học – công nghệ tiên tiến.