Thép cacbon là gì?
Thép cacbon (hay còn được gọi là thép trơn) là một loại hợp kim của Sắt (Fe) và Cacbon (C). Trong thép này, hàm lượng cacbon thường không vượt quá 2,0% và còn chứa một số nguyên tố tạp chất như Silic (Si), Mangan (Mn), Lưu huỳnh (S), Photpho (P), Oxy (O),…
Như đã được đề cập trong nhiều bài viết trước đây, cacbon là nguyên tố quan trọng nhất trong thép, nó quyết định tính chất của chất liệu này. Khi tỷ lệ %C tăng, độ cứng của thép sẽ tăng lên nhưng độ dẻo và độ dai va đập sẽ giảm. Tại mức %C từ 0.8% – 1%, độ bền và độ cứng đạt mức cao nhất. Tuy nhiên, khi %C vượt quá 1%, độ bền và độ cứng sẽ bắt đầu giảm đi.
Các tạp chất như Mn và Si có tác dụng tốt trong việc khử oxy, trong khi P và S lại có tác dụng làm giảm tính chất cơ học của thép.
Có những loại thép cacbon nào?
Thép cacbon có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Dưới đây là 1 số cách phân loại thông dụng nhất.
2.1. Phân loại theo hàm lượng cacbon
Dựa trên tỷ lệ %C, thép cacbon có thể được chia thành 3 nhóm:
Thép cacbon thấp: %C dưới 0.25%, có đặc tính dẻo và dai nhưng độ bền và độ cứng thấp. Thép cacbon thấp còn được gọi là thép nhẹ. Thép cacbon thấp thường không qua xử lý nhiệt trước khi sử dụng, mà được cán thành các sản phẩm như 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 tính năng gia công nhiệt và cắt tốt, nhưng khả năng hàn kém. Độ bền và độ cứng của thép cacbon trung bình cao hơn thép cacbon thấp nhưng độ dẻo và độ cứng lại thấp hơn. Có thể sử dụng trực tiếp hoặc xử lý nhiệt trước khi sử dụng. Sau khi tôi luyện, thép cacbon trung bình có đặc tính 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 này có độ bền và độ cứng cao. Tuy nhiên, so với thép cacbon thấp và thép cacbon trung bình, khả năng hàn và biến dạng dẻo nguội của thép cacbon cao 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,…
Tại 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, cách phân loại theo công dụng là phổ biến và có ý nghĩa nhất. Phân loại này giúp người thợ biết cách sử dụng thép một cách hợp lý khi cần chế tạo sản phẩm từ chất liệu này.
Thép cacbon thường (Thép cacbon thông dụng): được phân thành 3 nhóm A, B, C. Nhóm A được đánh giá dựa trên các tiêu chí cơ tính như độ bền, độ dẻo, độ cứng,… Nhóm B dựa trên thành phần hóa học. Nhóm C đặc trưng bằng cả hai tiêu chí cơ tính và thành phần hóa học.
Các tiêu chuẩn và ký hiệu phân loại thép cacbon thường gặp:
- 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, chữ cái B hay C được thêm vào đằng trước chữ CT để phân biệt. Ví dụ như BCT31, CCT31.
- Tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu là CTx, trong đó x là số từ 0 đến 6 chỉ cấp độ bền.
- Tiêu chuẩn Mỹ ASTM: Ký hiệu theo các số 42, 50, 60, 65,…
- Tiêu chuẩn JIS: Ký hiệu SSxxx, SMxxx hay xxx. Ví dụ SS400,…
Thép cacbon kết cấu: có chất lượng cao hơn so với nhóm thép trên do hàm lượng cacbon được xác định chính xác và chỉ tiêu cơ tính rõ ràng.
Các tiêu chuẩn và ký hiệu phân loại thép cacbon kết cấu thường gặp:
- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN: Ký hiệu là chữ C, sau chữ C là chỉ số chỉ hàm lượng cacbon trong thép theo phần vạn. Ví dụ như C45 có 0.45%C.
- Tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu xx. Trong đó xx là chỉ số phần vạn C. Ví dụ mác thép 40 có 0.4%C.
- Tiêu chuẩn Mỹ (AISI, SAE): Ký hiệu 10xx. Trong đó xx là chỉ số phần vạn C. Ví dụ mác thép 1045 có 0.45%C.
- Tiêu chuẩn Nhật (JIS): Ký hiệu SxxC. Trong đó xx là chỉ số phần vạn C. Ví dụ S45C có 0.45%C.
Thép cacbon dụng cụ: là loại thép có hàm lượng cacbon cao (0.7% – 1.45%) và hàm lượng tạp chất S và P thấp (< 0.025%). Thép này có độ cứng cao sau khi xử lý nhiệt nhưng khả năng chịu nhiệt thấp.
Các tiêu chuẩn và ký hiệu phân loại thép cacbon dụng cụ thường gặp:
- Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN): Ký hiệu là chữ CD, sau chữ CD là chỉ số hàm lượng cacbon của thép theo phần vạn. Ví dụ CD70, CD80,…
- Tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu Yxx. Trong đó xx là chỉ số phần ngàn C. Ví dụ mác thép Y12 có 1.2%C.
- Tiêu chuẩn Mỹ (AISI): Ký hiệu Wxxx. Trong đó xxx là số thứ tự. Ví dụ W110.
- Tiêu chuẩn Nhật (JIS): Ký hiệu SKx. Trong đó x là số thứ tự từ 1 đến 7.
Ứng dụng thực tế của thép cacbon
Như đã đề cập ở trên, có nhiều cách phân loại thép cacbon. Từng loại thép này có ứng dụng khác nhau trong thực tế.
Ví dụ, thép cacbon thấp chất lượng cao thường được cán thành tấm mỏng để chế tạo nắp động cơ, các bộ phận cơ khí yêu cầu độ bền thấp, các cấu kiện xây dựng, thùng chứa, thân lò,…
Thép cacbon trung bình chủ yếu được sử dụng để sản xuất các bộ phận chuyển động yêu cầu độ bền cao như piston bơm, cánh quạt tua bin hơi nước, bánh răng, trục khuỷu, trục quay máy công cụ, trục lăn,…
Thép cacbon cao có đặc tính dễ gây ra vết nứt, thường được sử dụng chế tạo các bộ phận có tiết diện nhỏ. Loại thép này chủ yếu được sử dụng trong sản xuất lò xo, các bộ phận mài mòn hay dụng cụ cần độ cứng cao.
Tại Cơ Khí Quốc Dương, chúng tôi sử dụng vật liệu thép cacbon để đúc chi tiết máy móc và thiết bị theo yêu cầu của khách hàng.
Thép cacbon và thép hợp kim: Những điểm khác biệt
Thép hợp kim là một loại thép trong đó có thêm một số nguyên tố khác ngoài sắt và cacbon trong thành phần. Các nguyên tố này như mangan, silic, crom, niken,… được thêm vào thép hợp kim với số lượng và tỷ lệ phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Thép hợp kim được chế tạo với các đặc tính vật lý mong muốn của loại thép đó.
Trong khi đó, thép cacbon là loại thép làm từ hợp kim của sắt và có thành phần chính là cacbon. Khác với thép hợp kim, thép cacbon không có tỷ lệ phần trăm tối thiểu của các nguyên tố hợp kim khác.
Sau đây là một số điểm khác biệt giữa thép cacbon và thép hợp kim:
- Thành phần hóa học: Thép hợp kim có thêm các nguyên tố khác như mangan, silic, crom,… trong khi thép cacbon chỉ có thành phần chính là cacbon.
- Tính chất cơ học: Thép hợp kim có tính chất cơ học được điều chỉnh bằng cách thêm các nguyên tố hợp kim. Trong khi đó, tính chất cơ học của thép cacbon phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng cacbon.
- Ứng dụng: Thép hợp kim được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, xây dựng, ô tô, hàng không,… Trong khi đó, thép cacbon thường được sử dụng trong ngành đúc – gia công cơ khí.
Tóm lại, thép hợp kim là một loại thép có thành phần hóa học phong phú hơn so với thép cacbon, giúp điều chỉnh tính chất cơ học của chất liệu này.
Liên hệ với Cơ Khí Quốc Dương
Nếu bạn quan tâm đến dịch vụ đúc kim loại màu, đúc kim loại đen, gia công cơ khí chính xác và sản xuất kết cấu thép không gỉ, hãy liên hệ ngay với Cơ Khí Quốc Dương qua hotline hoặc fanpage. Chúng tôi là đơn vị uy tín hàng đầu tại Hải Phòng, cam kết đem đến cho khách hàng trải nghiệm dịch vụ và sản phẩm tốt nhất!
Thông tin liên hệ:
- Nhà máy: Km 88, Quốc Lộ 5 mới, KCN Nam Sơn, xã Nam Sơn, huyện An Dương, Hải Phòng
- Hotline: 0383 489 589
- Hotline GĐ Kỹ thuật – Mr. Long: 0904 184 501
- Email: ckquocduong@gmail.com
- Fanpage: Cơ Khí Quốc Dương
Điền form để nhận tư vấn và báo giá nhanh nhất.
CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ QUỐC DƯƠNG
