-Thép có khả năng biến dạng dẻo tốt, có tính hàn tốt được sử dụng trong xây dựng Phân loại Thép được phân loại theo thành phần hóa học, chất lượng, mức độ khử oxy, tổ chức và độ bền...
Trang 1- Thép là hợp kim của Fe và C với hàm lượng C < 2,14%.
-Thép là vật liệu có cơ tính tổng hợp cao, có thể chịu tải trọng rất nặng và phức tạp Là vật liệu chế tạo máy thông dụng, chủ yếu và quan trọng nhất.
-Thép có khả năng biến dạng dẻo tốt, có tính hàn tốt được sử dụng trong xây dựng
Phân loại
Thép được phân loại theo thành phần hóa học, chất lượng, mức độ khử oxy, tổ chức và
độ bền.
Trang 2• Theo thành phần hóa học:
thép cacbon và thép hợp kim
- Thép cacbon:
[ thép cacbon thấp (<0,3%C), thép cacbon trung bình (0,3 ÷0,7%C), thép cacbon cao (>0,7%C)]
- Thép hợp kim
+ Theo nguyên tố hợp kim (thép crôm, thép mangan, thép crôm- niken…)
+ Theo hàm lượng nguyên tố hợp kim
[thép hợp kim thấp (<5%), thép hợp kim trung bình (5 ÷ 10%), thép hợp kim cao (>10%)]
Trang 3• Theo chất lượng
Chất lượng của thép là tổng hợp các tính chất được xác định bởi quá trình luyện kim
để sản xuất ra chúng.Độ đồng nhất về thành phần hóa học, cấu tạo và tính chất của thép cũng như tính công nghệ của chúng phụ thuộc nhiều vào hàm lượng khí (O2, N2, H2)và tạp chất có hại là S và P.
Tuy nhiên các loại khí là các tạp chất ẩn, khó xác định, bởi vậy các tiêu chuẩn về hàm lượng tạp chất có hại được dùng làm chỉ tiêu cơ bản để phân loại thép theo chất lượng.
Trang 4• Thép chất lượng thường (S<0,055%, P< 0,045%)
• Thép chất lượng (S ≤ 0,04%, P ≤ 0,035%)
• Thép chất lượng cao (S ≤ 0,025%, P ≤
0,025%)
• Thép chất lượng đặc biệt cao (S ≤ 0,015%,
P ≤ 0,025%)
Trang 5• Theo mức độ khử oxy
Khử oxy là quá trình tách oxy khỏi kim loại lỏng vì
nó là nguyên nhân gây phá hủy giòn thép khi biến dạng nóng
- Thép lặng: được khử oxy bằng Mn, Si và Al Nó còn chứa rất ít oxy và kết tinh lặng lẽ, không có khí thoát ra
- Thép sôi: khử oxy bằng Mn Trước khi rót nó còn chứa một lượng oxy khá cao cho nên khi kết tinh một phần oxy tác dụng với cacbon thoát ra dưới dạng C0 Sự tách các bọt khí C0 tạo cảm tưởng thép bị sôi Thép sôi rẻ, hàm lượng C thấp, hầu như không có Si, chứa nhiều tạp chất khí
• Thép nửa lặng: theo mức độ khử oxy chiếm vị trí trung gian giữa thép lặng và thép sôi
Trang 6Theo tổ chức
Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo của thép ở trạng thái
ủ và thường hóa
- Theo tổ chức ở trạng thái ủ (cân bằng)
+ thép trước cùng tích
+ thép cùng tích
+ thép austenit
+ thép ferit
- Theo tổ chức sau thường hóa
+ thép peclit
+ thép mactenxit
+ thép austenit
+ thép ferit
Trang 7Theo giới hạn bền
- Thép có độ bền trung bình: σb<1000MPa
- Thép có độ bền cao: σb<1000 ÷1500MPa
- Thép có độ bền rất cao: σb>1500MPa
Trang 8• Thép cacbon (thép thường)
Được dùng phổ biến trong đời sống cũng như trong kỹ thuật, chiếm 80 ÷ 90% sản lượng thép
Là hợp kim của Fe và C với lượng C <2,14% Ngoài ra còn chứa một số nguyên tố với hàm lượng giới hạn (tạp chất)
Tạp chất có lợi: Mn, Si
Có tác dụng nâng cao độ cứng, độ bền, trong thép chứa ≤ 0,8%Mn, ≤ 0,5%Si
Tạp chất có hại: P, S
Làm cho thép bị giòn, phải được khử đến giới hạn cho phép (<0,05%)
Các khí 02, H2, N2: làm giảm độ dẻo, tăng độ giòn, làm giảm cơ tính
Trang 9C là nguyên tố quan trọng, khi thay đổi lượng C thì cơ tính của thép thay đổi theo.
-Thành phần C tăng thì độ bền, độ cứng tăng, độ dẻo, độ dai giảm đi
+ Khi C ≤ 0,25%: độ dẻo, độ dai cao nhưng độ bền, độ cứng thấp, hiệu quả nhiệt luyện tôi, ram không cao, được dùng làm kết cấu xây dựng, tấm lá để dập nguội Để nâng cao độ bền, độ cứng cần phải thấm C
+ C (0,3 – 0,5%): độ bền, độ cứng, độ dẻo, độ dai khá cao Vì
có cơ tính tổng hợp cao nên được dùng làm chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va đập cao
+ C (0,55 – 0,65%): độ cứng cao, giới hạn đàn hồi cao nhất được dùng làm các chi tiết đàn hồi (lò xo, nhíp)
+ C ≥ 0,7%: độ cứng và tính chống mài mòn cao được dùng làm công cụ như dao cắt, khuôn dập, dụng cụ đo.
Trang 10Ưu nhược điểm của thép cacbon
* Ưu:
- Rẻ, không phải dùng các nguyên tố hợp kim đắt tiền, dễ luyện hơn thép hợp kim
- Có tính công nghệ tốt, dễ đúc, cán, rèn, kéo sợi,gia công và dập hơn so với thép hợp kim
- Độ bền cao, có khả năng chịu kéo nén, uốn xoắn tốt
- Độ cứng tương đối cao, có thể nhiệt luyện để nâng cao cơ tính
- Độ dẻo khá tốt, có khả năng chịu được va chạm nhất là các loại thép ít cacbon
- Có khả năng chống lại sự ăn mòn, mài mòn nhất
là sau khi đã qua tôi cứng,
Trang 11• Ưu nhược điểm của thép cacbon
* Nhược:
- Độ thấm tôi thấp do đó hiệu quả hóa bền bằng nhiệt luyện không cao làm ảnh hưởng xấu đến độ bền, đặc biệt đối với tiết diện lớn
- Khả năng chịu nhiệt độ cao kém
- Không có các tính chất vật lý, hóa học đặc biệt như cứng, nóng, chống ăn mòn.
Trang 12• Phân loại thép cacbon
Theo độ sạch của tạp chất có hại trong phương pháp luyện
- Thép chất lượng thường
- Thép chất lượng tốt
- Thép chất lượng cao
- Thép chất lượng rất cao
Theo phương pháp khử oxy
- Thép sôi
- Thép lặng
- Thép nửa lặng
Theo công dụng (mục đích sử dụng)
- Thép kết cấu(thép xây dựng, thép chế tạo máy)
- Thép dụng cụ
Trang 13• Ký hiệu
- TCVN1765-75: quy định các mác thép kết
cấu cacbon chất lượng thường để làm các kết cấu xây dựng, được sử dụng ở tình trạng cung cấp, không qua nhiệt luyện
- Ký hiệu: nhóm A chỉ qui định về cơ tính
+ CTa (thép lặng, nhóm A giới hạn bền tối thiểu a kg/mm2, )
+ CTan (thép nửa lặng, nhóm A giới hạn bền tối thiểu
a kg/mm2)
+ CTas (thép sôi, nhóm A giới hạn bền tối thiểu a kg/mm2)
CT38: thép cacbon thường nhóm A,σb ≥ 38kg/mm2
Trang 14• Nhóm B chỉ qui định về thành phần hóa học
+ BCTa (thép lặng, nhóm B, a %C theo qui định ) + BCTan (thép nửa lặng, nhóm B a %C theo qui
định )
+ BCTas (thép sôi, nhóm B a %C theo qui định )
BCT38:
thép cacbon thường nhóm B,chứa 0,14 – 0,22%C
Trang 15• Nhóm C qui định cả cơ tính và thành phần hóa học
CCT38:
thép cacbon thường nhóm C,có cơ tính của CT38 và thành phần hóa học của BCT38
σb≥ 38kg/mm2 và 0,14 – 0,22%C,
Trang 16- TCVN1766-75: quy định các mác thép kết
cấu cacbon chất lượng tốt để chế tạo máy do vậy phải được qui định cả thành phần hóa học lẫn cơ tính.
- Ký hiệu: C a (a phần vạn cacbon trung bình)
C40: thép kết cấu cacbon chất lượng tốt, có khoảng 0,4%C (0,38 -0,45%)
C40A: thép kết cấu cacbon chất lượng cao,
có khoảng 0,4%C (0,38 -0,45%)
Trang 17• TCVN1822-76: quy định các mác thép
- C:cacbon
- D: dụng cụ
- a: lượng cacbon trung bình tính theo phần vạn
CD80: thép dụng cụ cacbon chất lượng tốt,
có khoảng 0,8%C (0,75 -0,84%)
CD80A: thép dụng cụ cacbon chất lượng cao, có khoảng 0,8%C (0,75 -0,84%)
Trang 18• Thép hợp kim
Là loại thép mà người ta cố ý đưa thêm vào các nguyên tố cĩ lợi với lượng đủ lớn để làm thay đổi tổ chức và cải thiện tính chất (cơ, lý, hĩa) Các nguyên tố đĩ được gọi là nguyên tố hợp kim (Mn, Si, Cr, Ni, W, Mo, Ti,Cu,B)
- Hợp kim hóa để nâng cao cơ tính của thép, độ bền tăng của thép HK chỉ đạt được sau khi nhiệt tôi và ram
- Nâng cao tính chịu nhiệt
- Thép C không làm việc ở nhiệt độ cao còn khi đã
HK hóa sẽ làm thép có khả năng giữ được bền ở
nhiệt độ cao
- Tạo cho thép có các tính chất lí hóa đặc biệt