Hiểu rõ sự khác biệt giữa thép cacbon và thép hợp kim

Định nghĩa về thép cacbon và thép hợp kim

 

Như chúng ta đã biết, thép là thuật ngữ chung dùng để chỉ các hợp kim sắt-cacbon. Thép cacbon (viết tắt là thép cacbon) là hợp kim sắt-cacbon có hàm lượng cacbon nhỏ hơn 2,11%. Về thành phần hóa học, ngoài sắt và cacbon, còn có một lượng nhỏ các tạp chất như silic, mangan, phốt pho và lưu huỳnh, và không có các nguyên tố hợp kim khác.

 

Sản lượng thép cacbon chiếm khoảng 80% tổng sản lượng thép và được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, cầu đường, xe cộ, đóng tàu, sản xuất máy móc, công nghiệp, hóa dầu, phát triển hàng hải và các lĩnh vực khác.

 

Thép hợp kim là loại thép có thêm một hoặc nhiều nguyên tố hợp kim khác vào thép cacbon, chẳng hạn như crom, niken, vonfram, titan, vanadi, mangan, đồng, nhôm, molypden, v.v., nhằm mục đích tăng cường một số tính chất cụ thể của thép. Các nguyên tố hóa học này được thêm vào với tỷ lệ/tổ hợp khác nhau để tạo ra các hiệu ứng khác nhau cho vật liệu, chẳng hạn như tăng độ cứng, cải thiện khả năng chống ăn mòn, tăng cường độ bền, cải thiện khả năng tạo hình, thay đổi khả năng hàn, v.v.

 

Sản lượng thép hợp kim chiếm khoảng 20% ​​tổng sản lượng thép và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất máy móc, hóa dầu, xây dựng, hóa chất tiêu dùng, thiết bị y tế, sợi tổng hợp, vận tải, v.v.

 

 

Phân loại thép cacbon và thép hợp kim

• Phân loại thép cacbon

Theo hàm lượng cacbon, thép có thể được chia thành: thép cacbon thấp, thép cacbon trung bình, thép cacbon cao; hàm lượng cacbon càng cao thì độ cứng càng cao và độ dẻo dai càng thấp.

 

Thép cacbon thấp: hàm lượng cacbon C%≤0,25%. Các loại thép cacbon thấp thông dụng dùng để chế tạo ốc vít bao gồm thép A3, thép Q215A, thép Q235, thép 20#, thép 22#, v.v.

Thép cacbon trung bình: hàm lượng cacbon 0,25%＜C%≤0,45%. Các loại thép cacbon trung bình thông dụng dùng để chế tạo ốc vít bao gồm thép 35#, thép 45#, v.v.

Thép cacbon cao: hàm lượng cacbon C%＞0,45%, thép cacbon cao về cơ bản không được sử dụng để sản xuất ốc vít trên thị trường, vì hàm lượng cacbon cao, vật liệu cứng và giòn, dễ gãy.

 

• Phân loại thép hợp kim

Theo tổng hàm lượng các nguyên tố hợp kim, thép hợp kim được chia thành: thép hợp kim thấp, thép hợp kim trung bình, thép hợp kim cao, với hàm lượng và thành phần hợp kim khác nhau, và hiệu năng khác nhau.

 

Thép hợp kim thấp: tổng hàm lượng hợp kim ≤5%;

Thép hợp kim trung bình: 5%＜tổng hàm lượng hợp kim ≤10%

Thép hợp kim cao cấp: hàm lượng hợp kim >10%.

 

Các loại thép hợp kim thông dụng được sử dụng để chế tạo ốc vít bao gồm: 30CrMo, 40Cr, 35CrMo, 42CrMo, v.v.

 

Đặc tính của thép cacbon và thép hợp kim

• Đặc tính của thép cacbon

Tính chất của thép cacbon phụ thuộc vào hàm lượng cacbon của nó. Hàm lượng cacbon càng cao, độ bền và độ cứng càng cao, nhưng độ dẻo, độ dai và khả năng hàn càng thấp.

 

Ưu điểm: độ dẻo và khả năng hàn tốt; giá thành rẻ, dễ nấu chảy; công nghệ gia công tốt; hiệu suất có thể được cải thiện bằng cách điều chỉnh hàm lượng cacbon hoặc thay đổi phương pháp gia công;

 

Nhược điểm: độ bền hơi kém; khả năng tôi cứng kém; khả năng chịu nhiệt độ thấp không đủ; khả năng chống ăn mòn thấp; độ dẫn từ thấp; dễ bị nhiễm từ trong từ trường.

 

• Đặc tính của thép hợp kim

Các nguyên tố hợp kim khác nhau được thêm vào sẽ có các tính chất khác nhau.

 

Ưu điểm: hiệu năng tổng thể tốt; phù hợp cho các mục đích đặc biệt; độ bền và độ dẻo dai cao; khả năng tôi cứng tốt, không dễ biến dạng và nứt vỡ; khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ thấp, chịu nhiệt độ cao, không nhiễm từ, v.v.

 

Nhược điểm: đắt tiền; quy trình đúc và xử lý nhiệt phức tạp hơn.

 

Ứng dụng của thép cacbon và thép hợp kim

• Ứng dụng của thép cacbon

 

Thép cacbon thường được sử dụng để sản xuất nhiều cấu kiện xây dựng, thùng chứa, hộp, thân lò nung và máy móc nông nghiệp, các bộ phận chịu tải nhỏ, vòng đệm, chốt hãm, thanh giằng, các bộ phận dập và hàn, v.v.

 

Thép cacbon được sử dụng để sản xuất ốc vít.

 

Thép Q215A thích hợp để sản xuất vòng đệm;

 

Thép Q235 thích hợp để sản xuất bu lông, đai ốc, ống lót vít, chốt hãm, đinh tán, v.v., và chủ yếu được sử dụng cho các sản phẩm không yêu cầu độ cứng như bu lông cấp 4.8, đai ốc cấp 4 và vít nhỏ;

 

Thép 35# và thép 45# thuộc loại thép cacbon chất lượng cao, chủ yếu được sử dụng để sản xuất bu lông cấp 8.8, đai ốc cấp 8 và ốc vít lục giác cấp 8.8.

 

• Ứng dụng của thép hợp kim

 

Thép hợp kim có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận cho phương tiện giao thông như ô tô, tàu thủy và máy bay; các bộ phận cho máy công cụ, tên lửa, đạn đạo, v.v.; và để chế tạo các loại vòng bi, dụng cụ cắt gọt, dụng cụ đo lường, lò xo, khuôn nóng và lạnh, khuôn cán, lò xo, dụng cụ đo lường, v.v.

 

Được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt, môi trường chịu nhiệt và chống ăn mòn, chẳng hạn như tua bin hơi, nồi hơi, thiết bị hóa chất, v.v.

 

Thép hợp kim được sử dụng để sản xuất ốc vít.

 

Chủ yếu được sử dụng để sản xuất bu lông và đai ốc cường độ cao, ví dụ như vật liệu cấp 10.9 bao gồm 30CrMo và 40Cr; vật liệu cấp 12.9 bao gồm: 35CrMo, 42CrMo, v.v.

 

Thép 30CrMo thường được sử dụng để sản xuất bu lông và đinh tán chịu tải trọng cao; các loại ốc vít khác nhau được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao (dưới 450℃) như tuabin hơi và nồi hơi; mặt bích và đai ốc được sử dụng trong môi trường áp suất cao (dưới 500℃).

 

Thép 40Cr thích hợp để sản xuất ống lót vít, chốt, vít thanh truyền, đai ốc, v.v.;

 

Thép 35CrMo thường được sử dụng để sản xuất nhiều loại ốc vít chịu tải trọng cao, chẳng hạn như ốc vít cho máy phát điện tuabin hơi; nhiều loại ốc vít được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao (dưới 480℃) như nồi hơi;

 

Thép 42CrMo thích hợp để sản xuất các loại ốc vít cần độ bền cao hơn so với thép 35CrMo.

 

Xét đến đặc tính của thép cacbon và thép hợp kim, khi lựa chọn vật liệu chế tạo ốc vít, có thể ưu tiên sử dụng thép cacbon nếu đáp ứng được yêu cầu sử dụng; nếu kích thước lớn, hình dạng phức tạp, yêu cầu về độ bền và độ chính xác cao, hoặc có yêu cầu về độ cứng khi nóng và các đặc tính đặc biệt khác, thì nên sử dụng thép hợp kim.

 

Sau khi đọc xong bài này, bạn có thể phân biệt được giữa thép cacbon và thép hợp kim không?

 

• WhatsApp：+8619829729659
• Số điện thoại: +86-029-81165337
• E-mail: fastom@vip.163.com