Thép là ngành đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế, xã hội. Thép không chỉ có tính ứng dụng cao, đã lặng lẽ đi vào cuộc sống của mọi người mà còn là nguồn nguyên liệu quý cho sự phát triển công nghệ của các quốc gia, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển như Việt Nam.
Sự phát triển của ngành gang thép đã thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa đất nước, giải quyết được nhu cầu việc làm cho một lượng lớn lao động và hỗ trợ các ngành liên quan phát triển.
Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về ngành này và chúng tôi sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ngành công nghiệp mới nổi này với một số thông tin quan trọng về thép và ngành thép.
Thép là gì?
Thép (tên tiếng Anh là Steel) là hợp kim được tạo thành bằng cách nung chảy sắt (Fe) với cacbon (C) và một số nguyên tố hóa học khác (Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo, v.v. Mg, Cu…) . .Các nguyên tố hóa học và hàm lượng của chúng trong hợp kim thép quy định độ cứng, tính đàn hồi, tính dẻo/độ dẻo, khả năng chống oxy hóa và độ bền của thép. Vì sự đa dạng này, có hơn 3.000 loại thép trên thế giới.
Ngành thép là một trong những ngành mũi nhọn thúc đẩy phát triển kinh tế Việt Nam
Tính chất hóa học của thép
Thép là vật liệu kim loại nên có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt mạnh. Ở nhiệt độ từ 500 o C – 600 o C, thép trở nên dễ uốn và mất dần độ bền. Ở nhiệt độ -10 ° C, độ dẻo giảm. Ở nhiệt độ -45 °C, thép giòn và dễ bị nứt.
Thép có cơ tính toàn diện cao, dễ tạo hình, ứng dụng rộng rãi, là vật liệu có khả năng ứng dụng mạnh mẽ. Được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, cơ khí, xây dựng, đóng tàu…
Tính chất thép
Trong quá trình luyện thép, quá trình chưng cất phân đoạn carbon và sắt có thể tạo ra nhiều loại kết cấu thép với các đặc tính khác nhau. Vì vậy, luyện thép không chỉ cho ra sản phẩm cùng chủng loại mà còn luyện được mác thép phù hợp theo nhu cầu và mục đích sử dụng.
Hàm lượng carbon của thép không vượt quá 2,14% tính theo trọng lượng.
- Nếu hàm lượng carbon cao, độ cứng của thép cao và cường độ tăng lên, nhưng nó giòn và không dễ uốn cong.
- Hàm lượng cacbon càng thấp thì độ dẻo càng cao
Thép cacbon là gì (phân loại theo thành phần hóa học)
Thép cacbon có 2 thành phần chính là sắt và cacbon, ngoài ra tỷ lệ các nguyên tố khác rất nhỏ, hầu như không đáng kể.
Mặc dù thép carbon chỉ có hai nguyên tố, nhưng nó có thể được điều chế theo vô số cách và có nhiều cách sử dụng khác nhau, tùy thuộc vào mục đích sử dụng, bằng cách giảm hàm lượng carbon trong thép.
Theo hàm lượng cacbon:
- Thép cacbon thấp: hàm lượng cacbon ≤ 0,25%.
- Thép carbon trung bình: hàm lượng carbon 0,25 ~ 0,6%.
- Thép carbon cao: hàm lượng carbon 0,6 – 2%.
Thép Carbon kết cấu là gì?
Chất lượng của nhóm này cao hơn nhóm chất lượng chung, thể hiện qua hàm lượng tạp chất có hại (S £ 0,04%, P £ 0,035%), hàm lượng carbon chính xác và tính chất cơ học được xác định rõ. Thép cacbon kết cấu trong Chỉ dẫn liệt kê thành phần và tính chất cơ học. Thép cacbon kết cấu được sử dụng để sản xuất các bộ phận cơ khí có độ bền cao như bánh răng, ốc vít, cam, lò xo, v.v.
Theo TCVN , ký hiệu thép cacbon kết cấu là chữ C, còn chỉ số hàm lượng cacbon của thép được ghi sau chữ C, như: C20, C45, C65…
Ví dụ: C45 trong đó chữ C đại diện cho thép carbon và 45 đại diện cho phần trăm trung bình trên một nghìn carbon (tương đương với 0,45%C)
Biểu tượng theo quốc gia:
- Nhật Bản (JIS): ký hiệu SxxC, trong đó xx là một vài phần nghìn của C. Ví dụ: S45C được đánh dấu bằng 0,45%C.
- Hoa Kỳ (AISI/SAE): Ký hiệu 10xx, trong đó xx là một phần nghìn của C. Ví dụ: 1045 điểm có 0,45% C.
Thép CT3 là gì?
Thép CT3 là loại thép có hàm lượng cacbon thấp, có cấu trúc nhóm C, giới hạn cường độ là 8 cấp. Chủ yếu được sử dụng trong sản xuất các bộ phận cơ khí, khuôn mẫu, xử lý bản mã và các kết cấu thép khác, bến cảng, gia công kim loại và các bộ phận cơ khí.
CT là viết tắt của carbon thấp và 3 là thép kết cấu thuộc Nhóm C. Theo TCVN 1765-75 quy cách thép nhóm C bao gồm: CCT34, CCT38,… (số sau 3 (quy cách) có thể là 4, 8) được giới hạn ở bề mặt thép).
Thép công cụ carbon là gì?
Là loại thép có hàm lượng cacbon cao (0,7 – 1,4%) và hàm lượng tạp chất S, P thấp (< 0,025%). Thép dụng cụ có độ cứng cao khi nhiệt luyện, nhưng khả năng chịu nhiệt kém nên chỉ được dùng làm các dụng cụ như đục, dũa, dụng cụ đo lường hoặc khuôn dập.
Theo TCVN, ký hiệu thép cacbon dụng cụ là chữ CD, còn chỉ số hàm lượng cacbon của thép được ghi sau chữ CD, như: CD70, CD80, CD100.
Ví dụ: CD100 – Các chữ cái CD đại diện cho thép dụng cụ và 100 đại diện cho hàm lượng carbon trung bình (tương đương với 1%C).
Thép hợp kim là gì? (Được phân loại theo tổng lượng nguyên tố kim loại được thêm vào)
Thép hợp kim là sự kết hợp bổ sung từ 1% đến 50% các thành phần khác ngoài hai nguyên tố chính này nhằm thay đổi cơ tính của sản phẩm.
Theo tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại được thêm vào, nó được chia thành:
- Thép hợp kim thấp: tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác ≤2,5%.
- Thép hợp kim trung bình: tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác từ 2,5-10%.
- Thép hợp kim cao: tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác >10%.
Trong xây dựng và sử dụng trong nước, thép hợp kim thấp thường được sử dụng. Mangan, crom, silicon, niken và các nguyên tố khác thường được trộn lẫn trong thép hợp kim thấp và hàm lượng không vượt quá 10%. Mỗi hợp kim trộn vào thép có một chức năng khác nhau:
- Crom (Cr) là nguyên liệu chính để sản xuất thép không gỉ. Tỷ lệ phần trăm crom dao động từ 10,5% đến 26%.
- NIKEN (Nickel): Niken làm cho thép cứng hơn và bền hơn.
- Mangan (Mn): Mangan được thêm vào thép để giảm quá trình oxy hóa trong quá trình nấu luyện và ngăn chặn sự hình thành tạp chất sunfua sắt khiến thép bị nứt. Hàm lượng mangan chỉ chiếm 0,5% đến 0,8%.
- Silic (Si) và đồng (Cu): thêm một lượng nhỏ để chống lại sự ăn mòn của axit sunfuric (H2SO4).
- Nitơ (Ni): Nitơ được thêm vào trong trường hợp này để tăng cường độ của thép.
- MOLYPDEN (Mo): là nguyên tố được thêm vào để chống rỗ, nứt bề mặt.
- Chất lỏng (S): Lưu huỳnh được thêm vào để cải thiện khả năng gia công. Tuy nhiên, chỉ một lượng nhỏ được thêm vào để tránh làm giòn lưu huỳnh.
Thép không gỉ là gì?
Inox (hay còn gọi là thép không gỉ) là hợp kim sắt chứa ít nhất 10,5% crom. Đặc điểm nổi bật nhất của thép không gỉ là khả năng chống oxi hóa cực tốt, không bị xỉn màu hay dễ bị ăn mòn như các kim loại khác.
Crom trong inox có chức năng tạo thành một lớp màng bảo vệ, giúp chống lại các tác nhân bên ngoài. Cụ thể, khi crom tiếp xúc với không khí, nó sẽ tạo ra oxit crom, là một lớp oxit crom mỏng bao phủ bề mặt. Chất liệu (mắt thường không nhìn thấy được).
Lớp crom oxit không phản ứng với nước và không khí nên đảm nhiệm tốt nhiệm vụ bảo vệ lớp thép bên dưới. Do đó, inox hiện nay rất được ưa chuộng, đặc biệt là trong nhiều vật dụng gia đình.
Có 4 loại inox chính bao gồm:
- austenit
- ferit
- Austenitic-ferritic (song công)
- Mactenxit
Các loại kết cấu thép phổ biến
Kết cấu thép là kết cấu chịu lực bằng thép. Mỗi cấu trúc có chức năng và ứng dụng khác nhau. Do đó, cần phải làm quen với việc lựa chọn mác thép và kết cấu thép phù hợp.
Tấm sắt
Thép được cán mỏng (dày 4-160mm, dài 6-12m, rộng 0,5-3,8m) thành tấm hoặc cuộn.
Thép H, I, U
Thép hình trải qua quá trình nhiệt luyện (ủ, thường hóa, tôi, ủ), gia công cơ nhiệt (cán nóng, rèn), gia công cơ nguội (cán nguội, kéo, rèn, v.v.).
Các loại thép hình chủ yếu hiện nay trên thị trường:
- Thép góc: Hay còn gọi là thép L hay thép V, thép góc được dùng để sửa chữa các thiết bị cơ khí, làm góc cửa sổ chính, làm móc treo đồ…
- Thép hình chữ U: Đây là một trong những loại thép được sử dụng phổ biến nhất. Dùng cho nhà xưởng, thùng xe tải, dầm cầu trục…
- I-beam: được sử dụng rộng rãi trong xây dựng cầu đường, nhà xưởng, máy móc…
- Thép U, I thành mỏng
- Thép ống các loại: được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng, đóng tàu, ô tô…
Thép hộp
Thép hộp được hình thành bởi các tấm thép lớn (tôn) có độ dày bất kỳ, sau đó theo hình dạng mà chúng ta muốn, thông qua một loạt các khuôn mẫu để có được vật liệu của sản phẩm cuối cùng. Thép hộp được chia thành thép hộp vuông và thép hộp chữ nhật theo hình dạng mặt cắt ngang.
Thép tròn rỗng (ống thép)
Thép ống tròn là dòng sản phẩm có cấu trúc rỗng bên trong. Thành ống thường mỏng nhưng có độ bền và khả năng chịu lực cao. Ngoài ra, ống có độ dẻo cao và thích hợp cho các đoạn gấp khúc.
Thép tấm (thép cuộn)
Thép cuộn là sản phẩm thép cuộn có bề mặt nhẵn hoặc có gân được sản xuất qua quá trình tinh luyện phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật và tay nghề cao.
Thép cuộn tiếng anh là Rolled Steel, thép cuộn cán nóng là Hot Rolled Steel, còn thép cuộn cán nguội là Cold Rolled Steel.
Thép xây dựng (Thanh tròn đặc)
Thép thanh hay thép thanh được gia công thành hình trụ có chiều dài 12m/cây, là vật liệu thép xây dựng có độ dẻo dai, khả năng chịu uốn và độ giãn dài cao. Thép thanh thường được sử dụng trong xây dựng công nghiệp hoặc dân dụng.
Có hai loại củng cố:
Thép tròn trơn
Thép tròn thông thường là thép được gia công có dạng hình trụ, bề ngoài nhẵn, được sản xuất theo khuôn, có chiều dài tiêu chuẩn 12m/cây, các đường kính phổ biến: Ø14, Ø16, Ø18, Ø20, Ø22, Ø25.
Thường được cung cấp ra thị trường theo bó, trọng lượng trung bình 2000kg/bó, được dùng làm cột chống cho các công trình xây dựng lớn.
Thép tròn hạt
Mặt ngoài có kết cấu (gân) thép hoặc BTCT, đường kính phổ biến là Ø10, Ø12, Ø14, Ø16, Ø18, Ø20, Ø22, Ø25, Ø28, Ø32
Cuộn dây thép
Thép cuộn hay dây thép là loại dây được cuộn với bề mặt nhẵn hoặc có vân (gân), thường có các đường kính: Ø6mm, Ø8mm, Ø10mm, Ø12mm, Ø14mm. Nó thường được cung cấp ra thị trường ở dạng cuộn với trọng lượng trung bình từ 200-459 kg/cuộn.
Thép cuộn thường được sử dụng trong kéo dây, gia công xây dựng, xây dựng nhà cửa, cầu cống, đường hầm,..
Ứng dụng của thép trong đời sống
Ngày nay, thép được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng mà chúng ta khó có thể thiếu nó trong cuộc sống hàng ngày.
Trong ngành xây dựng
Ứng dụng quan trọng nhất của thép trong ngành xây dựng là sản xuất bê tông cốt thép. Việc sử dụng thép trong xây dựng làm tăng thêm sự vững chắc và chắc chắn cho ngôi nhà.
Ngoài ra thép còn được dùng trong xây dựng cơ sở hạ tầng, kỹ thuật giao thông đáp ứng nhu cầu dân sinh.
Trong đóng tàu
Một trong những ứng dụng của thép mà bạn không thể bỏ qua đó là đóng tàu. Thép thường được sử dụng trong đóng tàu vì độ bền cao, khả năng chịu nhiệt và mài mòn, đồng thời dễ cán mỏng. Đặc biệt thân tàu là nơi sử dụng nhiều thép nhất để tăng tuổi thọ cho con tàu.
Ngành thép phát triển như thế nào?
Ngày nay người ta gọi đó là ngành thép (không phải ngành thép), nhưng trong lịch sử thì đó là hai sản phẩm khác nhau. Ngày nay có một số loại thép mà carbon được thay thế bằng các hỗn hợp vật liệu khác, và ở những nơi có carbon thì điều đó không được hoan nghênh chút nào.
Với vai trò quan trọng của thép trong phát triển cơ sở hạ tầng và toàn bộ nền kinh tế, ngành thép thường được coi là một chỉ báo về tiến bộ kinh tế. Năm 1980, có hơn 500.000 công nhân thép ở Hoa Kỳ. Đến năm 2000, số lượng công nhân luyện thép đã giảm xuống còn 224.000 người.
Sự bùng nổ kinh tế ở Trung Quốc và Ấn Độ dẫn đến nhu cầu về thép tăng mạnh. Từ năm 2000 đến 2005, nhu cầu thép thế giới tăng 6%. Kể từ năm 2000, một số công ty sắt thép ở Ấn Độ và Trung Quốc đã trở nên nổi tiếng như Tata Steel (mua lại Tập đoàn Kelix năm 2007), Tập đoàn Baosteel và Tập đoàn Shagang.
Tuy nhiên, tính đến năm 2017, ArcelorMittal là nhà sản xuất thép lớn nhất thế giới. Năm 2005, Cục Khảo sát Địa chất Anh công bố Trung Quốc là nước sản xuất thép lớn nhất, chiếm khoảng 1/3 thị phần thế giới; theo sau là Nhật Bản, Nga và Mỹ.
Một tương lai bền vững cho thép
Thép đã là một ngành công nghiệp thiết yếu và quan trọng trong suốt lịch sử loài người. Ngành thép không ngừng cải tiến, đổi mới công nghệ để sản xuất ra những loại thép có tính năng tốt hơn, tính ứng dụng cao hơn vào đời sống.
Chúng tôi cung cấp các sản phẩm thép cường độ cao được gia công trong nước bằng công nghệ tiên tiến hiện đại, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế. Chúng tôi là một trong số ít nhà máy tại Việt Nam có thể gia công nguyên liệu thép quý hiếm.
