Thép có ở khắp mọi nơi. Hãy nhìn vào một số đồ vật trong căn phòng bạn đang ngồi ngay bây giờ và thép được đảm bảo có mặt trong một số đồ vật xung quanh bạn. Thật khó để tưởng tượng một thế giới không có thép.
Chúng tôi nghĩ rằng nó đáng để giúp mọi người tìm hiểu thêm một chút về thép: nó đến từ đâu, nó được tạo ra như thế nào, các loại lựa chọn thép khác nhau và tất nhiên là tất cả các mục đích sử dụng khác nhau đối với thép. Cho dù đó là thép ống, thép thanh hay thép tấm, chúng tôi tin tưởng các nhà sản xuất cung cấp cho chúng tôi một sản phẩm mạnh mẽ gần như không thể tin được.
Thép là gì?
Sắt là khoáng chất có sẵn nhiều nhất trong lõi và lớp phủ của Trái đất, mặc dù ở dạng tinh khiết nó cực kỳ mềm và cần được oxy hóa thành oxit sắt. Khả năng chịu lực và độ bền kém của dạng này khiến việc sử dụng bàn ủi trở nên vô cùng khó khăn. Để tăng cường các đặc tính này, lên đến 2% cacbon được thêm vào sắt nguyên chất, tạo ra một chất rất bền và cứng gọi là thép.
Do có độ bền và độ bền cao, thép được sử dụng để chế tạo mọi thứ từ kim khâu đến tàu chở dầu, cũng như các công cụ cần thiết để sản xuất chúng. Tuy nhiên, các loại kim loại khác thường được thêm vào thép để kết hợp các phẩm chất khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng.
Các chất bổ sung kim loại này cho đến nay đã tạo ra 3.500 biến thể khác nhau của thép, mỗi loại có các đặc điểm và tính chất cấu trúc, hóa học và vật lý khác nhau. Đáng ngạc nhiên hơn nữa là hơn 75% các biến thể này đã được đưa ra trong hai thập kỷ qua để đáp ứng nhu cầu công nghiệp đang thay đổi nhanh chóng.
các loại thép khác nhau
Hãy cùng khám phá các loại thép được sử dụng phổ biến nhất, tính chất đặc biệt và công dụng của chúng. Có 14 loại thép chính, với các danh mục phụ khác nhau trong các danh mục.
1. Thép cacbon
Hầu hết thép trên thế giới là một dạng thép cacbon. Nó bao gồm sắt, cacbon và một lượng cụ thể của các nguyên tố hợp kim khác. Là nguyên tố hợp kim chính của thép cacbon, cacbon chiếm khoảng 90% tổng sản lượng thép.
Nó giúp tạo ra một kim loại chắc chắn và cứng cáp hơn rất nhiều. Điều này là do các nguyên tử có trong cacbon cho phép nó đi qua mạng tinh thể của sắt, làm biến dạng nhẹ mạng tinh thể và lấp đầy khoảng trống giữa các nguyên tử kim loại.
Với đặc điểm này, các sản phẩm thép cacbon tạo thành là cực kỳ cứng. Điều xác định sức đề kháng này là lượng carbon hiện diện, phân loại sâu hơn thành ba loại:
A) Thép cacbon cao
Thép cacbon cao thường chứa từ 0. 61% đến 1,5% cacbon, dẫn đến thép cứng, giòn và cứng. Để cải thiện khả năng chống mài mòn, nó được xử lý nhiệt thích hợp. Ngoài việc được sử dụng làm dây và lò xo có độ bền cao, nó còn là vật liệu hữu ích để sản xuất máy móc giảm chấn.
B) Thép cacbon trung bình
Biến thể này kết hợp hàm lượng carbon từ {{0}}. 31 phần trăm đến 0,6 phần trăm, dẫn đến thép hơi dẻo có độ bền kéo cao hơn thép carbon thấp. Để làm cứng nó, nó thường được xử lý bằng phương pháp ủ, là một hình thức xử lý nhiệt.
Vì nó rất dễ uốn và có thể được đúc thành nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, loại này được sử dụng rộng rãi nhất trong ba loại. Từ những tòa nhà chọc trời đến biển quảng cáo, cầu đến nhà ở, bạn sẽ thấy nó được sử dụng ở khắp mọi nơi.
C) Thép cacbon thấp
Thép cacbon thấp (hoặc thép nhẹ) chứa tới 0. 3% cacbon. Mặc dù nó mang lại độ dẻo và độ dẻo cao, nhưng thép cacbon thấp được đặc trưng bởi độ bền kéo thấp, có thể được cải thiện bằng quá trình cán nguội.
Điều này bao gồm việc cán thép giữa hai con lăn được đánh bóng trong điều kiện áp suất cao. Trong số các ứng dụng phổ biến nhất của nó là sản xuất các tấm, hộp, ống, dây chuyền, dây, hộp, đinh tán, khung xe, v.v.
2. thép hợp kim
Thép hợp kim được tạo thành từ nhiều kim loại khác nhau ngoài sắt. Những bổ sung này giúp vận dụng các đặc tính của thép để phục vụ các ứng dụng cụ thể. Các kim loại như nhôm, niken, silic, crom, mangan, titan và đồng được sử dụng ở một mức độ nào đó.
Việc sử dụng các kim loại này làm phát sinh các đặc tính không có trong thép cacbon. Những thay đổi mong muốn xảy ra ở độ bền, độ định hình, khả năng chống ăn mòn, độ dẻo và độ cứng của thép. Thép hợp kim thường được sử dụng để làm đường ống, phụ tùng ô tô, máy phát điện, máy biến áp và động cơ điện.
Thép hợp kim thường đáp ứng tốt hơn với các loại xử lý khác nhau và được sử dụng trong các ngành công nghiệp chuyên biệt hơn như thiết bị gia dụng, đóng tàu và ô tô. Nó có thể ở dạng xúc giác mạnh hơn hoặc nhiều hơn, dạng có khả năng chống oxy hóa cao hoặc dạng thích hợp hơn để hàn.
A) Thép hợp kim thấp
Thép hợp kim thấp là một nhóm các kim loại đen được kết hợp để cải thiện các tính chất cơ học tổng thể của vật liệu, thường mạnh hơn nhiều so với thép cacbon thường.
Các nguyên tố như molypden, niken và crom được thêm vào để cải thiện độ dẻo và độ cứng của vật liệu, nếu không sẽ yếu hơn và mềm hơn nhiều. Thép hợp kim thấp thường được sử dụng cho kim loại tấm, phụ tùng ô tô và các hình dạng kết cấu.
B) Thép hợp kim cao
Thép hợp kim cao được tạo thành từ các kim loại đen khác nhau được kết hợp với các nguyên tố hợp kim để tạo ra các pha nhất định và ổn định chúng. Hợp kim thép không gỉ là thép hợp kim cao.
Nhờ các nguyên tố như niken và molypden, thép hợp kim cao có khả năng bền hoàn hảo và chống ăn mòn cao.
Tùy thuộc vào sự kết hợp của các nguyên tố hợp kim, thép hợp kim có nhiều biến thể khác nhau. Chúng tôi đã tập hợp các loại được sử dụng nhiều nhất:
3. Thép vonfram
Vonfram, còn được gọi là vonfram, về cơ bản là một kim loại bạc xỉn có điểm nóng chảy cao nhất so với bất kỳ kim loại nào ở dạng tinh khiết nhất. Điều làm cho nó nổi bật so với các loại kim loại khác là độ bền và khả năng chịu nhiệt độ cao. Do những đặc điểm này, các hợp kim thép khác nhau sử dụng kim loại này để cải thiện khả năng chống ăn mòn và mài mòn.
Ngoài ra, đầu phun động cơ tên lửa sử dụng thép vonfram để chịu nhiệt cao. Khi kết hợp với coban, niken và sắt, thép vonfram có thể được sử dụng để chế tạo cánh tuabin cho nhiều loại máy bay. Ngoài ra, nhiều máy móc và công cụ khác đòi hỏi khả năng chịu nhiệt cao nên chúng sử dụng thép vonfram.
4. Thép niken
Thép hợp kim niken là một trong những hợp kim thép được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Ngoài hàm lượng niken cao, khoảng 3,5 phần trăm, nó còn bao gồm khoảng 0. 35 phần trăm carbon. Điểm đặc biệt của nó là việc bổ sung niken tăng cường kết cấu thép mà không làm giảm độ dẻo theo tỷ lệ. Độ dẻo dai tăng lên này giúp chống lại gãy xương do va đập, va đập và tải trọng cao.
Ngoài ra, tại thời điểm làm nguội, niken làm giảm giá trị biến dạng của thép. Thép niken cung cấp khả năng đáp ứng đáng kinh ngạc đối với quá trình xử lý nhiệt vì việc bổ sung niken làm giảm nhiệt độ của thép khiến nó trở nên lý tưởng cho việc xử lý nhiệt.
5. Thép mangan
Thép mangan là một loại thép làm cứng gia công có hàm lượng mangan từ 11% đến 14%. Do đặc tính làm cứng và chống mài mòn tuyệt vời của nó, thép mangan được sử dụng trong sản xuất đường ray xe lửa phức tạp. Các ứng dụng hiện tại khác là xô xẻng, tủ nổ, máy nạo, tấm an toàn chống khoan, v.v.
6. Thép Vanadi
Thép Vanadi được biết đến với đặc tính chống ăn mòn cũng như khả năng hấp thụ chấn động. Ngoài việc được sử dụng cho các đường ống và ống dẫn hóa chất, thép vanadi được sử dụng ở dạng màng mỏng để liên kết titan với thép trong các ứng dụng hàng không vũ trụ.
Chỉ cần 1% vanadi và crom là đủ để đạt được khả năng chống sốc và chống rung, lý tưởng cho các ứng dụng ô tô.
7. Thép crom
Việc bổ sung crom làm giảm tốc độ nguội tới hạn và tăng khả năng chống đóng cặn, chống mài mòn và chịu nhiệt độ cao của thép. Nó được sử dụng chủ yếu để tăng khả năng chống ăn mòn. Thép crom, với độ đàn hồi và độ bền kéo cao, thường được sử dụng để chế tạo máy móc và phụ tùng ô tô, máy nghiền đá, két sắt.
8. Thép chrome vanadi
Thép chrome-vanadi sử dụng cả chrome và vanadi, kết hợp các đặc tính của mỗi loại. Với độ bền kéo cực cao, thép có thể dễ dàng cắt nhưng không bị giòn. Công dụng phổ biến nhất của nó là bánh răng, trục xe, thanh nối, khung xe, v.v.
9. Thép silic
Khi nói đến lực từ, thép silic là vật liệu quan trọng nhất được sử dụng ngày nay. Trong khi một lượng nhỏ thép silic được sử dụng trong máy biến áp xung và rơ le nhỏ, các ứng dụng như động cơ lớn và máy phát điện lại sử dụng hàng tấn thép silic.
Trong số các tính chất của nó, sự giảm độ bão hòa, điện trở suất, từ tính và dị hướng từ tinh thể được đánh giá cao. Với việc bổ sung silicon chỉ từ 1 đến 2 phần trăm, loại thép này được sử dụng nhiều nhất để sản xuất nam châm vĩnh cửu.
10. Thép molypden
Là một chất tạo hợp kim có giá trị cho thép, molypden giúp cải thiện độ dẻo dai, khả năng hàn và chống ăn mòn của thép. Điều này làm cho nó lý tưởng để sử dụng trong thép kết cấu và do đó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng trong môi trường biển. Đường ống dẫn dầu và khí đốt và ổ bi cũng sử dụng thép molypden.
11. Thép coban
Hợp kim coban cung cấp khả năng chống ăn mòn, mài mòn, nhiệt độ cao và các đặc tính từ tính rất lớn. Một số ứng dụng khó khăn nhất đối với coban là cánh tuabin khí và gầu múc. Tuy nhiên, loại thép này được sử dụng phổ biến hơn để chế tạo các dụng cụ cắt.
12. Nhôm thép
Việc bổ sung nhôm giúp kết hợp khả năng phản xạ nhiệt. Với mật độ khoảng một phần ba so với nhôm thép, nó được sử dụng trong các ứng dụng cần trọng lượng thấp và cường độ cao.
Vì vậy, thép nhôm được sử dụng rộng rãi để sản xuất hệ thống ống xả xe máy và ô tô. Ngoài ngành công nghiệp ô tô, nhôm thép được sử dụng đa dạng trong các ứng dụng sản xuất điện, kiến trúc, chế biến thực phẩm, đóng gói, truyền tải điện, v.v.
13. Thép công cụ
Thép công cụ là loại thép được sử dụng để sản xuất các loại công cụ khác nhau được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm công cụ tác động, công cụ cắt như công cụ làm dao và các loại khác. Chúng được tạo thành từ hợp kim của các kim loại như vonfram, coban, molypden và vanadi với số lượng khác nhau. Chúng không chỉ cứng và bền mà còn có khả năng chịu nhiệt cao.
Tùy thuộc vào loại công cụ được sản xuất, chất lượng của thép công cụ khác nhau, dẫn đến nhiều biến thể trong loại thép công cụ:
A) Thép công cụ chống va đập
Như tên cho thấy, biến thể này của thép công cụ được thiết kế để cung cấp khả năng chống sốc cao ở các mức nhiệt độ khác nhau. Với hàm lượng carbon, silicon và molypden thấp, nó có khả năng chống mài mòn và vừa phải. Loại thép này chủ yếu được sử dụng để chế tạo các công cụ như tua vít, dùi, đục và các công cụ dùng trong việc tán đinh.
B) Thép công cụ mục đích đặc biệt
Thép công cụ này được thiết kế đặc biệt để đạt được độ cứng và tính dễ uốn vừa phải, sử dụng loại thép hợp kim thấp. Chúng thường được sử dụng để làm chìa khóa, bu lông và vòi.
C) Thép công cụ nóng
Thép công cụ gia công nóng được sử dụng để sản xuất các công cụ yêu cầu chịu nhiệt cao trong thời gian dài, chẳng hạn như được sử dụng trong rèn nóng, đùn, đột dập, đúc và lưỡi cắt.
D) Thép công cụ làm cứng bằng nước
Là loại rẻ nhất, thép công cụ làm cứng bằng nước được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất công cụ. Để tăng thêm độ cứng cho các đồ vật hoặc dụng cụ, thép này được làm nguội bằng nước. Có khả năng chống mài mòn bề mặt cao, loại thép này thường được sử dụng để chế tạo dũa, dao cắt, búa, lưỡi dao và các vật dụng tương tự.
E) Thép công cụ tốc độ cao
Thép công cụ tốc độ cao được tạo thành từ các hợp kim của thép vonfram, molypden và vanadi. Các thành phần này cứng và giữ được độ cứng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, giúp tạo ra một loại thép hoàn hảo cho máy móc tốc độ cao như khoan, doa, cưa, đột, vòi, v.v.
F) Thép công cụ nguội
Biến thể này của thép công cụ kết hợp hàm lượng crom cao để có đặc tính biến dạng thấp trong quá trình tôi cứng, có thể được thực hiện bằng không khí hoặc dầu. Tính năng này làm cho các công cụ được sản xuất không dễ bị bẻ khóa. Là một loại thép rất bền, thép công cụ nguội là lý tưởng để chế tạo lưỡi dao, khuôn dập, dụng cụ rèn, v.v.
G) Thép làm khuôn
Thép khuôn sử dụng thép cacbon để làm khuôn ép và nén cho nhựa. Ngoài ra, một ứng dụng phổ biến khác là đúc khuôn kẽm.
14. thép không gỉ
Mặc dù thép không gỉ được tạo thành từ các hợp kim kim loại khác nhau, nhưng crom là nguyên tố chính và chiếm từ 10 đến 20 phần trăm tổng thành phần của thép. Trước đây được gọi là thép "không gỉ", thép không gỉ được ưa chuộng vì vẻ ngoài và khả năng chống gỉ cao. Chính xác, nó có khả năng chống oxy hóa cao hơn khoảng 200 lần so với các loại thép khác, đặc biệt là khi lượng crom lớn hơn 11%.
Do khả năng chống ăn mòn cao nên thép không gỉ là loại thép đắt tiền nhất. Là loại thép rất bền, thép không gỉ có thể chịu được sự hao mòn xảy ra trong quá trình sử dụng hàng ngày. Để tăng cường hơn nữa khả năng chống trầy xước và ăn mòn, lớp crom vô hình đóng vai trò ngăn ngừa rỉ sét. Các thành phần kim loại khác của thép không gỉ là molypden và niken.
Tùy thuộc vào ứng dụng, kích thước và cấp độ của thép không gỉ có thể khác nhau, và có thể ở dạng tấm, thanh, ống, tấm và dây. Tùy thuộc vào cấu trúc tinh thể và tính chất cơ học của thép không gỉ, nó có thể được phân thành một số loại:
A) Thép không gỉ Ferritic
Thép Ferritic chứa khoảng {{0}} phần trăm crom, lên đến 0,1 phần trăm cacbon, dấu vết của niken và các kim loại hợp kim khác với một lượng nhỏ như nhôm, molypden và titan. Thép Ferritic rất cứng, mạnh và có từ tính, và có thể được tăng cường thêm bằng cách gia công nguội. Tuy nhiên, chúng không phản ứng với xử lý nhiệt, có nghĩa là chúng không thể được làm cứng bằng kỹ thuật này.
B) Thép không gỉ Austenit
Thép Austenit có hàm lượng crom cao hơn nhiều so với các loại thép không gỉ của chúng. Hàm lượng crom trong loại thép này có thể đạt 18 phần trăm, trong khi các nguyên tố khác là niken, chiếm 8 phần trăm và cacbon, với 0. 8 phần trăm. Mặc dù thép Austenit không phản ứng với các phương pháp xử lý nhiệt, nhưng nó rất phổ biến vì đặc tính không từ tính, điều này khiến nó trở thành một trong những loại thép được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Một số ứng dụng phổ biến là sản xuất đường ống, thiết bị chế biến thực phẩm và đồ dùng nhà bếp.
C) Thép không gỉ Martensitic
Được cấu tạo từ 11 đến 17 phần trăm crom, thép mactenxit chứa khoảng 1,2 phần trăm cacbon và ít hơn 0. 4 phần trăm niken. Thép Martensitic không chỉ đáp ứng với xử lý nhiệt, mà còn có các đặc tính từ tính. Dụng cụ nha khoa và phẫu thuật, dao, lưỡi, và các dụng cụ cắt khác sử dụng thép không gỉ martensitic.
D) Thép không gỉ kép
Thép Duplex chỉ đơn giản là sự kết hợp của thép ferit và thép Austenit, tạo ra một loại thép cứng hơn nhiều so với thép của chính nó. Nó không chỉ có thể hàn, mà còn chống ăn mòn. Tuy nhiên, nó không mạnh về mặt từ tính.
E) Kết tủa làm cứng thép không gỉ
Loại thép này được tạo thành từ 17% crom và 4% niken, tạo ra nhiều loại thép cứng. Ngoài ra, các kim loại khác được thêm vào với số lượng khác nhau, chẳng hạn như nhôm, đồng và niobi. Loại này có thể được đúc thành các hình dạng khác nhau, rất lý tưởng để sử dụng trong các bộ phận động cơ và thùng chứa chất thải hạt nhân. Nó cũng cung cấp khả năng chống ăn mòn vừa phải.
