Thép cacbon là một loại thép phổ biến và có tính ứng dụng cao trong ngành đúc – gia công cơ khí. Vậy thép cacbon là thép gì? Đặc điểm nổi bật và các ứng dụng của thép này ra sao? Thép cacbon có gì khác với thép hợp kim? Mọi thông tin chi tiết mời bạn đọc theo dõi ở bài viết dưới đây của Cơ Khí Quốc Dương.
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.
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,…
Thép cacbon kết cấu: có chất lượng cao hơn nhóm thép phía trên do hàm lượng cacbon chính xác và chỉ tiêu cơ tính rõ ràng.
- Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN, ký hiệu thép cacbon kết cấu 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.
- Theo tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu xx. Trong đó xx là chỉ số phần vạn C. Ví dụ mác thép 40 có 0.4%C.
- Theo 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.
- Theo 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: loại thép có hàm lượng cacbon cao (0.7% – 1.45), hàm lượng tạp chất S và P thấp (< 0.025%). Thép tuy có độ cứng cao khi nhiệt luyện nhưng khả năng chịu nhiệt thấp.
- Theo 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,…
- Theo tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu Yxx. Trong đó xx là chỉ số phần nghìn C. Ví dụ mác thép Y12 có 1,2%C.
- Theo tiêu chuẩn Mỹ (AISI): Ký hiệu Wxxx. Trong đó xxx là số thứ tự. Ví dụ W110.
- Theo tiêu chuẩn Nhật (JIS): Ký hiệu SKx. Trong đó x là số thứ tự từ 1 đến 7.
3. Ứng dụng thực tế của thép cacbon
Như đã nêu phía trên, có nhiều cách phân loại thép cacbon. Theo đó từng loại thép có ứng dụng trong thực tế khác nhau.
Ví dụ thép cacbon thấp chất lượng cao được cán thành tấm mỏng để chế tạo nắp động cơ, các bộ phận cơ khí có yêu cầu độ bền thấp, cấu kiện xây dựng khác nhau, thùng chứa, thân lò,…
Thép cacbon trung bình chủ yếu dùng 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 với đặc tính dễ sinh ra vết nứt nên được dùng chế tạo các bộ phận có tiết diện nhỏ. Loại thép này chủ yếu sử dụng trong sản xuất lò xo, các bộ phận mài mòn hay dụng cụ cần độ cứng cao.
Tại Cơ khí Quốc Dương, vật liệu thép cacbon được sử dụng để đúc chi tiết máy móc, thiết bị theo yêu cầu của khách hàng:
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.
Để tìm hiểu chi tiết nhất về thép hợp kim, mời bạn theo dõi bài viết: Thép hợp kim là gì? Chi tiết thông tin về thép hợp kim
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.
=> Tóm lại, thép hợp kim chủ yếu chứa sắt, có thể thay đổi thuộc tính thép bằng xử lý nhiệt khi thêm các thêm 1 số nguyên tố khác vào. Thép cacbon có hàm lượng cacbon cao hơn, đồng nghĩa thép cứng chắc hơn nhưng cũng kém dẻo hơn.
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.
Lời kết: Bài viết trên đây là những thông tin chia sẻ đầy đủ nhất Cơ Khí Quốc Dương gửi đến bạn đọc. Hy vọng bài viết đã đem đến nhiều thông tin hữu ích và trả lời câu hỏi thép cacbon là gì. Bạn có thể theo dõi thêm nhiều bài viết tin tức thú vị khác trên website của chúng tôi.
Quý khách hàng tại Hải Phòng và trên cả nước quan tâm 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 đến Cơ khí Quốc Dương qua hotline hoặc địa chỉ 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!
=> Điền form để nhận tư vấn và báo giá nhanh nhất
CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ QUỐC DƯƠNG
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
