Sự Khác Nhau Giữa Thép Carbon Thấp, Trung Bình Và Cao

Thép Carbon có thể chia thành ba loại chính theo hàm lượng carbon: thép carbon thấp, thép carbon trung bình và thép carbon cao. Do sự khác biệt về hàm lượng carbon, mỗi loại thép carbon cũng cho thấy những sự khác biệt đáng kể trong cấu trúc tổ chức, đặc tính cơ học, công nghệ chế tạo, v.v. Tuy nhiên, việc chọn đúng vật liệu là rất quan trọng đối với chúng ta để hiểu được sự khác biệt giữa thép carbon thấp, thép carbon trung bình và thép carbon cao.

Thép carbon là gì?

Thép carbon, còn được gọi là thép cacbon, là một loại vật liệu thép có sắt làm yếu tố chính, chứa một lượng nhất định carbon (thường dưới 2,11%) nhưng không thêm một lượng lớn các nguyên tố hợp kim khác. Thép carbon là loại vật liệu thép cơ bản và phổ biến nhất. Theo hàm lượng carbon khác nhau, thép carbon có thể được chia thành thép carbon thấp, thép carbon trung bình và thép carbon cao. Càng có hàm lượng carbon cao, độ bền và độ cứng của thép càng lớn, nhưng tính dẻo và độ dai giảm tương ứng. Hàm lượng carbon càng thấp, tính dãn và khả năng hàn của thép càng tốt.

Phân loại thép carbon:

Việc phân loại thép carbon chủ yếu dựa trên hàm lượng carbon của nó. Theo các tiêu chuẩn quốc tế và trong nước thường dùng, thép carbon được phân loại như sau:

• Thép carbon thấp: hàm lượng carbon thường nằm trong khoảng từ 0,04% đến 0,25%;
• Thép carbon trung bình: hàm lượng carbon nằm trong khoảng từ 0,25% đến 0,60%;
• Thép carbon cao: hàm lượng carbon nằm giữa 0.60% và 1.00%.

Mặc dù việc phân loại chủ yếu dựa trên hàm lượng carbon, trong các ứng dụng cụ thể, hàm lượng của các nguyên tố khác (như mangan, silic, lưu huỳnh, phốt pho, v.v.) và việc sử dụng cũng như đặc tính cơ học của thép cũng sẽ được tham khảo.

Có Sự Khác Nhau Gì Giữa Thép Carbon Thấp, Thép Carbon Trung Bình Và Thép Carbon Cao?

Những sự khác biệt của chúng chủ yếu được phản ánh ở 5 khía cạnh sau đây, như dưới đây:

1. Thành phần hóa học:

Sự khác biệt trực tiếp nhất giữa thép carbon thấp, thép carbon trung bình và thép carbon cao được phản ánh trong thành phần hóa học của chúng. Khi hàm lượng carbon tăng dần, độ cứng và cường độ của thép tăng lên, nhưng độ dẻo và khả năng hàn giảm xuống.

• Thép carbon thấp: Ngoài hàm lượng carbon thấp, nó thường chứa một lượng nhỏ silic (0,17~0,37%), mangan (0,35~0,65%), v.v., nhằm cải thiện độ bền và khả năng gia công. Do hàm lượng carbon thấp, nó có tính dẻo, dai và khả năng hàn tốt.
• Thép carbon trung bình: Hàm lượng carbon thường nằm trong khoảng 0,25% đến 0,60%, và cũng chứa các nguyên tố tăng cường như mangan (0,50%~1,65%). Tính chất cơ học của nó tương đối tốt và phù hợp với xử lý nhiệt. So với thép carbon thấp, nó có độ bền và độ cứng cao hơn nhưng độ dẻo giảm đi.
• Thép carbon cao: Hàm lượng carbon nằm trong khoảng 0,60% đến 1,00%. Do hàm lượng carbon cao, độ cứng sau khi tôi và khả năng chống mài mòn được cải thiện đáng kể, nhưng khả năng hàn và gia công kém.

2. Tính chất cơ học:

Về mặt tính chất cơ học, sự khác biệt giữa ba loại thép này là đặc biệt rõ ràng. Các tính chất cơ học bao gồm độ bền kéo, độ bền nén, độ dãn dài, độ dai va đập, độ cứng, v.v.

• Thép carbon thấp: Độ bền kéo thường nằm trong khoảng 370~500MPa, độ bền nén nằm trong khoảng 200~300MPa, và độ dãn dài có thể đạt hơn 25%. Đặc điểm nổi bật của nó là độ dai tốt và khả năng dẻo cao, thích hợp cho các quy trình như dập, kéo căng và các công đoạn khác.
• Thép carbon trung bình: Sau khi được tôi và tempering, độ bền kéo có thể đạt 600~800MPa, độ bền nén nằm trong khoảng 400~600MPa, và độ dãn dài nằm trong khoảng 15%~20%. Nó có các tính chất cơ học tổng hợp tốt và đặc biệt phù hợp để sản xuất các chi tiết cấu trúc.
• Thép carbon cao: Độ bền kéo có thể đạt hơn 900~1300MPa, nhưng độ dãn dài thường nhỏ hơn 10%, và độ dai va đập kém. Sau khi được tôi và tempering, nó có thể đạt độ cứng cực kỳ cao, đây là vật liệu lý tưởng cho dụng cụ cắt và khuôn mẫu.

3. Hiệu suất xử lý nhiệt:

Xử lý nhiệt là một phương tiện quan trọng để cải thiện hiệu suất của thép. Thép carbon thấp, thép carbon trung bình và thép carbon cao phản ứng khác nhau với xử lý nhiệt.

• Thép carbon thấp: Do hàm lượng carbon thấp, độ cứng của nó không thể được cải thiện đáng kể bằng cách xử lý nhiệt. Nó chủ yếu sử dụng gia công lạnh và xử lý carburizing để tăng cường độ cứng bề mặt. Sau khi nung mềm, vật liệu có thể được làm mềm để tiến hành gia công tiếp theo.
• Thép carbon trung bình: Phù hợp cho quá trình tôi và ram, tức là tôi và ram, nó kiểm soát cấu trúc để đạt được sự cân bằng cần thiết giữa độ mạnh và độ dai, và là vật liệu ưu tiên để sản xuất các bộ phận của ô tô và đường sắt.
• Thép carbon cao: Hiệu quả xử lý nhiệt là đáng kể nhất. Thép carbon cao có thể đạt được độ cứng cao thông qua quá trình tôi, và điều chỉnh độ dai của nó thông qua quá trình ram. Nó được sử dụng để chế tạo các bộ phận có độ bền cao và khả năng chịu mài mòn cao như lò xo, dao, và dụng cụ đo.

4. Khả năng hàn và gia công:

Khả năng hàn và gia công ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí sản xuất và tính dễ sử dụng của thép.

• Thép carbon thấp: Nó có khả năng hàn tuyệt vời và tính chất định hình lạnh tốt, có thể được hàn bằng nhiều phương pháp khác nhau. Nó được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và sản xuất máy móc.
• Thép carbon trung bình: Nó có khả năng hàn trung bình và dễ bị nứt trong quá trình hàn. Thông thường cần phải làm nóng trước và xử lý nhiệt sau để cải thiện chất lượng hàn. Khả năng gia công của nó cũng kém hơn một chút so với thép carbon thấp.
• Thép carbon cao: khả năng hàn kém, dễ bị nứt cứng, thông thường không phù hợp để hàn. Nó cũng dễ bị nứt và vỡ trong quá trình gia công, yêu cầu sử dụng các công cụ và phương pháp làm mát đặc biệt.

5. ứng dụng:

Do sự khác biệt về tính năng, việc sử dụng của ba loại thép này cũng khác nhau đáng kể.

• Thép carbon thấp: chủ yếu được sử dụng cho cấu trúc xây dựng (như thép thanh, thép hình), phụ tùng máy móc (như ốc vít, bulong), thân xe hơi, v.v.
• Thép carbon trung bình: chủ yếu được sử dụng để chế tạo các bộ phận cấu trúc chịu tải, như bánh răng, trục, thanh nối, tay cần cần cẩu, v.v.
• Thép carbon cao: chủ yếu được sử dụng để chế tạo các công cụ chịu mài mòn và có độ bền cao như dao, dụng cụ đo, lò xo, bi bạc đạn, v.v.

Các mác thông dụng:

Trong tiêu chuẩn GB của Trung Quốc và tiêu chuẩn ASTM của Mỹ, thép với các hàm lượng carbon khác nhau có những đại diện điển hình:

• Thép carbon thấp: Q235 (Trung Quốc), A36 (Mỹ), SS400 (Nhật Bản)
• Thép carbon trung bình: thép 45# (Trung Quốc), thép 1045 (Mỹ), S45C (Nhật Bản)
• Thép carbon cao: Thép T8, T10 (Trung Quốc), thép 1095 (Mỹ), SK85 (Nhật Bản)

Khả năng chống ăn mòn và xử lý bề mặt:

Chất liệu thép carbon tự thân không có khả năng chống ăn mòn tốt, vì vậy trong ứng dụng thường cần kết hợp với xử lý bề mặt.

• Thép carbon thấp: Thường sử dụng các quy trình như mạ kẽm nóng, mạ điện kẽm, phun nhựa để tăng cường khả năng chống ăn mòn và được sử dụng rộng rãi trong môi trường ngoài trời hoặc ẩm ướt.
• Thép carbon trung bình và thép carbon cao: Do độ bền cao, chúng thường được sử dụng trong thiết bị công nghiệp, tập trung nhiều vào các gioăng dầu, lớp phủ chống gỉ hoặc xử lý phốt phát hóa, thay vì môi trường tiếp xúc hàng ngày.

Cần lưu ý rằng thép có hàm lượng carbon cao dễ bị oxi hóa hơn, đặc biệt là trong quá trình hàn và xử lý nhiệt. Do đó, thép carbon cao thường được phủ một lớp bảo vệ hoặc xử lý nhiệt trước và sau khi sử dụng để ngăn ngừa sự ăn mòn.

Kết luận:

Mặc dù thép carbon thấp, thép carbon trung bình và thép carbon cao đều thuộc dòng thép carbon, nhưng do khác biệt về hàm lượng carbon, ba loại này có những đặc điểm riêng biệt về tính chất cơ học, khả năng gia công, khả năng hàn, đặc điểm xử lý nhiệt và lĩnh vực ứng dụng. Việc lựa chọn và áp dụng hợp lý ba loại thép này có ý nghĩa lớn đối với việc nâng cao chất lượng sản phẩm kỹ thuật, kiểm soát chi phí sản xuất và kéo dài tuổi thọ sử dụng.

  +86 17611015797 (WhatsApp )        

  info@steelgroups.com