Điều Bạn Cần Biết Về Giới Hạn Chảy Của Thép Mới Nhất 2024
Việc nắm rõ giới hạn chảy của thép là rất quan trọng trong quá trình sản xuất, thiết kế cũng như xây dựng. Vậy giới hạn chảy của thép là gì? Các yếu tố nào ảnh hưởng tới giới hạn chảy của thép. Hãy cùng Thép An Khánh tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây.
1. Giới thiệu về giới hạn chảy của thép
1.1. Giới hạn chảy của thép là gì?
Giới hạn chảy của thép là mức ứng suất tại đó vật liệu thép bắt đầu biến dạng dẻo không hồi phục. Khi lực tác động lên thép vượt qua giới hạn chảy, thép sẽ không trở lại hình dạng ban đầu sau khi lực được loại bỏ, dẫn đến sự biến dạng vĩnh viễn. Đây là một thông số quan trọng trong thiết kế kỹ thuật và xây dựng, vì nó giúp xác định khả năng chịu tải của vật liệu mà không bị hư hỏng.
Giới hạn chảy thường được biểu diễn bằng đơn vị lực trên diện tích (như MPa hoặc psi). Ví dụ, nếu giới hạn chảy của một loại thép là 250 MPa, điều này có nghĩa là thép sẽ bắt đầu biến dạng dẻo khi ứng suất lên đến 250 MPa.
Trong biểu đồ ứng suất-biến dạng, giới hạn chảy thường được xác định tại điểm mà đường cong ứng suất-biến dạng bắt đầu chuyển từ giai đoạn đàn hồi sang giai đoạn dẻo. Điều này có nghĩa là sau khi vượt qua giới hạn chảy, thép sẽ tiếp tục biến dạng mà không cần tăng thêm ứng suất.
Để xác định giới hạn chảy của thép, nhà sản xuất thép hay sử dụng phương pháp như thử kéo, thử nén, thử uốn, thử xoắn hay thử độ cứng. Những phương pháp này đều áp dụng theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn như TCVN 197, ASTM E 8, JIS Z 2241 và ISO 6892.
Tại Thép An Khánh, chúng tôi luôn đảm bảo sản phẩm thép luôn được kiểm nghiệm về giới hạn của thép theo tiêu chuẩn JIS Z 2241: 2011 và đạt tiêu chuẩn chất lượng ISO 9001:2008.
1.2. Ý nghĩa của giới hạn chảy của thép
Giới hạn chảy của thép là một thông số kỹ thuật quan trọng có nhiều ý nghĩa trong việc thiết kế kết cấu và chế tạo. Dưới đây Thép An Khánh sẽ đưa ra một số ý nghĩa quan trọng của giới hạn chảy của thép:
- An toàn kết cấu: Giới hạn chảy của thép đảm bảo an toàn cho các cấu trúc xây dựng bằng cách ngăn ngừa biến dạng vĩnh viễn dưới tải trọng làm việc. Việc tính toán hệ số an toàn dựa trên giới hạn chảy giúp kỹ sư thiết kế đảm bảo cấu trúc có thể chịu được tải trọng lớn hơn dự kiến trong tình huống khẩn cấp. Nhờ đó, các công trình luôn giữ được độ bền, duy trì hình dạng và chức năng theo thời gian, và giảm thiểu nguy cơ hư hỏng hoặc sụp đổ khi ứng suất vượt quá giới hạn chảy của thép.
- Đánh giá chất lượng vật liệu: Giới hạn chảy là một trong những chỉ số đánh giá chất lượng của thép. Thép có giới hạn chảy cao thường được ưu tiên trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ dẻo dai cao, như trong ngành xây dựng và chế tạo máy. Hơn nữa, việc kiểm tra giới hạn chảy giúp xác định tính đồng nhất của lô thép, đảm bảo rằng tất cả các sản phẩm thép từ một lô đều có tính chất cơ học tương tự nhau.
- Tối ưu hóa thiết kế: Biết được giới hạn chảy giúp các kỹ sư thiết kế các cấu trúc sử dụng vật liệu một cách hiệu quả, tránh lãng phí thép trong quá trình sản xuất. Ví dụ, trong thiết kế dầm và cột, việc chọn thép có giới hạn chảy phù hợp giúp giảm khối lượng thép cần thiết mà vẫn đảm bảo khả năng chịu tải.
- Tuân Thủ Tiêu Chuẩn: Như đã đề cập tới ở trên, giới hạn chảy của thép phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia cũng như các quy định xây dựng địa phương. Điều này đảm bảo rằng thép đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và an toàn cần thiết cho các yêu cầu kỹ thuật của ứng dụng cụ thể. Việc tuân thủ tiêu chuẩn giúp đảm bảo tính nhất quán về chất lượng và hiệu suất của thép trong quá trình sản xuất và sử dụng.
- Tác động của môi trường: Giới hạn chảy cao của thép giúp chống lại các tác động của môi trường như tải trọng động, nhiệt độ thay đổi và ăn mòn. Trong các điều kiện khắc nghiệt, thép phải chịu được các ứng suất dư từ gió, động đất, và các lực dao động mà không bị biến dạng vĩnh viễn. Khả năng này đảm bảo tuổi thọ và độ bền của các công trình thép như cầu, tòa nhà và giàn khoan dầu khí. Thép có giới hạn chảy cao cũng giúp giảm thiểu hư hỏng và chi phí bảo trì, đảm bảo an toàn và hiệu suất trong suốt vòng đời sử dụng của cấu trúc.
Xem thêm: Thép Trắng Là Gì? Xu Hướng Phát Triển Thép Trắng Năm 2024
2. Các yếu tố quyết định đến độ chảy của thép
Giới hạn chảy của thép bị ảnh hưởng do rất nhiều yếu tố từ nhân tố bên trong như thành phần hóa học tới quyt trình sản xuất. Dưới đây, Thép An Khánh sẽ giải thích cụ thể các yếu tố ảnh hưởng đến độ chảy của thép như sau:
- Hàm lượng cacbon: Cacbon có trong thép mục đích chính nhằm cải thiện độ cứng và độ bền của thép. Khi hàm lượng cacbon cao làm tăng độ cứng và độ bền của thép, nhưng cũng làm giảm tính dẻo. Và ngược lại, nếu thép có hàm lượng cacbon thấp nghĩa là có giới hạn chảy thấp hơn so với thép có hàm lượng cacbon cao.
- Nguyên tố hợp kim: Nguyên tố hợp kim là các nguyên tố được thêm vào thép để cải thiện các tính chất cơ học và hóa học của nó. Ví dụ, mangan tăng độ cứng và tính chống mài mòn; niken cải thiện độ dẻo và độ bền; crôm tăng khả năng chống ăn mòn và tạo ra thép không gỉ; vanadi làm tăng độ bền và độ cứng nhờ làm mịn cấu trúc hạt. Những nguyên tố này thay đổi cấu trúc vi mô của thép, làm tăng giới hạn chảy và các đặc tính khác, tùy thuộc vào hàm lượng và quy trình xử lý.
- Quá trình xử lý nhiệt: Các phương pháp xử lý nhiệt như tôi, ram, ủ có thể làm thay đổi tính chất cơ học và cấu trúc vi mô của thép, từ đó ảnh hưởng đến giới hạn chảy. Cụ thể:
- Kích thước hạt: Kích thước hạt trong cấu trúc vi mô của thép có mối liên hệ chặt chẽ đến giới hạn chảy của vật liệu. Hạt nhỏ hơn thường dẫn đến giới hạn chảy cao hơn, do các biên giới hạt tinh thể ngăn cản sự di chuyển của các khuyết tật và các địa phương hóa, cải thiện tính dẻo và khả năng chịu tải của thép. Trong khi đó, hạt lớn hơn có thể dẫn đến giới hạn chảy thấp hơn do các biên giới hạt tinh thể ít hiệu quả trong việc chặn các dịch chuyển và các khuyết tật. Do đó, điều chỉnh kích thước hạt là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất thép để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và nâng cao hiệu suất vật liệu.
- Ứng suất dư: là sự chênh lệch giữa ứng suất tại điểm bất kỳ và ứng suất cân bằng của vật liệu. Nó có ảnh hưởng đáng kể đến giới hạn chảy của thép. Khi có ứng suất dư, các biên giới hạt tinh thể và các khuyết tật trong cấu trúc thép có thể dễ dàng di chuyển và dẫn đến sự biến dạng bất thường trong vật liệu. Điều này có thể làm giảm giới hạn chảy của thép, vì các khuyết tật và biên giới hạt tinh thể không còn hoạt động như các điểm dừng trong quá trình di chuyển của chúng. Do đó, quản lý và kiểm soát ứng suất dư là rất quan trọng trong quá trình sản xuất và sử dụng thép để đảm bảo các tính chất cơ học và độ bền của vật liệu.
Xem thêm: Thép Không Gỉ 304: Vật Liệu Lý Tưởng Cho Các Dự Án Xây Dựng
3. Bảng tra giới hạn chảy của thép
Dưới đây, Thép An Khánh sẽ cung cấp cho các nhà thầu Bảng tra giới hạn chảy của thép và ứng dụng của nó tại công ty Thép An Khánh:
| Loại thép | Tiêu chuẩn | Mác thép tương đương | Giới hạn chảy (σ0,2) (N/mm2) | Ứng dụng | |
| CT3 | ΓOCT 380-71 | CT38
|
TCVN 1765-75 | ≥ 210 | Thép cán nóng, một loại vật liệu chứa carbon rất phổ biến, thường được cung cấp ở dạng đã qua gia công nóng mà không cần thêm xử lý nhiệt để tăng độ bền.
Loại thép này thường được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng và sản xuất như kết cấu xây dựng hoặc khung xe ô tô, nhờ vào tính đơn giản và sự dễ dàng trong việc sử dụng và gia công. |
| SS400
(SS41) |
JIS G3101-1987 | ||||
| C45 | TCVN 1765-75 | 45 | ΓOCT 1050-74 | ≥ 360 | -Thép kết cấu, một loại vật liệu carbon chất lượng cao, thường được biến thành các dạng cán, ren và các sản phẩm thành phẩm. Nó không chỉ là phần không thể thiếu trong sản xuất các chi tiết máy mà còn là yếu tố quyết định trong quá trình gia công nóng, đảm bảo tính bền và đáng tin cậy của từng chi tiết.
Loại thép này là nền tảng vững chắc cho những cấu trúc và thiết bị mà chúng ta sử dụng hàng ngày, từ những công trình xây dựng đến những sản phẩm công nghiệp chất lượng cao. |
| S45C | JIS G4051-1979 | ||||
| 1045 | AISI | ||||
| C55 | TCVN 1765-75 | 55 | ΓOCT 1050-74 | ≥ 390 | |
| S55C | JIS G4051-1979 | ||||
| 1055 | AISI | ||||
| CM55 | DIN | ||||
| C65 | TCVN 1765-75 | 65 | ΓOCT 1050-74 | ≥ 420 | |
| Inox 304 | AISI | 08Cr18Ni10 | TCVN | ≥ 201 | -Thép không gỉ thuộc họ Austenit và không từ tính, là vật liệu phổ biến được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất, chế biến thực phẩm và thiết bị y tế.
Đặc tính không bị ăn mòn của nó là yếu tố quan trọng trong việc bảo vệ sự an toàn và sức khỏe của sản phẩm và người sử dụng. Thép không gỉ không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn về sự an toàn thực phẩm mà còn đem lại sự bền bỉ và dễ dàng bảo trì, làm nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho nhiều ứng dụng công nghiệp quan trọng. |
| SUS 304 | JIS | ||||
| 304L | AISI | SUS 304L | JIS | ≥ 175 | |
| SUS 316
(Inox 316) |
JIS | ≥ 205 | Thép không gỉ họ Austenit không nhiễm từ tính và có khả năng chống mài mòn vượt trội so với SUS304.
Loại thép này rất phổ biến trong các ngành công nghiệp như hóa chất, chế biến thực phẩm và thiết bị y tế. Sự khác biệt về tính chất không bị ăn mòn của nó không chỉ đảm bảo sự an toàn và chất lượng sản phẩm mà còn mang lại độ bền và hiệu suất cao trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Điều này làm cho thép không gỉ họ Austenit trở thành lựa chọn ưu tiên trong nhiều ứng dụng quan trọng. |
||
Trên đây, Thép An Khánh đã chia sẻ tới quý bạn đọc về giới hạn chảy của thép. Hy vọng kiến thức trên giúp bạn nắm rõ hơn về Giới hạn cũng như các yếu tố quyết định đến độ chảy của thép. Hãy liên hệ với chúng tôi qua số Hotline: 033 803 7676 – 0243.885.2184 – 0243.885.0915 để biết thêm thông tin chi tiết và nhận được sự tư vấn nhiệt tình từ đội ngũ chuyên gia của chúng tôi
