Bất kỳ ai khi làm trong ngành xây dựng cũng cần biết và hiểu về các loại vật liệu xây dựng, một trong số đó phải nói đến thép, vật liệu không thể thiếu trong mọi công trình. Mặc dù là những thông tin cơ bản có thể ai cũng biết nhưng khi tìm hiểu rõ về chúng, bạn sẽ có thể tiết kiệm chi phí hơn, lựa chọn được vật liệu phù hợp, tạo nên các công trình vững chắc và thành công. Vậy nếu bạn còn một chút băn khoăn rằng Thép là gì? Nó có những tính chất và cách phân loại thép như thế nào? Thì hãy cùng Steel Online tìm hiểu về thép ở bài viết dưới đây.

Sơ lược về thép

Thép là hợp kim được sản xuất dưới sự kết hợp của Sắt với cacbon, thép tái chế và một lượng nhỏ các nguyên tố khác. Trong đó tỷ lệ Cacbon chiếm từ 0,02%- 2,14% , cùng các nguyên tố khác làm tăng độ cứng và hạn chế sự dịch chuyển của các nguyên tử của sắt trong cấu trúc tinh thể dưới sự tác động của các nguyên nhân khác nhau. Hàm lượng tỉ lệ các nguyên tố trong thép sẽ tạo nên các đặc tính khác nhau của chúng như độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo và sức bền kéo đứt.

Thép là kim loại nên có tính ánh kim, dẫn nhiệt, dẫn điện mạnh. Ở nhiệt độ 500°C-  600°C, thép trở nên dẻo, cường độ giảm.Ở nhiệt độ -10°C, tính dẻo của thép giảm. Ở nhiệt độ -45°C, thép dòn dễ nứt. Khối lượng riêng của thép là 7.85 tấn/m3

Phân loại thép

Có nhiều tiêu chí để phân loại thép tuy nhiên được sử dụng nhiều nhất đó là phân loại thép theo thành phần nguyên tố hóa học. Đây chính là yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới đặc tính và tính chất của thép.

Hiện nay có rất nhiều cách phân loại thép, tùy theo mục đích khác nhau để lựa chọn cách phân loại phù hợp. Các cách phân loại chính trên thị trường hiện nay: phân loại theo thành phần hóa học, phân loại theo chất lượng thép, phân loại theo phương pháp để lắng và phân loại theo công dụng.

Phân loại theo thành phần hóa học

Đây là cách phân loại quan trọng vì thành phần hóa học là yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới đặc tính và tính chất của thép. Thông thường chúng được chia thành 2 loại chính đó là: Thép các bon và thép hợp kim.

Thép Cacbon

Thép cacbon là loại thép có thành phần chính là sắt (Fe) và Carbon (C) các nguyên tố khác không đáng kể. Theo hàm lượng các bon, chúng được chia ra:

• Thép cacbon thấp: hàm lượng các bon ≤ 0,25%. Đây là loại thép mềm, dẻo, dễ gia công, được sử dụng trong ngành xây dựng.

• Thép cacbon trung bình: hàm lượng các bon 0,25 – 0,6%.

• Thép cacbon cao: hàm lượng các bon 0,6 – 2%.

• Khi tăng hàm lượng các bon, tính chất của thép cũng thay đổi: độ dẻo giảm, cường độ chịu lực và độ giòn tăng. Thép cacbon vừa và cao được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác.

Thép hợp kim

Để tăng cường các tính chất kỹ thuật của thép có thể cho thêm những nguyên tố kim loại khác như: mangan, crôm, niken, nhôm, đồng từ đó tạo thành thép hợp kim. chúng được sử dụng nhiều trong kết cấu xây dựng. Theo tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại thêm vào chia ra:

• Thép hợp kim thấp: tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác ≤ 2,5%.

• Thép hợp kim vừa: tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác 2,5-10%.

• Thép hợp kim cao: tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác > 10%.

Phân loại theo chất lượng thép

 Từ sự có mặt của các tạp chất có hại: lưu huỳnh và photpho trong thành phần của hỗn hợp thép ta có thể chia nhỏ thành các nhóm sau :

•  Thép chất lượng bình thường: Thành phần thép chứa khoảng 0,06 % lưu huỳnh và 0,07 % photpho trong hỗn hợp, thép được luyện từ lò L-D, năng suất thép cao và giá thành rẻ

•  Thép chất lượng tốt: Thành phần thép chứa khoảng 0,035 % lưu hùynh và 0,035 % photpho trong hỗn hợp, được luyện ở lò mactanh và lò điện hồ quang

•  Thép chất lượng cao: Thành phần thép chứa khoảng 0,025 % lưu hùynh và 0,025 % photpho trong hỗn hợp, được luyện ở lò điện hồ quang dùng nguyên liệu chất lượng cao

•  Thép chất lượng cao đặt biệt: Thành phần thép chứa khoảng 0,025 % phôtpho và 0,015 % lưu huỳnh trong hỗn hợp ,được luyện ở lò điện hồ quang, sau đó được tinh luyện tiếp tục bằng đúc chân không, bằng điện xỉ.

Theo phương pháp để lắng thép:

Thép lỏng từ lò luyện được rót vào các khuôn và để nguội cho kết tinh lại. Tùy theo phương pháp để lắng nguội có các phương pháp:

• Thép sôi: thép khi nguội bốc ra nhiều bọt khí tạo nên những chỗ không đồng nhất trong cấu trúc thép khiến thép có chất lượng không tốt, dễ bị phá hoại giòn và bị lão hóa.

• Thép tĩnh: trong quá trình nguội không có hơi bốc ra cuồn cuộn như thép sôi, do đã được thêm những chất khử oxy như silic, nhôm, manga. Những chất này khử hết oxy có hại và những tạp chất phi kim loại khác tạo nên xỉ nổi trên mặt.

• Thép nửa tĩnh: là trung gian giữa thép tĩnh và thép sôi, trong đó oxi không được khử hoàn toàn.Về chất lượng thép cũng như về giá thành của thép nửa tĩnh cũng là trung gian giữa 2 loại thép trên.

Phân loại theo công dụng

Theo mục đích sử dụng hay theo công dụng có thể chia thép cacbon thành hai nhóm thép kết cấu và thép dụng cụ.

• Thép kết cấu là loại được dùng làm các kết cấu, chi tiết chịu tải (lực) do đó ngoài yêu cầu về độ bền bảo đảm còn cần phải có đủ độ dẻo, độ dai yêu cầu tức là cơ tính tổng hợp. Đây là nhóm thép được sử dụng thường xuyên nhất với khối lượng lớn nhất. Trong nhóm này còn có thể phân tiếp thành hai nhóm nhỏ hơn là xây dựng và chế tạo máy:

• Thép xây dựng là loại chủ yếu được dùng trong xây dựng để làm các kết cấu thép dưới dạng các thanh dài, tấm rộng ghép lại, chúng đòi hỏi cơ tính tổng hợp song không cao. Thép xây dựng tuy có cần bền song phải có độ dẻo cao để dễ uốn khi lắp ghép và độ dai cao để khó bị phá hủy giòn, có tính hàn tốt.

• Thép chế tạo máy đòi hỏi cơ tính tổng hợp ở mức độ cao hơn nên nói chung đòi hỏi chất lượng cao hơn, đặc biệt là độ bền phải cao trong khi vẫn phải đảm bảo tốt độ dẻo, độ dai.

• Thép dụng cụ là loại chỉ chuyên dùng làm công cụ nên có yêu cầu chủ yếu là cứng và chống mài mòn.

• Thép được sử dụng trong một loạt các ứng dụng nhân tạo. Đặc biệt, Thép có thể khỏe hơn 1000 lần so với sắt.