Thép là gì?

Thép là loại hợp kim của sắt với những nhân tố hóa học khác (S, Mn, P, Cr, Ni, Si, Mo, Mg, Cu…) và được nung chảy với cacbon. Những nhân tố hóa học và hàm lượng của chúng trong hợp kim thép mang khả năng điều chỉnh những đặc tính của thép như sức bền, khả năng chống oxy hóa, tính dẻo/dễ uốn, độ cứng, độ đàn hồi… Chỉ cần thay đổi nhân tố thành phần hoặc hàm lượng của nhân tố là mang thể thể tạo ra một loại thép khác. Bởi vậy nên hiện nay, trên toàn cầu mang tới hơn 3,000 loại thép được sản xuất và sử dụng. 

Thép là một hợp kim kim loại nên mang những tính chất đặc trưng của kim loại như mang ánh kim, dẫn nhiệt, dẫn điện mạnh. Ở mức nhiệt 500 độ C – 600 độ C, thép sẽ trở nên dẻo hơn. Ở mức nhiệt – 10 độ C, độ dẻo của thép sẽ giảm và với nhiệt độ – 45 độ C, thép sẽ giòn và dễ gãy nứt.

Đặc tính của thép

Để hiểu kỹ hơn thép là gì, chúng ta sẽ đi tìm hiểu về những đặc tính vượt bậc của thép. Trong quá trình sản xuất thép, việc phân chia tỷ lệ, thay đổi hàm lượng của cacbon, sắt và những nhân tố khác mang thể tạo ra rất nhiều loại thép mang cấu trúc và đặc tính khác nhau. Vì vậy, trong quá trình luyện thép, tùy thuộc vào nhu cầu và mục đích sử dụng, nhà sản xuất sẽ điều chỉnh hàm lượng những thành phần để luyện ra loại thép thích hợp. 

Thông thường, hàm lượng của cacbon trong thép sẽ ko to hơn 2.14% theo tổng trọng lượng. Hàm lượng cacbon càng to thì độ cứng và độ bền của thép sẽ càng cao nhưng sẽ giòn, khó uốn và dễ gãy hơn. Còn nếu hàm lượng cacbon càng nhỏ thì độ dẻo của thép càng to.

Cách phân loại thép mới nhất

Ngoài thép là gì thì cách phân loại thép cũng là vấn đề được quan tâm hàng đầu. Thép sẽ được phân chia theo những yếu tố sau:

Theo thành phần hóa học

Theo hàm lượng cacbon

Lúc hàm lượng cacbon thay đổi thì đặc tính của thép cũng thay đổi theo. Ví dụ, lúc tăng hàm lượng của cacbon, độ dẻo của thép sẽ giảm còn khả năng chịu lực và độ giòn lại tăng. Vậy nên, dựa vào hàm lượng cacbon, thép được chia làm 3 loại:

• Thép cacbon thấp: Thép cacbon thấp mang hàm lượng cacbon ko được to hơn  0,25% và mang đặc điểm là độ dẻo cao, dễ uốn nhưng độ bền lại thấp. 
• Thép cacbon trung bình: Loại thép này mang hàm lượng cacbon rơi vào khoảng  0,25-0,6%. Thép cacbon trung bình mang độ cứng và độ bền cao, được ứng dụng trong chế tạo những chi tiết máy cần phải chịu va đập cao và trọng tải tĩnh. 
• Thép cacbon cao: Hàm lượng cacbon của loại thép này là từ 0,6-2%. Thép cacbon cao sẽ được sử dụng để sản xuất dụng cụ đo lường, khuôn dập, dụng cụ cắt… 

Theo tổng hàm lượng của những nhân tố kim loại khác được thêm vào

Thép sẽ được thêm những kim loại khác như niken, đồng, crôm, nhôm, mangan… để điều chỉnh tính chất của thép theo nhu cầu sản xuất. Dựa theo tổng hàm lượng của những nhân tố kim loại khác được thêm vào, thép cũng được chia làm 3 loại:

• Thép hợp kim thấp với tổng hàm lượng của những nhân tố kim loại khác ko to hơn 2,5% 
• Thép hợp kim vừa với tổng hàm lượng của những nhân tố kim loại khác là từ từ 2,5-10%
• Thép hợp kim cao với tổng hàm lượng của những nhân tố kim loại khác to hơn 10% 

Theo mục đích sử dụng

Tùy vào mục đích sử dụng, thép sẽ được chia thành những loại như sau:

• Thép kết cấu: Loại thép này được ứng dụng phổ biến trong sản xuất, chế tạo máy, cơ khí và trong ngành xây dựng với khả năng chịu lực, chịu tải to và độ bền, độ dẻo cao. Thép kết cấu cũng được chia làm hai loại nhỏ là thép chế tạo máy và thép xây dựng. Trong đó, thép xây dựng thường ở dạng thanh dài hoặc tấm rộng với tính hàn tốt, độ dẻo cao để dễ uốn và khó bị giòn. Thép chế tạo máy thì sẽ mang chất lượng cao hơn là thép xây dựng.
• Thép dụng cụ: Thép dụng cụ mang khả năng chống ăn mòn và chịu lực tốt, độ bền và độ cứng cao. Loại thép này được sử dụng trong quá trình chế tạo dụng cụ gia dụng, máy cắt, gọt, khuôn dập, thiết bị đo lường…
• Thép mang tính chất vật lý đặc thù: Đặc trưng là thép kỹ thuật điện với những tính chất đặc thù như hệ số nở dài, từ tính thấp… 
• Thép mang tính chất hóa học đặc thù: Loại thép này gồm mang thép chịu nóng, thép bền nóng, thép ko gỉ… 

Theo chất lượng của thép

Ngoài cacbon thì chất lượng của thép còn được thẩm định bởi tỷ lệ của một số những tạp chất như photpho và lưu huỳnh. Càng ít tạp chất thì chất lượng của thép sẽ càng cao. Theo tỷ lệ tạp chất, thép sẽ được phân loại theo chất lượng như sau:

• Thép chất lượng thường ngày: Loại thép này sẽ mang 0,06% S và 0,07% P. Thép chất lượng thường ngày mang giá thành rẻ, năng suất cao và thường được sử dụng trong xây dựng.  Loại thép này cũng được chia làm 3 nhóm thép nhỏ là thép nhóm A (chia theo tính chất cơ học), nhóm B (chia theo tính chất hóa học) và nhóm C (mang cả tính chất hóa học và cơ học).
• Thép chất lượng tốt: Thép này được sản xuất trong lò điện hồ quang đãng và lò mactanh với hàm lượng tạp chất là 0,035% S và 0,035% P. Thép chất lượng tốt được ứng dụng trong chế tạo máy móc.
• Thép chất lượng cao: Loại thép này được chế tạo bởi những vật liệu mang chất lượng cao ở lò điện hồ quang đãng với 0,025% S và 0,025% P.
• Thép chất lượng rất cao: Gồm mang 0,025% P và 0,015% S. Thép chất lượng cao trước hết được luyện ở lò điện hồ quang đãng và sau đó tiếp tục được đúc chân ko bằng điện xỉ.

Theo mức oxi hóa

Cách chia này được dựa theo mức độ khử oxy, cụ thể:

• Thép lặng (l): Đây là loại thép được oxi hóa hoàn toàn, mang độ bền, độ cứng cao, ko bị rỗ khí lúc đúc và khó dập nguội nhưng lại mang lõm to nên ko được đẹp. Thép lặng được ứng dụng trong những  kết cấu hàn chảy hoặc thấm cacbon.
• Thép sôi (s): Thép sôi oxi hóa kém với đặc điểm là dẻo và dễ dập nguội. Khác với thép lặng, thép sôi ko được sử dụng để thấm cacbon vì hạt to. Ngoài ra, loại thép này cũng ko được sử dụng để đúc định hình hoặc làm những kết cấu hàn chảy vì nó sẽ làm giảm chất lượng do sẽ sinh ra bọt khí.
• Thép bán lặng (n): Loại thép này mang mức oxi hóa trung bình và thường được sử dụng để thay thế cho thép sôi.

Trên đây là những thông tin cơ bản nhất về thép. Chúng tôi kỳ vọng rằng qua đây, bạn đã mang thêm tri thức về thép là gì và cách phân loại của loại vật liệu phổ biến này.