Thép la gì

   Thép là một hợp kim có nhiều ứng dụng trong đời sống. Trước khi bắt tay vào thực hiện một dự án như lắp đặt, xây dựng, sửa chữa hay bảo trì đều có rất nhiều công việc cần làm. Trong đó dự toán khối lượng thép là một bước tối quan trọng giúp ta xác định được chi phí cũng như lời lãi của một dự án. Vậy bạn đã biết thép là gì? Khối lượng riêng của thép là bao nhiêu? Hãy cùng chúng tôi đi tìm đáp án cho những câu hỏi trên nhé!

Thép là tên một kim loại có thành phần chính là nguyên tố sắt (Fe) được tạo ra trong quá trình nung chảy với một hàm lượng carbon (C) không chiếm quá 2,5%. Trong đó, hàm lượng carbon của thép không hợp kim không vượt quá 1,8%. Do thép chứa sắt và carbon nên một số tính chất của thép có thể thay đổi bằng cách thay đổi hàm lượng carbon trong thép.

Ở điều kiện nhiệt độ bình thường thì thép có màu ánh kim, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện rất tốt. Nhưng ở nhiệt độ cao tầm 500-600 độ C thì thép sẽ chuyển sang trạng thái dẻo và giảm cường độ. Còn khi ở nhiệt độ âm (-10 độ C) thì dễ giòn và nứt.

Mỗi chủng loại thép có nhiều mác thép khác nhau. Các mác thép khác nhau về đặc điểm vật lý và hóa học do có sự điều chỉnh về thành phần và tỉ lệ nguyên vật liệu được thêm vào trong quá trình sản xuất. Các nhà sản xuất kiểm soát tỉ lệ tham gia của các nguyên tố này nhằm tạo ra các mác thép như ý muốn.

Xem thêm: Inox là gì?

Tính chất của thép

Thép có các đặc tính cơ bản đó là tính dẻo, tính bền, tính cứng, khả năng chống oxi hóa của môi trường, khả năng đàn hồi và tính hàn.

​Các đặc điểm và tính chất này được quyết định bởi các nguyên tố hóa học như cacbon, nitơ, niken, mangan, sắt, lưu huỳnh…Lượng cacbon có mặt trong thép càng giảm thì độ dẻo của thép càng tăng. Hàm lượng cacbon trong thép tăng lên giúp thép cứng hơn, đồng thời làm giảm tính dễ uốn và giảm tính hàn. Hàm lượng carbon trong thép tăng lên cũng kéo theo giảm nhiệt độ nóng chảy của thép.

Ngoài ra thép còn làm tăng thêm độ cứng, hạn chế sự di chuyển của nguyên tử sắt trong cấu trúc tinh thể dưới sự tác động của nhiều nguyên nhân khác nhau. Số lượng khác nhau của các nguyên tố và tỷ lệ của thép nhằm mục đích kiểm soát các mục tiêu chất lượng như độ cứng, độ đàn hồi, tính dễ uốn, và sức bền kéo đứt. Thép với tỷ lệ cacbon cao có thể tăng cường độ cứng và cường lực kéo đứt so với sắt, nhưng lại giòn và dễ gãy hơn.

Thành phần thép cấu tạo của thép

Thép là hợp kim của sắt và carbon , với hàm lượng carbon nằm trong khoảng từ 0,02% đến 2,11%. Thành phần hóa học thép có khác biệt rất lớn giữa các loại thép. Thép chỉ chứa nguyên tố carbon, được gọi là thép carbon hoặc thép thông thường. Và thép luôn với các yếu tố hợp kim khác nhau để đáp ứng việc sử dụng khác nhau. Chẳng hạn như Mangan, Niken, Vanadi…

Carbon

Nó là thành phần hóa học quan trọng nhất của thép . Bất kể loại thép nào cũng có thành phần này. Hàm lượng carbon trong thép cao hơn thì  năng suất và độ bền kéo sẽ tăng. Nhưng độ dẻo và khả năng chống va đập sẽ giảm. Khi hàm lượng carbon lớn hơn 0,23%, khả năng hàn của nó sẽ kém. Vì vậy, nếu bạn cần thép kết cấu hợp kim thấp để hàn, hàm lượng carbon của nó không lớn hơn 0,20%. Hàm lượng carbon trong nó nhiều hơn, nó sẽ có được khả năng chống ăn mòn trong khí quyển thấp hơn. Vì vậy, thép carbon cao được đặt bên ngoài luôn dễ bị ăn mòn. Ngoài ra, nguyên tố carbon có thể làm tăng độ giòn lạnh và độ nhạy tuổi của thép.

Crom

Nguyên tố crom trong thép, làm tăng khả năng chống mài mòn, độ cứng và chống ăn mòn. Nếu thép có hàm lượng crom lớn hơn 13%, nó luôn được gọi là thép không gỉ. Nhưng tất cả thép sẽ bị gỉ nếu không sử dụng hợp lý.

Mangan

Đây là một yếu tố ổn định austenitic quan trọng có thể giúp tạo ra các cấu trúc kết cấu. Và nó cũng làm tăng độ cứng, độ bền và chống mài mòn. Nó là một tác nhân khử oxy và khử lưu huỳnh tuyệt vời trong quá trình sản xuất thép. Thép thông thường với hàm lượng mangan 0,30-0,50%. Mọi người luôn gọi nó là thép mangan có hàm lượng mangan lớn hơn 0,70%. Độ cứng và sức mạnh của nó là tốt hơn so với thép phổ quát. Các yếu tố có thể làm tăng khả năng làm cứng và nhân vật làm việc nóng. Chẳng hạn như ứng suất sản xuất của thép 16 triệu cao hơn 40% so với thép A3. Thép có hàm lượng mangan ở mức 11% -14%, sau đó nó có khả năng chống mòn cao. Vì vậy, nó được sử dụng để làm xô máy xúc, lót máy nghiền bi, v.v … Hàm lượng mangan càng cao, khả năng chống ăn mòn và hiệu suất hàn càng thấp.

Molypden

Nó là một tác nhân carbon hóa. Điều đó có thể ngăn thép trở nên giòn và giữ sức mạnh của thép ở nhiệt độ cao. Đây là yếu tố chính cho rất nhiều thép. Và thép tự làm cứng (A-2, ATS-34) luôn luôn có 1% hoặc hơn molypden để làm cho nó có thể cứng trong không khí.

Niken

Nguyên tố niken có thể cải thiện độ bền của thép và giữ độ dẻo và độ dẻo dai tốt. Niken có khả năng chống ăn mòn cao đối với axit và bazơ. Và nó có khả năng chống gỉ và chịu nhiệt ở môi trường nhiệt độ cao.

Silic

Nó là một vật liệu tốt như là một chất khử và chất khử oxy trong quá trình sản xuất thép. Vì vậy, thép ống luôn có hàm lượng silicon 0,15% -0,30%. Nếu hàm lượng Si lớn hơn 0,5% -0,60% trong thép, nó sẽ được gọi là nguyên tố hợp kim. Si có thể tăng mạnh giới hạn đàn hồi và độ bền kéo của thép. Vì vậy, nó là vật liệu tuyệt vời của thép mùa xuân. Thêm Si vào kết cấu thép khoảng 1,0% -1,2%, có thể làm cho cường độ tăng 15% -20%. Si kết hợp với Mo, vonfram, Cr và vv, nó có hiệu quả có thể làm tăng khả năng chống xói mòn và chống oxy hóa. Hàm lượng Si là 1% -4% thép nhẹ, thép đó có độ tự cảm từ rất lớn. Nếu có nhiều hàm lượng Si thì hiệu suất hàn sẽ giảm.

Vonfram

Vonfram kết hợp với crom hoặc mangan để tạo ra thép tốc độ cao. Nó có thể làm tăng khả năng chống mài mòn. Trong thép tốc độ cao M2, nó có rất nhiều hàm lượng vonfram.

Vanadi

Nhiều thép có vanadi vì nó làm tăng khả năng chống mòn và độ dẻo.

Photpho

Nói chung, phốt pho là một yếu tố xấu cho thép. Nó sẽ làm tăng độ lạnh và làm cho hiệu suất hàn trở nên kèm hơn. Và cũng làm cho độ dẻo thấp hơn. Vì vậy, hàm lượng phốt pho thường nhỏ hơn 0,045% trong thép. Nhân tiện, yêu cầu đối với thép chất lượng cao nghiêm ngặt hơn.

Lưu huỳnh

Nó cũng là một yếu tố có hại. Nó sẽ làm cho độ dẻo và độ dẻo dai trở nên thấp hơn. Nó sẽ gây ra các vết nứt trong quá trình rèn và cán thép. Và lưu huỳnh là xấu cho hiệu suất hàn và giảm khả năng chống ăn mòn. Vì vậy, hàm lượng lưu huỳnh thường được yêu cầu thấp hơn 0,055%. Và thép chất lượng cao là ít hơn 0,040%. Thêm 0,08% – 0,20% lưu huỳnh sẽ giúp thép có khả năng gia công tốt hơn. Nhiều người gọi nó là thép cắt miễn phí. Tìm hiểu về thông tin thành phần hóa học thép để hiểu các yếu tố hóa học khác nhau tạo ra các hiệu ứng khác nhau trên các tính chất của thép.

Các loại thép phổ biến hiện nay

Hiện nay thép có rất nhiều cách phân loại khác nhau. Tuy nhiên trong phạm vi bài viết này chúng tôi chỉ phân loại thép theo thành phần hóa học và dựa vào đặc điểm của thép.

Dựa vào thành phần hóa học của thép

Theo thành phần hóa học của các nguyên tố trong thép mà người ta phân thép thành hai nhóm là thép cacbon và thép hợp kim Trong đó:

Thép cacbon

Là loại thép ngoài sắt và cacbon thì còn được cấu tạo từ một số nguyên tố khác gọi là các tạp chất trong thành phần của thép như: Mn, Si, P, S…

Thép hợp kim

là loại  thép ngoài sắt và cacbon và các tạp chất, người ta cố tình đưa thêm vào các nguyên tố đặc biệt với một hàm lượng nhất định để làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép cho phù hợp với yêu cầu sử dụng. Các nguyên tố được đưa vào thường là Cr, Ni, Mn, W, V, Mo, Ti, Cu, Ta, B, N….

Dựa vào đặc điểm của thép

Thép cuộn.

• Thép cuộn là một trong những loại thép được sản xuất dạng sợi dài sau đó quấn thành một cuộn.
• Loại thép này để sản xuất được phải trải qua một quy trình khá phức tạp đòi hỏi kỹ thuật và công nghệ cao. Nguyên liệu để sản xuất khi được đúc thành phôi thép sẽ tiếp tục được nung chảy và tạo thành những sản phẩm Thép cuộn.

Thép cây.

• ​Thép cây là loại thép có kết cấu dạng thanh dài, Loại thép này có đường kính từ 10 mm đến 40 mm để đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng của khách hàng trên thị trường hiện nay.
• Sản phẩm này thường được bó thành bó sử dụng dây thép hoặc dây đai để bó.

Thép ống.

Thép ống là loại thép được sản xuất trên dây chuyền hiện đại sau khi nguyên liệu đã được đúc thành phôi thép, sau đó tiếp tục nóng chảy tạo thành sản phẩm thép ống, có hình dạng dài, tròn đều, bên trong rỗng.

Thép hình

Hình là một trong những loại khác công nghiệp phục vụ cho công trình được sản xuất trên dây chuyền hiện đại và được tạo hình. Thông thường khác hàng có các loại phổ biến như thép hình chữ H, thép hình chữ I, thép hình chữ U, thép hình chữ L và các hình chữ V.

• Thép hình H

​Thép hình chữ H là loại thép có cấu tạo giống hình chữ H in hoa, lại thế này được sản xuất với nhiều kích thước khác nhau để phù hợp với từng loại công trình. Một số loại thép hình chữ H tiêu biểu như H 100, H 125, H150, H200, H250, H300, H350, H400, H450…

• Thép hình I

Là loại sắt được sản xuất với hình dạng chữ I, loại này cũng được sản xuất khá đa dạng để đáp ứng tiêu chuẩn khác nhau của công trình.

• Thép hình U

Là loại sắt được sản xuất với hình dạng chữ U. Một số loại tiêu biểu phải kể đến như thép hình U 50, U 65, U 75, U 80, U 100, U 120, U 125, U 140

• Thép hình V

Là loại sách được sản xuất với hình dạng chữ V nổi bật với đặc tính cứng, vững, bền bỉ và cường độ chịu lực cao

Khối lượng riêng của thép là bao nhiêu?

Khối lượng riêng của thép là gì?

Khối lượng riêng của thép (tiếng Anh: Density of steel) là khối lượng của thép tính trên một đơn vị thể tích. Theo bảng tỉ trọng có sẵn, thì khối lượng riêng của thép dao động từ 7850 – 8050 (kg/m3).

Điều đó có nghĩa là cứ một mét khối thép dao động từ 7850 kg cho tới 8050 kg, tùy theo thành phần thép là gì.

Công thức tính khối lượng riêng của thép

Khối lượng riêng của thép được tính bằng công thức dưới đây:

D = m / V (kg / m 3 )

Trong đó:

• D là khối lượng riêng của thép (Đơn vị kg/m3)
• m là khối lượng của thép (đơn vị kg)
• V là thể tích của thép (đơn vị là m3)

Trên đây là công thức tính khối lượng chung của thép. Ngoài ra đối với mỗi loại thép khác nhau, với khối lượng khác nhau chúng ta sẽ có những cách tính khác nhau.

Ví dụ như đối với công thức khối lượng riêng của thép tròn đặc :

KHỐI LƯỢNG = 0.0007854 x OD x OD x 7.85

Ví dụ: Sắt phi 6 (D6)

Khối lượng = 0.0007854 x 6 x 6 x 7.85 = 0.222 (kg/m)

Hoặc:

KHỐI LƯỢNG = R2/40.5

Ví dụ: Sắt phi 8 (OD8 > R = 4)

Khối lượng =  42 / 40.5 = 16/40.5 = 0.395 (kg/m)

xem thêm: Khối lượng riêng của inox là bao nhiêu

Ứng dụng của thép trong thực tiễn.

Với những tính năng ưu việt của mình mà ngày nay thép đang được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực từ công nghiệp, xây dựng cho đến dân dụng. Trong đó cơ sở hạ tầng và xây dựng là một trong những lĩnh vực sử dụng nhiều sắt thép nhất, khối lượng thép được sử dụng cho hai lĩnh vực này chiếm hơn 50% tổng sản lượng thép được sản xuất hằng năm trên thế giới.

Trong cuộc sống ngày nay, chúng ta có thể bắt gặp thép hình trong các kết cấu xây dựng, kết cấu kỹ thuật, đòn cân, xây dựng cầu đường,nghành công nghiệp đóng tàu, tháp truyền thanh nâng vận chuyển máy móc, khung container…Ngoài ra chúng ta còn có thể thấy thép hình ở các kho chứa hàng hóa, cầu tháp truyền nâng và vận chuyển máy móc ,lò hơi công nghiệp, xây dựng nhà xưởng kết cấu, nhà tiền chế, làm cọc cho nền móng nhà xưởng,…

*** Tham khảo thêm bảng tính khối lượng riêng của các loại thép cụ thể.

Bảng tính khối lượng riêng của thép l.

Bảng tính khối lượng riêng của thép H.

Bảng tính khối lượng riêng của thép U.

Bảng tra trọng lượng thép hình tròn.

Bảng trọng lượng thép vuông, chữ nhật mà kẽm.

Bảng trọng lượng thép hộp cỡ lớn.

Trên đây là những chia sẻ của Âu Việt JSC về thép và khối lượng riêng của thép. Đến đây chắc bạn đọc đã nắm được rõ những thông tin liên quan về chủ đề Thép là gì và khối lượng riêng của thép là bao nhiêu. Hy vọng với những thông tin trên sẽ giúp cho bạn hiểu thêm về thép để có thể tính toán kĩ càng, chính xác trong thiết kế, thi công xây dựng các công trình lớn nhỏ.