Thép Là Gì? Phân Loại Và Ứng Dụng Của Thép Trong Sản Xuất

Khoa học kỹ thuật ngày càng tiến bộ dẫn đến sự xuất hiện của nhiều loại vật liệu khác nhau nhưng thép vẫn là cái tên không hề bị lu mờ. Vậy thép là gì? Thép có mấy loại và ứng dụng của thép trong sản xuất là gì? Hãy cùng Inox Gia Hưng khám phá chi tiết về vật liệu này qua bài viết dưới đây.

1. Thép là gì?

Trong các ngành sản xuất công nghiệp hay lĩnh vực xây dựng, thép là nguyên liệu vô cùng thiết yếu. Vậy thực tế thép là gì? Tại sao thép lại quan trọng trong nhiều lĩnh vực đến vậy?

Chúng ta có thể hiểu rằng thép là tên gọi của một vật liệu hợp kim của sắt và cacbon cùng các nguyên tố kim loại, phi kim khác. Trong đó, thành phần chủ yếu của hợp kim này là sắt và các nguyên tố còn lại như cacbon, silic, photpho, crom, niken,... sẽ chiếm phần trăm thành phần nhỏ hơn.

Thép là gì? Tại sao vật liệu ngày càng được ưa chuộng

Vật liệu có những đặc tính nổi trội như độ cứng, độ đàn hồi, sức bền, khả năng chịu nhiệt, chịu lực, khả năng chống oxy hoá,... Những tính chất của thép này có sẽ nhờ thành phần hàm lượng của các nguyên tố hoá học cấu thành tạo nên.

Thành phần tỉ lệ của các nguyên tố có thể thay đổi điều chỉnh mang lại đặc tính mong muốn. Chính vì vậy cũng tạo sự đa dạng của các loại thép, tính đến thời điểm hiện tại trên thế giới có hơn 3000 loại thép.

2. Tính chất hóa học của thép

Nếu muốn biết tính chất của thép là gì thì chúng ta phải nhìn nhận vào thành phần cấu tạo của vật liệu. Đây là một hợp kim của kim loại và có tính dẫn điện, dẫn nhiệt khá mạnh, đồng thời sở hữu màu sắc ánh kim.

Ở nhiệt độ từ 500 - 600 độ C thép sẽ trở nên dẻo dai hơn dễ gia công tạo hình, cường độ giảm. Trái lại, khi ở ngưỡng nhiệt độ - 10 độ C đặc tính này của thép giảm đi và đến - 45 độ C thì thép giòn và dễ nứt.

Vật liệu thép dễ định hình, tính tổng hợp cao, nhiều chủng loại bằng chứng là có vô số ứng dụng của thép trong xây dựng, trong sản xuất công nghiệp cơ khí,... Khi thay đổi một nguyên tố và tỉ lệ có thể dẫn tới thép có đặc tính độ bền, độ dẻo khác nhau thích hợp cho lĩnh vực nào đó.

Ví dụ như thép có tỉ lệ cacbon càng cao thì độ cứng, độ bền càng lớn nhưng độ dẻo lại giảm và cực kỳ khó gia công.

3. Đặc tính của thép

Thép có nhiều loại và mỗi loại có thành phần nguyên liệu có tỉ lệ khác nhau tạo nên những đặc tính riêng biệt cho thép. Trong đó thường được đề cập trong luyện thép chính là 2 nguyên tố chính là cacbon và sắt.

Chỉ cần thay đổi tỉ lệ thành phần 2 nguyên tố này đã có thể tạo ra nhiều cấu trúc thép với đặc tính khác nhau. Nhà sản xuất sẽ căn cứ theo nhu cầu sử dụng và mục đích sử dụng mà tạo nên loại thép phù hợp.

Đặc tính nổi bật của thép là gì?

Trong đó tỉ lệ cacbon trong thành phần thép không được phép quá 2.14% tính theo trọng lượng. Nếu tỉ lệ cacbon quá cao thì thép sẽ có độ cứng cao, bền với nhiệt nhưng sẽ giòn, khó uốn. Ngược lại tỉ lệ cacbon thấp hơn thì độ dẻo của thép sẽ càng tăng.

4. Thép cacbon là gì?

Thép cacbon là loại thép lấy hai thành phần sắt và cacbon làm trung tâm, các thành phần còn lại là thứ yếu có tỉ lệ không đáng kể. Trong quá trình sản xuất điều chế nếu tăng giảm lượng cacbon trong thành phần có thể mang đến hiệu quả vật liệu đáp ứng nhu cầu sử dụng.

Theo hàm lượng tỉ lệ thành phần cacbon, loại thép này được chia thành ba loại như sau:

• Thép cacbon thấp có hàm lượng cacbon ≤ 0.25%
• Thép cacbon trung bình có hàm lượng cacbon từ 0.25 - 0.6%
• Thép cacbon cao có hàm lượng cacbon từ 0.6 - 2%

Thép cacbon là loại thép được đánh giá cao về chất lượng với hàm lượng tỉ lệ thành phần rõ ràng, chính xác với chỉ tiêu rõ ràng. Trong các công trình sản xuất thì đây là loại thép được ưa chuộng tin dùng.

5. Thép hợp kim là gì?

Nếu như thép cacbon được phân loại theo thành phần hoá học thì thép hợp kim được phân loại dựa trên hàm lượng nguyên tố kim loại được thêm vào. Song song với hai thành phần chính tạo nên vật liệu là sắt và cacbon thì tỉ lệ thành phần nguyên tố kim loại khác cũng được thêm vào với tỉ lệ khác biệt.

Mục đích của việc thay đổi tỉ lệ nguyên tố kim loại như trên chính là nhằm thay đổi đặc tính hoá học của thép. Người ta sẽ phân loại thép hợp kim thành 2 nhóm:

• Thép hợp kim thấp có tổng hàm lượng kim loại khác ≤ 0.25%
• Thép hợp kim trung bình có tổng hàm lượng kim loại khác 0.25  -10%
• Thép hợp kim cao có tổng hàm lượng kim loại khác >10%

Mục đích tạo ra loại thép là gì? Loại thép hợp kim có thể bổ sung các kim loại như mangan, niken, crom, đồng, silic,... mỗi thành phần có những đặc tính nổi trội sẽ giúp thép có được những ưu điểm của thành phần.

Ví dụ như niken giúp tăng độ đàn hồi, crom giúp chống oxy hóa, đồng và silic giúp chống lại sự ăn mòn của axit sunfuric,...

Vật liệu thép được phân loại theo nhiều cách khác nhau như thép hợp kim, thép cacbon,...

6. Thép không gỉ là gì?

Thép không gỉ hay còn được biết đến là inox là loại thép chứa ít nhất 10.5% crom trong thành phần. Với nguyên tố chủ chốt được thêm vào thành phần là crom có thể mang đến khả năng chống hoen gỉ, chống ăn mòn cho vật liệu thép.

Thành phần crom càng cao thì các đặc tính này càng nổi bật và có thể mang đến nhiều ứng dụng của thép cho đời sống. Đây là một trong số những loại thép phổ biến cực kỳ được ưa chuộng hiện nay vì đặc tính hữu ích.

Có 4 loại thép không gỉ được phân loại bao gồm:

• Austenitic bao gồm các loại như: inox 201, inox 304, inox 316,...
• Ferritic phổ biến bao gồm các loại như: inox 430, inox 409, inox 444,...
• Duplex thường gặp là các loại bao gồm: LDX 2101, SAF 2304, 2205,...
• Martensitic bao gồm các loại là: inox 410, inox 440, inox 420, inox 416, inox 436,...

7. Các loại kết cấu thép phổ biến

Các loại kết cấu thép dùng để các loại hình dạng vật liệu tháp và khả năng chịu lực. Chúng có đặc tính ưu điểm khác nhau và thích hợp cho các công năng nhất định. Vậy hiện nay thịnh hành các loại kết cấu thép là gì?

Thép lá

Thép lá giống như tên của mình là vật liệu thép được cán mỏng, dài thành các dạng tấm như lá. Chúng sẽ có dạng tấm hoặc dạng cuộn dày từ 4 - 160mm, dài 6 - 12m, rộng 0.5 - 3.8m.

Thép hình

Thép hình là dạng thép được gia công thành hình dáng chữ như I, U, L, V, H,.. để phục vụ cho nhiều công trình. Dạng này còn được gọi là nẹp và có thể được gia công bằng nhiều cách khác nhau như gia công nhiệt, gia công cán nóng, cán nguội,...

Thép hộp

Thép hộp có hình dáng tương tự như một khối hình hộp dài được hình thành từ các tấm tôn lớn với độ dày khác nhau. Các tấm tôn lớn sẽ được di chuyển qua khuôn để tạo thành hình dạng hộp vuông hộp chữ nhật có quy cách mặc định theo nhu cầu sản xuất.

Kết cấu thép là gì? Đâu là chủng loại phổ biến hiện nay

Thép ống

Thép ống hay còn được được gọi là thép tròn rỗng là dạng ống thép có cấu tạo rỗng bên trong. Loại này nổi bật với khả năng chịu lực tốt, nhiều kích thước và có thể ứng dụng cho nhiều công trình.

Thép xây dựng

Thép xây dựng, thép tròn đặc hay láp là tên gọi của vật liệu thép có kết cấu dạng thanh tròn, đặc ruột. Ứng dụng của thép trong xây dựng được gọi tên đầu tiên chính là loại thép này.

Thép tròn đặc có dạng thanh tròn hình trụ dài có nhiều kích cỡ phuy khác nhau, có dạng thẳng lẫn dạng cuộn, dạng trơn lẫn dạng vân.

8. Ứng dụng của thép trong đời sống và sản xuất

Để tìm hiểu ứng dụng của thép là gì thì chúng ta có thể nhìn vào những tính chất của thép và phân loại của chúng. Theo đó, đặc điểm nổi bật của vật liệu này là bền chắc, cứng, chịu lực và còn có nhiều đặc tính đi kèm như dẻo, chống oxy hoá,...

Với những đặc tính nổi trội đó, thép mang đến nhiều lợi ích cho đời sống sản xuất cụ thể đó là những ứng dụng như:

• Trong lĩnh vực xây dựng

Khi nhắc về thép chúng ta sẽ nghĩ ngay đến những ứng dụng của vật liệu này trong ngành xây dựng. Cụ thể vật liệu này sẽ góp phần gia cố xây dựng nền móng vững chắc cho ngôi nhà, đồng thời còn giúp xây dựng nhiều cơ sở hạ tầng khác nhờ bê tông cốt thép vững chãi.

• Trong ngành công nghiệp đóng tàu

Nhờ thành phần có độ bền cao, chống oxy hoá tốt mà thép còn được ứng dụng trong công nghiệp đóng tàu. Các chi tiết máy hay vỏ tàu sẽ có độ bền cao hơn, giúp ích cho đời sống và kinh tế.

• Trong các ngành công nghiệp sản xuất

Trong các ngành công nghiệp sản xuất, đặc biệt là các ngành hóa mỹ phẩm thì thép là vật liệu cực kỳ quan trọng. Nhờ có đặc tính bền bỉ với nhiệt, khả năng chống bào mòn trước các tác nhân nên có thể giúp chế tạo máy móc thiết bị cho các ngành công nghiệp này.

Thép được ứng dụng rộng rãi trong đời sống sản 

• Trong đời sống

Không thiếu nhất chính là những ứng dụng của thép trong đời sống thường nhật của con người. Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp vật liệu này xuất hiện trong trang trí nhà cửa, nội ngoại thất, xuất hiện ở nhà bếp, thiết bị điện tử, xe cộ,... từ các chi tiết lớn đến chi tiết nhỏ.

Như vậy là chúng ta đã cùng tìm hiểu thép là gì những phân loại và ứng dụng nổi bật của thép đối với đời sống và sản xuất hiện nay. Hy vọng qua những thông tin của Inox Gia Hưng tổng hợp đã giúp ích cho bạn, giúp bạn hiểu thêm về đặc điểm ý nghĩa của vật liệu này.