Thép là gì? Thép là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon không vượt quá khoảng 2,14%, cùng một lượng nhỏ mangan, silic và các nguyên tố khác. Chỉ cần thay đổi vài phần mười phần trăm cacbon hay thêm một ít crom, niken, molypden, thép có thể trở thành thanh cốt bê tông dẻo dai, lưỡi dao cứng sắc hay inox không gỉ. Bài viết giải thích thép khác sắt và gang thế nào, thép được sản xuất ra sao, các cách phân loại thép, tính chất cơ bản, cách đọc mác thép và các dạng sản phẩm thép trên thị trường.
Thép là gì?
Thép là vật liệu hợp kim có thành phần chính là sắt (Fe), chứa cacbon (C) với hàm lượng tối đa khoảng 2,14% theo khối lượng. Ngoài ra thép luôn có một lượng mangan, silic (đưa vào khi khử ô xy) và tạp chất phốt pho, lưu huỳnh được khống chế ở mức thấp. Thép hợp kim còn được bổ sung có chủ đích các nguyên tố như crom, niken, molypden, vanadi.
Cacbon là nguyên tố quyết định: cacbon càng cao thì thép càng cứng và bền nhưng càng giòn, khó hàn. Phần lớn thép xây dựng, thép kết cấu chỉ chứa khoảng 0,1 đến 0,3% cacbon.
Thép, sắt và gang khác nhau thế nào?
| Vật liệu | Hàm lượng cacbon | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Sắt nguyên chất | Rất thấp | Mềm, dẻo, ít dùng làm vật liệu kết cấu |
| Thép | Đến khoảng 2,14% | Bền, dẻo, cán, rèn, hàn được; dùng rộng rãi nhất |
| Gang | Trên khoảng 2,14% (thường 2 đến 4%) | Cứng, giòn, đúc tốt, không cán rèn được |
Trong đời sống, người ta hay gọi thép xây dựng là “sắt” (sắt phi 10, sắt phi 12), nhưng về vật liệu đó là thép. Quá trình luyện gang từ quặng được giới thiệu trong bài nguyên tắc sản xuất gang.
Thép được sản xuất như thế nào?
Có hai con đường chính:
- Lò cao và lò thổi ô xy: quặng sắt, than cốc, đá vôi được nạp vào lò cao để luyện ra gang lỏng; gang lỏng chuyển sang lò thổi ô xy để đốt bớt cacbon và tạp chất, thành thép.
- Lò điện: nấu chảy thép phế liệu (và sắt xốp) bằng hồ quang điện hoặc cảm ứng.
Thép lỏng được tinh luyện thêm để điều chỉnh thành phần, rồi đúc liên tục thành phôi (phôi vuông, phôi dẹt) và cán nóng thành sản phẩm. Quy trình chi tiết có trong bài quy trình sản xuất thép từ quặng đến thành phẩm; các loại phôi có trong bài phôi vuông, phôi dẹt và vai trò của phôi.
Phân loại thép
Theo thành phần hóa học
- Thép cacbon: chủ yếu là sắt và cacbon, chia theo hàm lượng cacbon thành thép cacbon thấp, trung bình, cao. Xem chi tiết trong bài thép carbon là gì.
- Thép hợp kim: có thêm nguyên tố hợp kim để tăng bền, chịu nhiệt, chống mài mòn, chống gỉ. Xem bài các nhóm thép hợp kim thấp, trung bình, cao.
- Thép không gỉ (inox): thép hợp kim cao có từ khoảng 10,5% crom trở lên.
Theo công dụng
- Thép xây dựng: thép thanh vằn, thép cuộn làm cốt bê tông (TCVN 1651).
- Thép kết cấu: thép tấm, thép hình cho khung nhà, cầu, máy (SS400, Q355…).
- Thép chế tạo máy: thép cacbon chất lượng tốt, thép hợp kim để làm trục, bánh răng.
- Thép dụng cụ: làm dao, khuôn, mũi khoan.
- Thép có tính chất đặc biệt: chịu nhiệt, chịu mài mòn, kỹ thuật điện.
Theo dạng sản phẩm
| Dạng sản phẩm | Ví dụ | Tham khảo giá |
|---|---|---|
| Thép xây dựng | Thép thanh vằn D10 đến D32, thép cuộn phi 6, phi 8 | giá thép xây dựng |
| Thép tấm | Tấm cán nóng, cán nguội, tấm gân, tấm mạ kẽm | bảng giá thép tấm cán nóng, cán nguội |
| Thép hình | H, I, U, V, xà gồ C, Z | bảng giá thép hình H, I, U, V hôm nay |
| Thép hộp | Hộp vuông, chữ nhật đen và mạ kẽm | bảng giá thép hộp đen, mạ kẽm |
| Thép ống | Ống hàn, ống đúc, ống mạ kẽm | bảng giá ống thép hàn, ống mạ kẽm |
| Tôn | Tôn kẽm, tôn lạnh, tôn màu | bảng giá tôn kẽm, tôn lạnh, tôn màu |
Tính chất cơ bản của thép
- Khối lượng riêng: khoảng 7.850 kg/m³, dùng để tính khối lượng mọi sản phẩm thép; chi tiết trong bài khối lượng riêng 7.850 kg/m³ và cách dùng.
- Cơ tính: giới hạn chảy, giới hạn bền kéo, độ giãn dài; thép xây dựng thông dụng có giới hạn chảy từ khoảng 300 đến 500 MPa.
- Mô đun đàn hồi: khoảng 200 GPa, gần như như nhau giữa các loại thép.
- Nhiệt độ nóng chảy: khoảng 1.400 đến 1.500 °C tùy thành phần; so sánh với kim loại khác trong bài bảng nhiệt độ nóng chảy sắt, thép, nhôm, đồng.
- Nhiệt luyện được: tôi, ram, ủ, thường hóa làm thay đổi độ cứng, độ dẻo; xem bài tôi, ram, ủ, thường hóa thép.
- Dễ gỉ: thép cacbon bị ô xi hóa khi gặp ẩm, cần sơn, mạ hoặc dùng inox.
Mác thép và tiêu chuẩn
Mỗi loại thép được đặt tên theo tiêu chuẩn: ví dụ CB400-V (TCVN 1651-2, thép cốt bê tông), SS400 (JIS G3101, thép kết cấu), A36 (ASTM, thép kết cấu Mỹ), Q355B (GB/T 1591, Trung Quốc), SUS304 (JIS, inox). Cách đọc ký hiệu mác thép xây dựng được giải thích trong bài mác thép là gì; hệ tiêu chuẩn Mỹ có trong bài hệ tiêu chuẩn ASTM của Mỹ.
Ứng dụng của thép
- Xây dựng: cốt bê tông, khung nhà thép, cầu, mái, hàng rào.
- Cơ khí, chế tạo máy: khung máy, trục, bánh răng, dụng cụ.
- Giao thông: ô tô, tàu thủy, đường ray, toa xe.
- Năng lượng: đường ống dầu khí, tháp điện, trụ điện gió.
- Đời sống: đồ gia dụng, nội thất, bao bì (lon thép).
Thép còn là vật liệu tái chế được nhiều lần mà không mất tính chất, phần lớn thép phế được nấu lại trong lò điện. Khái niệm kim loại đen (sắt, thép, gang) và kim loại màu được trình bày trong bài kim loại đen và kim loại màu khác nhau thế nào.
Tình hình sản xuất, tiêu thụ và xuất nhập khẩu thép trong nước được cập nhật trong bài tình hình ngành thép Việt Nam.
Thuật ngữ tiếng Anh của các loại thép, sản phẩm và chứng từ được tổng hợp trong bài thép tiếng Anh là gì.
Câu hỏi thường gặp
Thép là gì?
Là hợp kim của sắt và cacbon (cacbon đến khoảng 2,14%), có thêm mangan, silic và có thể có các nguyên tố hợp kim khác.
Thép và sắt có giống nhau không?
Không. Sắt là nguyên tố; thép là hợp kim sắt cacbon. “Sắt xây dựng” trong đời sống thực chất là thép.
Thép có mấy loại?
Có nhiều cách phân loại: theo thành phần (thép cacbon, thép hợp kim, inox), theo công dụng (xây dựng, kết cấu, chế tạo, dụng cụ) và theo dạng sản phẩm (thanh, tấm, hình, hộp, ống, tôn).
Thép nặng bao nhiêu?
Khối lượng riêng khoảng 7.850 kg/m³, tức 1 m³ thép nặng khoảng 7,85 tấn.
Kết luận
Thép là hợp kim sắt cacbon với hàm lượng cacbon thấp, được tinh chỉnh bằng các nguyên tố hợp kim và nhiệt luyện để đáp ứng hầu hết nhu cầu của xây dựng, cơ khí và đời sống. Hiểu cách phân loại, tính chất và mác thép giúp bạn chọn đúng vật liệu cho từng hạng mục. Cần báo giá các loại thép, hãy liên hệ Giá Thép Hôm Nay.