Xây dựng & Kiến trúc

Những tính chất cơ bản của thép xây dựng là gì?

Thép xây dựng là một nguyên vật liệu không thể thiếu trong đời sống, đặc biệt là lĩnh vực xây dựng. Trên thị trường Việt Nam có rất nhiều loại Thép xây dựng khác nhau. Hôm nay, hãy cùng công ty chúng tôi tìm hiểu những tính chất cơ bản của thép xây dựng? ở bài viết dưới đây.

Thép là gì?

Thép là gì? Thép là một hợp kim của là sắt (Fe). Với thành phần chính là Sắt với cacbon (C), từ 0,02% đến 2,14% theo trọng lượng, và một số nguyên tố hóa học khác.

Cacbon (C) và các nguyên tố khác làm làm tăng độ cứng, hạn chế sự di chuyển của nguyên tử sắt trong câu trúc tinh thể dưới tác động của nhiều nguyên nhân khác nhau.

Số lượng và tỷ lệ của các nguyên tố trong thép nhằm mục đích cho ra sản phẩm theo nhu cầu như: Chất lượng độ cứng, độ đàn hồi, tính dễ uốn, và sức bền kéo đứt. Ví dụ như: thép với tỷ lệ cacbon cao có thể tăng cường độ cứng và cường lực kéo đứt so với sắt, nhưng lại giòn và dễ gãy hơn.

Thép là kim loại nên có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt mạnh. Ở nhiệt độ 500 độ C – 600 độ C, thép trở nên mềm dẻo, cường độ giảm. Ở nhiệt độ -10 độ C tính dẻo giảm. Ở nhiệt độ -45 độ C thép giòn, dễ nứt. Khối lượng riêng của thép từ 7,8 đến 7,85 g/cm3.

Mỗi chủng loại tính chất cơ bản của thép xây dựngcó nhiều mác thép khác nhau. Các mác thép khác nhau về đặc điểm vật lý và hóa học do có sự điều chỉnh về thành phần và tỉ lệ nguyên vật liệu được thêm vào trong quá trình sản xuất. Các nhà sản xuất kiểm soát tỉ lệ tham gia của các nguyên tố này nhằm tạo ra các mác thép như ý muốn.

tinh chat co ban cua thep xay dung
tinh chat co ban cua thep xay dung

Tính chất cơ bản của thép xây dựng là gì? 

  • Thép có các đặc tính cơ bản đó là tính dẻo, tính cứng, tính bền, khả năng chống oxi hóa của môi trường, khả năng đàn hồi và tính hàn.
  • ​Các đặc tính chất này được quyết định bởi các nguyên tố hóa học như cacbon(C), mangan(Mn), sắt(Fe), nitơ(N), lưu huỳnh(S)…
  • Lượng cacbon (C) có trong thép càng ít thì độ dẻo của thép càng tăng. và hàm lượng cacbon(C) trong thép càng nhiều thì giúp thép cứng hơn, đồng thời làm giảm tính dễ uốn và giảm tính hàn.
  • Hàm lượng carbon(C) trong thép tăng lên cũng kéo theo giảm nhiệt độ nóng chảy của thép.

* Ngoài ra thép còn làm tăng thêm độ cứng và hạn chế sự di chuyển của nguyên tử sắt trong cấu trúc tinh thể. Dưới sự tác động của nhiều nguyên nhân khác nhau. Hàm lượng và tỷ lệ khác nhau của các nguyên tố sẽ kiểm soát các mục tiêu chất lượng như độ cứng, độ đàn hồi, tính dễ uốn, và sức bền kéo đứt của thép. Thép có cacbon(C) cao có thể tăng cường độ cứng và cường lực kéo đứt so với sắt(Fe), nhưng lại giòn và dễ gãy hơn.

– Thép C thấp (%C<0,22%): Dẻo, mềm và dễ hàn. Thép xây dựng là thép C thấp.

– Thép C vừa (0,22%<C<0,6%): Cường độ cao hơn nhưng giòn.

– Thép C cao (0,6%<%C<1,7%).

Thép hợp kim có thêm các thành phần kim loại khác: Cr, Ni, Mn… để cải thiện tính chất tthép. Thép hợp kim thấp có hàm lượng các kim loại <2,5%.

Phân loại thép theo phương pháp luyện

Dựa theo phương pháp luyện thép xây dựng được chia làm 2 loại:

– Thép lò quay (Lò Bessmer, Thomas ): Dung tích lớn 50 – 60 tấn/ mẻ, thời gian luyện nhanh 10 – 20 phút/lò. Khó khống chế và điều chỉnh thành phần, không loại hết tạp chất có hại, cấu trúc không thuần nhất nên chất lượng kém, không làm kết cấu tải trọng nặng, tải trọng động.

– Thép lò bằng (Lò Martin ): Dung tích nhỏ hơn 30 – 35 tấn/ mẻ, thời gian luyện lâu 8 – 12 giờ/lò. Có thể khống chế và điều chỉnh thành phần, đủ thời gian khử hết tạp chất, cấu trúc thuần nhất nên chất lượng cao, dùng làm kết cấu chịu lực. Tuy nhiên năng suất thấp, giá thành cao.

Khắc phục:

Luyện bằng lò thổi oxy chất lượng tương đương luyện lò bằng, giá thành thấp hơn do năng suất cao, thời gian luyện nhanh hơn 40 – 50 phút/mẻ.

Phân loại theo phương pháp khử oxy

Phân loại thep phương pháp khử oxy có 3 loại chính:

– Thép tĩnh: thép lỏng ra lò được khử oxy và tạp chất, tránh được bọt khí trong thép nên cấu trúc thuần nhất, chất lượng cao nên được dùng làm kết cấu chịu tải trọng nặng, tải trọng động.

– Thép sôi: Thép lỏng ra lò đổ vào khuôn, bọt khí O2, CO2… chưa ra hết đã nguội, tạo những chổ khuyết tật, dễ sinh ứng suất tập trung khi chịu lực và bị lão hóa, dẫn đén phá hoại giòn, không nên dùng làm kết cấu chịu lực chính.

– Thép nửa tĩnh: Chất lượng và giá thành trung gian giữa hai loại trên.

Cấu trúc và thành phần hóa học của thép xây dựng

Cấu trúc tinh thể

Cấu trúc thép xây dựng được tạo bởi:

– Ferit: Fe nguyên chất chiếm 99% thể tích, dẻo và mềm.

– Ximentic: Hợp chất Fe3C, cứng và giòn do thành phần C.

– Màng Peclit: Hỗn hợp Fe và Fe3C, là màng đàn hồi bao quanh ferit. Màng càng dày, thép càng cứng và kém dẻo.

tinh chat co ban cua thep xay dung
tinh chat co ban cua thep xay dung

Thành phần hóa học

– Fe chiếm 99%

– C: Có hàm lượng nhỏ hơn 1,7%. Lượng C càng cao, thép có cường độ lớn nhưng giòn nên khó hàn và khó gia công. Yêu cầu xây dựng có: %C<0,22%.

– Các thành phần có lợi

+ P: Giảm tính dẻo và độ dai va chạm, thép giòn ở nhiệt độ thấp.

+ S: Làm thép giòn ở nhiệt độ cao, dễ nứt khi rèn và hàn.

+ O2N2: Làm thép giòn, cấu trúc không thuần nhất

Ngoài ra trong thép hợp kim còn có thêm một số thành phần Ni, Cr, Cu… để cải thiện tính chất thép.

Số hiệu của thép xây dựng

Thép cacbon

Theo ký hiệu của Liên Xô cũ từ CT0 → CT7. Chỉ số càng cao hàm lượng C càng lớn, thép có cường độ cao nhưng kém dẻo và khó gia công.

– CT0: Dẻo, dùng làm kết cấu không chịu lực: Bulong thường, đinh tán, chi tiết…

– CT1, CT2: Mềm cường độ thấp dùng trong kết cấu vỏ.

– CT3: Phổ biến nhất trong xây dựng, thường là thép lò bằng, hoặc thép nửa tĩnh. Kết cấu chịu tải trọng nặng, động.

– CT4: Cườn độ cao, dùng trong công nghiệp đóng tàu.

– CT5: Khó gia công chế tạo, khó hàn chỉ dùng cho kết cấu đinh tán.

– CT6, CT7: Quá cứng, giòn, không dùng được trong xây dựng, chỉ dùng làm máy công cụ…

tinh chat co ban cua thep xay dung
tinh chat co ban cua thep xay dung

Thép hợp kim thấp

Thép hợp kim thấp ngày càng phổ biến trong xây dựng nhờ cường độ cao, bền và chống gỉ tốt. Theo kí hiệu của Liên Xô cũ, các tính chất cơ bản của thép xây dựng chỉ số chỉ thành phần hóa học và hàm lượng C.

Từ khóa:

  • Tính chất của thép
  • Công dụng của thép
  • Nêu tính chất cơ bản của vật liệu thép
  • Thép là gì
  • Tính chất của thép hợp kim
  • Ứng dụng của thép trong xây dựng
  • Thép có tính gì
  • Tính chất nào không phải của thép

Nội dung liên quan:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button