Tổng quan về các loại thép phổ biến nhất hiện nay

Thép đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống hiện đại, đặc biệt là trong công xưởng, nhà máy và công trình xây dựng. Hiện nay, không có vật liệu nào phổ biến hơn thép.

Đồng thời, thép cũng có nhiều loại vô cùng đa dạng, mỗi loại đều có những công dụng riêng biệt, và trong bài viết này, chúng ta sẽ hãy cùng Vina Hoàng Dũng khám phá những loại thép đang được ưa chuộng nhất và các ứng dụng phổ biến của chúng và cách phân loại chúng.

Khái niệm tổng quan về thép

Thép là một hợp kim bao gồm sắt và carbon với tỉ lệ carbon dao động từ 0,02% đến 2,14% trọng lượng, cùng với một số nguyên tố khác. Với màu xám ánh kim, tính cứng, linh hoạt và đàn hồi, thép dễ dàng uốn cong và gia công.

Các đặc tính riêng biệt về độ cứng, đàn hồi và độ bền, độ kéo được tạo nên dựa trên tỷ lệ thành phần của các chất trong hợp kim thép.

Do là hợp kim của kim loại sắt, thép tự nhiên có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt cao, cùng với nhiệt độ nóng chảy ấn tượng. Khối lượng riêng của nó thường dao động từ 7,8 đến 7,85 g/cm3.

Phân loại các loại thép phổ biến hiện nay

Cả nhà sản xuất, doanh nghiệp và người tiêu dùng đều thường phân loại thép dựa trên những yếu tố đặc trưng quan trọng như thành phần nguyên tố, chất lượng và mục đích sử dụng. Dưới đây, chúng tôi sẽ nói chi tiết hơn về từng cách phân loại thép này.

Phân loại thiết bị theo mục đích sử dụng

• Thép kết cấu: Dùng trong xây dựng, ngành cơ khí, chế tạo và lắp ráp máy móc. Có khả năng chịu lực tốt và dẻo dai. Thép kết cấu thường có độ bền cao và chịu được tải trọng lớn.
• Thép dụng cụ: Dùng để làm khuôn bọng, dụng cụ, khuôn dập, gọt các loại, dụng cụ gia dụng và dân dụng. Thép dụng cụ thường có tính bền và chịu lực tốt, độ cứng cao và khả năng chống oxy hóa tốt.
• Thép có tính vật lý (từ tính): Sản phẩm hoặc chi tiết của ngành kỹ thuật điện thường đòi hỏi thép có những tính chất vật lý riêng như hệ số nở hay từ tính để phục vụ các yêu cầu cụ thể trong việc truyền dẫn điện, tạo từ trường, v.v.
• Thép có tính hóa học: Loại thép này chịu được nhiệt độ cao và có khả năng chống ăn mòn hiệu quả, được gọi là thép không gỉ. Thép không gỉ thường chứa hàm lượng cao của hợp kim như Crom và Niken để tạo ra khả năng chống ăn mòn và oxi hóa.

Phân loại theo hóa học

Thép có thể được phân loại thành hai loại chính dựa vào tiêu chí hóa học, đó là thép carbon và thép hợp kim. Thép carbon, với các tỉ lệ carbon thấp, vừa và cao, sẽ mang đến những biến đổi đặc trưng về tính chất như tính dẻo, giòn và khả năng chịu lực.

Thép carbon là loại thép chiếm đa số, chiếm khoảng 90% tổng lượng thép sản xuất. Ngoài việc dựa vào tỉ lệ carbon, việc phân loại thép còn dựa trên tỉ lệ của các thành phần khác như mangan, đồng, crom, nhôm, niken...

Dựa vào mức độ hàm lượng carbon và các thành phần khác, thép carbon được chia thành các loại sau:

• Thép carbon thấp: Hàm lượng carbon trung bình không vượt quá 0,25%. Thép loại này tuân theo các tiêu chuẩn Nga như ГОСТ 380-71 và ГОСТ 1050-75.
• Thép carbon vừa: Hàm lượng carbon trung bình từ 0,25% đến 0,6%.
• Thép carbon cao: Hàm lượng carbon trung bình từ 0,6% đến 2%.

Ngoài ra, còn có loại thép khác là thép hợp kim, cũng được phân thành các mức độ dựa trên hàm lượng các kim loại khác như mangan, đồng, crom, nhôm, niken:

• Thép hợp kim thấp: Hàm lượng các kim loại khác không vượt quá 2,5%. Thép hợp kim này tuân theo các tiêu chuẩn Nga như ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, và ГОСТ 14959-79.
• Thép hợp kim vừa: Hàm lượng các kim loại khác từ 2,5% đến 10%.
• Thép hợp kim cao: Hàm lượng các kim loại khác từ trên 10%.

Nhờ vào việc phân loại theo các tiêu chuẩn này, người ta có thể dễ dàng lựa chọn loại thép phù hợp cho các ứng dụng khác nhau trong công nghiệp và xây dựng.

Phân loại theo yếu tố chất lượng

Thép là một hợp kim sắt và carbon, nhưng nó cũng chứa các nguyên tố khác như lưu huỳnh và photpho. Mức độ tinh khiết của thép phụ thuộc vào tỉ lệ của những tạp chất này; khi tạp chất càng ít, chất lượng của thép càng cao.

Mức độ chất lượng của thép được xác định bằng cách đánh giá tỉ lệ tạp chất theo các mức độ như sau:

• Thép chất lượng trung bình: Tỷ lệ tạp chất không vượt quá 0,06% S hoặc 0,07% P.
• Thép chất lượng tốt: Tỷ lệ tạp chất không vượt quá 0,035% S hoặc 0,035% P.
• Thép chất lượng cao: Tỷ lệ tạp chất không vượt quá 0,025% S hoặc 0,025% P.
• Thép chất lượng đặc biệt: Tỷ lệ tạp chất không vượt quá 0,015% S hoặc 0,025% P.

Như vậy, việc kiểm soát tỉ lệ tạp chất trong quá trình sản xuất thép rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm đạt được chất lượng cao nhất.

Phân loại theo khả năng chống oxy hóa

Các nguyên tố khác nhau trong thép đóng góp vào khả năng chống oxy hóa khác nhau, và dựa vào đặc tính này, người ta đã phân loại thép thành ba nhóm sau:

• Thép lặng (l): Loại thép này có khả năng chống oxy hóa hoàn toàn, không bị oxi hóa. Đặc điểm của thép lặng là khó dập nguội, có cấu trúc cứng và bền. Ngoài ra, khi đúc, không tạo ra bọt khí.
• Thép bán lặng (n): Thép này có mức độ oxi hóa nằm giữa giữa thép lặng và thép sôi. Đặc điểm của thép bán lặng là dễ dập nguội, có tính chất mềm và dẻo dai. Khi đúc, có thể sinh ra một số bọt khí nhưng không nhiều như thép sôi.
• Thép sôi (s): Đây là loại thép oxi hóa kém nhất trong ba nhóm. Thép sôi có tính chất chống oxy hóa kém, nhanh chóng bị oxi hóa. Tính chất của thép sôi nằm giữa hai loại trên, không quá cứng như thép lặng và không quá mềm như thép bán lặng. Khi đúc, thường sinh ra nhiều bọt khí.

Các loại thép phổ biến nhất hiện nay

Hiện nay, thị trường đang phong phú với rất nhiều loại thép được phân loại theo các phương pháp khác nhau. Tuy nhiên, trong số đó, các dạng thép kết câu như tấm, hình, hộp, thanh, cuộn... đang là những loại phổ biến nhất và được ưa chuộng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau.

Thép tấm

Thép tấm là một vật liệu được gia công từ các quy trình phức tạp, chuyển đổi từ nguyên liệu ban đầu thành từng tấm/miếng có các khổ khác nhau, được chia thành thép cán nóng và thép cán nguội. Ngoài ra, dạng cuộn của thép tấm còn giúp nhà sản xuất tiết kiệm chi phí trong quá trình sản xuất hàng loạt.

Điểm mạnh của thép tấm là sự bền bỉ, khả năng chịu lực tốt và tính dễ lưu trữ và bảo quản. Đặc biệt, việc chọn loại thép cán nguội đòi hỏi sự cẩn trọng, bảo vệ khỏi nước mưa và các chất hóa học.

Thép tấm có ứng dụng rộng rãi nhờ vào nhiều quy cách khác nhau, bao gồm khổ rộng, độ dày và chiều dài khác nhau, phù hợp với nhu cầu sử dụng. Lợi thế vận chuyển của nó cũng rất cao vì bề mặt phẳng giúp hạn chế tối đa hiện tượng cong, vênh hay móp méo so với các loại thép khác.

Loại thép này có ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực như đóng tàu, xây dựng dân dụng, đồ nội thất, xây nhà xưởng, lợp mái và cả phương tiện giao thông như xe tải, xe thùng, container... Nó còn được sử dụng rộng rãi trong gia công các chi tiết sản phẩm có bề mặt phẳng và rộng như bàn, ghế, tủ và nhiều ứng dụng khác.

Thép ống

Các loại vật liệu thép ống có dạng hình trụ không chứa chất bên trong, có nhiều hình dạng khác nhau như ống tròn, vuông, chữ nhật, oval...

Thành của nó có độ dày từ 0,7mm đến 6,35mm, đường kính dao động từ 12,7mm đến 219,1mm. Để nâng cao khả năng chống ăn mòn, bề mặt của thép ống có thể được gia công xi mạ.

Việc gia công thép ống được chia thành nhiều loại như thép ống mạ kẽm, thép ống hàn với các dạng xoắn, thẳng và cao tầng, cũng như thép ống đúc carbon. Có nhiều ưu điểm khi sử dụng thép ống, bao gồm độ bền cao, khả năng chịu lực và chịu nhiệt tốt, dễ dàng trong việc lắp đặt.

Thép ống được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực, bao gồm xây dựng giàn giáo, nhà thép tiền chế, kết cấu móng, trụ đèn, hệ thống ống dẫn và thoát nước, dầu,... ngoài ra còn được sử dụng trong khung sườn của các phương tiện giao thông cũng như trong trang trí nội thất và ngoại thất.

Thép hộp

Thép được gia công thành các hình khối có rỗng ruột, phổ biến nhất là thép hộp vuông và thép hộp chữ nhật. Độ dày thành hộp có thể từ 0,7 đến 5,1mm và chiều dài một cây thép hộp thường khoảng 6m.

Việc sử dụng thép hộp phụ thuộc vào mục đích và điều kiện môi trường. Trong các điều kiện bình thường không tiếp xúc trực tiếp với axit, muối hay nước biển, thì chúng ta thường sử dụng thép hộp đen.

Tuy nhiên, nếu trong môi trường khắc nghiệt hơn như ven biển hoặc có tiếp xúc với hóa chất, thì việc sử dụng thép hộp mạ kẽm được ưu tiên. Lớp mạ kẽm bên ngoài giúp bảo vệ mặt thép bên trong khỏi quá trình oxy hóa.

Các ứng dụng của thép hộp rất đa dạng. Thép hộp đen thường được sử dụng trong xây dựng công trình, nhà máy và sản phẩm dân dụng. Còn thép hộp mạ kẽm được ứng dụng tương tự, nhưng thích hợp hơn trong môi trường ven biển, các kho bãi hay nhà máy hóa chất.

Thép hình

Ngày nay, các loại thép hình như thép hình H, hình I, thép chữ V, U, và góc đang được sử dụng rộng rãi và phổ biến. Đa dạng về hình dạng và kích thước, những loại thép này đáp ứng đa dạng nhu cầu trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là ngành xây dựng.

Sự ưu việt của các loại thép hình được đánh giá cao nhờ vào khả năng chịu tải trọng và độ rung lắc vượt trội, cùng với cấu trúc vững chắc và bền bỉ.

Nhờ những đặc tính nổi trội này, thép hình được ứng dụng một cách đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm công trình xây dựng, thiết bị, máy móc, nhà tiền chế, công trình cầu đường, khung xe cộ, đồ nội ngoại thất, cũng như trong việc xây dựng các tháp và cột điện.

Thép xây dựng

Thép xây dựng là một loại vật liệu quan trọng trong ngành xây dựng, được sử dụng rộng rãi nhờ vào đa dạng chủng loại và kích thước phong phú, phù hợp với nhiều hạng mục và chi tiết sản phẩm trong các công trình lớn nhỏ. Trong danh mục các loại thép xây dựng, chúng ta có:

• Thép thanh tròn: Gồm hai loại thép thanh trơn và thép thanh vằn. Thép thanh trơn có đường kính từ Ø14 – Ø25, dài 12m, có khả năng uốn cong linh hoạt nhờ độ dãn và độ dẻo. Thép thanh vằn, còn gọi là cốt thép bê tông, có đường kính từ Ø10 đến Ø32, được sử dụng để tăng cường sự kiên cố của các trụ trong các công trình.
• Thép cuộn: Là loại thép dây được cuộn tròn, có khối lượng từ 200kg đến 460kg. Thép cuộn có đường kính nhỏ, bề mặt trơn và thường được ứng dụng để kéo dây trong các công trình xây dựng.
• Xà gồ: Trong các công trình lớn như nhà máy, đóng tàu, cầu đường, cũng như các hạng mục thi công tường, mái, tấm đỡ, vật liệu chủ yếu sử dụng là thép công nghiệp hay còn gọi là xà gồ. Những loại này được lựa chọn vì có độ bền vượt trội, tính cứng cáp và thẩm mỹ, và không bị cong vênh dưới tác động lực.
• Các loại xà gồ cán nóng, được gia công bằng công nghệ tiên tiến, có khả năng chống cháy ở một mức độ nhất định, giúp giảm thiểu thiệt hại trong trường hợp hỏa hoạn xảy ra. Có hai hình dạng phổ biến của xà gồ là xà gồ C và xà gồ Z.

Vậy bên trên là tổng quan về những loại thép phổ biến nhất hiện nay mà chúng tôi chia sẻ tới các bạn. Nếu bạn đang cần tìm hiểu thêm các thông tin khác thì hãy tham khảo thêm các bài viết khác của Vina Hoàng Dũng nhé.