Những điều cần biết về thép Cacbon
1. Thép cacbon là gì?
Thép cacbon (hay còn gọi là thép trơn) là hợp kim Sắt (Fe) – Cacbon (C). Trong đó hàm lượng cacbon ≤ 2,0% và có chứa thêm 1 lượng nhỏ các nguyên tố tạp chất như Silic (Si), Mangan (Mn), Lưu huỳnh (S), Photpho (P), Oxy (O),…
Như cũng đã được đề cập ở nhiều bài viết khác, cacbon là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định đến tính chất của thép. Khi tăng tỷ lệ %C, độ cứng của thép tăng nhưng độ dẻo và độ dai va đập lại giảm. Khi tăng %C trong khoảng 0.8% -1% thì độ bền và độ cứng đạt cao nhất. Nhưng khi vượt quá 1% thì độ bền và độ cứng bắt đầu giảm.
Thép Cacbon là gì?
Mn và Si là tạp chất có lợi, giúp khử oxy. Trong khi đó P và S là tạp chất có hại, làm giảm cơ tính của thép.
2. Có những loại thép cacbon nào?
Có nhiều cách khác nhau phân loại thép cacbon. Dưới đây là 1 số cách thông dụng nhất.
2.1. Phân loại theo hàm lượng cacbon
Dựa trên %C, có thể chia thép cacbon thành 3 nhóm:
Thép cacbon thấp: %C dưới 0.25%, có đặc tính dẻo, dai nhưng độ bền và độ cứng thấp. Tên gọi khác của loại này là thép nhẹ. Thép cacbon thấp thường không được xử lý nhiệt trước khi sử dụng, mà được cán thành thép góc, thép kênh, ống thép, thép tấm,…
Một số loại thép cacbon thấp bao gồm:
- Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM: A36, SAE AISI 1008/1012/1015/1018/1022,…
- Theo tiêu chuẩn châu Âu EN: S185, S235, S275, S355,…
- Theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB: Q195, Q215, Q235, Q275,…
- Theo tiêu chuẩn Nhật Bản JIS: SS400,…
Thép cacbon trung bình: %C từ 0.25% (hoặc 0.29%) – 0.6%. Loại thép này có hiệu suất gia công nhiệt và cắt tốt, nhưng hiệu suất hàn kém. Độ bền và độ cứng cao hơn thép cacbon thấp nhưng độ dẻo và độ cứng lại thấp hơn. Người ta có thể sử dụng trực tiếp hoặc xử lý nhiệt trước khi dùng thép. Thép cacbon trung bình sau khi tôi luyện có tính chất cơ học toàn diện tốt.
Thép cacbon trung bình điển hình bao gồm:
- Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM: SAE AISI 1030, 1034, 1035, 1038,…
- Theo tiêu chuẩn châu Âu EN: C35, C40, C45, C55, C60,…
- Theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB: 35#, 40#, 45#, 50#,…
Thép cacbon cao: %C từ 0.6% – 1.7% (tối đa 2%). Thép có độ bền và độ cứng cao. Nhưng so với thép cacbon thấp và thép cacbon trung bình, khả năng hàn và biến dạng dẻo nguội của nó là kém nhất.
Thép cacbon cao điển hình bao gồm:
- Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM: SAE AISI 1059, 1060, 1065, 1070, 1075,…
- Theo tiêu chuẩn châu Âu EN: C62D, C66D, C68D, C70D, C72D, C80D,…
- Theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB: 65#, 65Mn, 70#, 70Mn,…
Ở một số nơi, người ta lại phân thành 4 loại thép cacbon:
- Thép cacbon thấp: %C ≤ 0,25%
- Thép cacbon trung bình: %C từ 0.3% – 0.5%:
- Thép cacbon tương đối cao: %C từ 0.55% – 0.65%
- Thép cacbon cao: %C ≥ 0,7%
2.2. Phân loại theo công dụng
Trong lĩnh vực đúc và gia công cơ khí, hình thức phân loại này là phổ biến và có ý nghĩa nhất. Cách phân loại này giúp người thợ biết cách sử dụng thép một cách hợp lý khi cần chế tạo sản phẩm từ thép.
Thép cacbon thường (Thép cacbon thông dụng): được chia thành 3 nhóm A, B, C. Nhóm A được đánh giá bằng các tiêu chí cơ tính: độ bền, độ dẻo, độ cứng,… Nhóm B dựa trên thành phần hóa học. Nhóm C đặc trưng bằng cả 2 tiêu chí cơ tính và thành phần hóa học.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN: Ký hiệu 2 chữ CT, số sau CT chỉ giới hạn bền tối thiểu. Ví dụ CT38. Với nhóm B, C được quy ước thêm vào đằng trước chữ CT chữ cái B hay C để phân biệt. Ví dụ như BCT31, CCT31.
Theo tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu là CTx, trong đó x là số từ 0 đến 6 chỉ cấp độ bền.
Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM: Ký hiệu theo các số 42, 50, 60, 65,…
Theo tiêu chuẩn JIS: Ký hiệu SSxxx, SMxxx hay xxx. Ví dụ SS400,…
4. Thép cacbon khác gì thép hợp kim?
Thép hợp kim là một loại thép mà trong thành phần có thêm 1 số nguyên tố khác ngoài sắt và cacbon. Các nguyên tố được thêm vào thép hợp kim tiêu biểu như: mangan, silic, crom, niken,… Số lượng và định lượng các nguyên tố được thêm vào phụ thuộc mục đích sử dụng. Thép hợp kim được chế tạo mang những đặc tính vật lý mong muốn của loại thép đó.
Trong khi đó thép cacbon là hợp kim của thép. Trong đó cacbon là thành phần chính và không có đề cập tỷ lệ phần trăm tối thiểu của các nguyên tố hợp kim khác như thép hợp kim.
Có một số bạn nhầm lẫn và đặt câu hỏi thép cacbon có phải thép không gỉ không? Thực tế, thép cacbon không phải là thép không gỉ. Bởi thép không gỉ chính là một loại thép hợp kim.