Thép Không Hợp Kim: Giải Pháp Tối Ưu Trong Ngành Xây Dựng

Hiện nay, thép không hợp kim là một trong những nguyên vật liệu được lựa chọn hàng đầu của các nhà thầu và ngành cơ khí. Vậy thép không hợp kim là gì? Lý do tại sao chúng được ưa chuộng đến. Cùng theo dõi ngay bài viết dưới đây của Thép An Khánh để hiểu rõ về loại thép này nhé.

1. Giới thiệu về thép không hợp kim

1.1. Thép không hợp kim là gì?

Thép không hợp kim hay còn gọi là thép cacbon là loại thép có cấu tạo từ thành phần chính chủ yếu từ sắt và carbon và không hoặc có ít thành phần hợp kim khác. Các thành phần hợp kim khác như crom, niken, titan, vanadi hay niobi có trong thép không hợp kim thường có hàm lượng rất thấp.

Tuy loại thép này thiếu hụt các thành phần kim loại này song chúng vẫn đảm bảo được các tính chất vật lý cơ bản như độ cứng, độ bền kéo và độ dẻo mà giá thành rất tốt. Vì vậy, thông thường các nhà thầu thường vẫn ưu tiên lựa chọn loại thép này cho những dự án có ngân sách thấp.

1.2. Ứng dụng của thép không hợp kim trong công nghiệp

Thép không hợp kim có nhiều ứng dụng đa dạng trong các ngành công nghiệp khác nhau từ xây dựng đến chết tạo máy móc bởi khả năng chịu lực tốt và giá thành hợp lý. Thép An Khánh sẽ cung cấp cho các nhà thầu những ứng dụng cụ thể của loại thép này.

• Ngành xây dựng: Nhờ có tính chất cơ học ưu việt và khả năng chịu lực tốt, thép không hợp kim được ứng dụng vào làm cốt thép trong bê tông để gia cố, tăng cường độ bền cho các công trình như tòa nhà, cầu, và hầm. Ngoài ra, vật liệu này còn được sử dụng để chế tạo các kết cấu chính như cột, dầm, và khung, đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.
• Ngành chế tạo máy móc: Với ưu điểm về độ bền vượt trội và khả năng gia công linh hoạt, thép không hợp kim được sử dụng làm nguyên vật liệu sản xuất cho các chi tiết máy như bánh răng, trục, và bạc đạn. Ngoài ra, thép không hợp kim còn là lựa chọn hàng đầu để sản xuất các dụng cụ cắt gọt như dao, kéo, và lưỡi cưa, giúp tối ưu hóa hiệu suất gia công.
• Ngành ô tô: thép không hợp này được sử dụng để sản xuất khung xe, giúp đảm bảo độ cứng cáp và an toàn cho người sử dụng. Ngoài ra, các chi tiết động cơ như trục khuỷu, trục cam cũng được làm từ thép không hợp kim, từ đó, đảm bảo hiệu suất vận hành và độ bền cao. Hệ thống treo và các bộ phận khác của xe cũng được chế tạo từ vật liệu này, góp phần nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của phương tiện.
• Ngành đóng tàu: Thép không hợp kim được ứng dụng vào việc chế tạo các thành phần cấu trúc chịu lực của tàu thủy. Thép này được sử dụng để làm vật liệu chính cho thân tàu, giúp đảm bảo tính chịu lực và độ bền trên biển khơi. Thép không hợp kim cũng được dùng để chế tạo các bộ phận kết cấu như sàn, vách ngăn, và các bộ phận khác trong tàu, giúp tàu có khả năng chịu mài mòn và điều kiện môi trường khắc nghiệt.
• Ngành điện tử và gia dụng: Thép không hợp kim thường được sử dụng để chế tạo các thành phần cơ khí như ốc vít, khung bảo vệ và các bộ phận hỗ trợ trong thiết bị điện tử. Ngoài ra, trong gia dụng, nó cũng được dùng để sản xuất các sản phẩm nội thất như bàn ghế, kệ và giường, nhờ tính chất bền và khả năng chịu lực tốt.

Xem thêm: Thép hình là gì? Đặc điểm phân loại và ứng dụng

2. Thành phần hóa học của thép không hợp kim

Thép không hợp kim còn có thể chứa một lượng nhỏ các tạp chất khác như mangan (Mn), silic (Si), lưu huỳnh (S), photpho (P) và oxy (O).

3. Phân loại thép không hợp kim

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại thép không hợp kim phân loại theo từng kích thước, quy trình sản xuất và xuất xứ. Dưới đây, Thép An Khánh sẽ phân loại các loại thép hợp kim phổ biến nhất cho các nhà nắm rõ:

• Thép không hợp kim cacbon: là loại thép cơ bản với thành phần chủ yếu từ cacbpn và sắt, trong đó hàm lượng cacbon thường ở mức từ 0.05%-1.25%. Loại vật liệu này thường rất được các nhà thầu ưa chuộng bởi giá thành rẻ do không chứa hợp kim đắt tiền, song vẫn giữ được các tính chất vật lý cơ bản của thép.
• Thép không hợp kim cán nóng: là loại thép sản xuất từ quy trình cán nóng, trong đó thép lỏng được đúc từ lò nấu chảy và sau đó đưa qua các con lăn nóng để tạo hình và định hình. Quá trình này giúp cải thiện tính chất cơ học của thép bằng cách làm thay đổi cấu trúc tinh thể của nó, cũng như cải thiện tính đàn hồi và độ dẻo của vật liệu. Thép không hợp kim cán nóng thường được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao và khả năng chịu lực tốt.
• Thép không hợp kim cán nguội: là loại thép được sản xuất bằng quá trình cán nguội sau khi đã trải qua giai đoạn cán nóng. Điểm nổi bật của thép cán nguội là bề mặt thép nhẵn, ít xù xì, tăng cường độ bóng và cứng hơn so với thép cán nóng. Thép cán nguội thường được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao trong sản xuất các bề mặt sáng bóng, hoặc khi yêu cầu độ bền và độ cứng cao hơn.

Có thể bạn quan tâm: Nguyên Tắc Sản Xuất Thép Mới Nhất 2024

4. Ưu nhược điểm của thép không hợp kim 

4.1. Ưu điểm

Thép không hợp kim luôn được các nhà thầu đánh giá là một vật liệu kinh tế và hiệu quả cho các ngành công nghiệp. Dưới đây, Thép An Khánh sẽ cung cấp cụ thể những ưu điểm của loại thép không hợp kim như sau:

• Chi phí nguyên liệu đầu vào thấp: Nguyên liệu chính để sản xuất thép không hợp kim là quặng sắt, một tài nguyên tự nhiên phong phú và dễ dàng khai thác. Hơn nữa, thông thường quá trình sản xuất ra thành phẩm thép hợp kim khá đơn giản bằng cách sử dụng phương pháp lò nấu chảy. Do đó, không yêu cầu sự phức tạp và cần đầu tư nhiều chi phí như các quy trình tinh luyện cao cấp như trong thép hợp kim.
• Ít sử dụng các loại hợp kim: Trong quá trình sản xuất thép không hợp kim, nhà sản xuất thép thường bổ sung ít các  nguyên liệu phụ gia hợp kim đắt tiền. Từ đó, giảm chi phí sản xuất nên giá thành thấp hơn so với các loại thép hợp kim. Điều này làm cho thép không hợp kim trở thành lựa chọn kinh tế và phù hợp cho nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp.
• Dễ gia công: Thép không hợp kim thường có độ dẻo cao hơn, dễ dàng gia công thành các sản phẩm với hình dạng và kích thước đa dạng. Khi gia công, thép không hợp kim có thể được cắt, uốn cong, hàn và gia công bằng các phương pháp đơn giản như cắt laser, dập nóng, hoặc chấn kim loại. Tính chất này cho phép sản xuất các sản phẩm có hình dạng phức tạp và kích thước đa dạng, từ các chi tiết máy móc đến cấu trúc xây dựng
• Đa dụng trong ứng dụng: Đặc tính linh hoạt của thép không hợp kim cho phép nó được gia công thành các sản phẩm có hình dạng và kích thước đa dạng, từ các cấu trúc lớn đến các chi tiết nhỏ trong các ứng dụng kỹ thuật và hàng ngày.
• Bền vững và tái chế: Thép không hợp kim là vật liệu có tính bền vững cao và khả năng tái chế tốt nhờ vào hai yếu tố chính.

4.2. Nhược điểm

Ngoài những tính ưu việt đã kể trên, song nó cũng còn tồn tại một số mặt hạn chế của thép không hợp kim về độ bền, tính ổn định và giới hạn chịu nhiệt. Cụ thể như sau:

• Độ bền và độ cứng thấp hơn: Độ bền và độ cứng của thép không hợp kim thường thấp hơn so với thép hợp kim do hàm lượng cacbon và các nguyên tố hợp kim thấp hơn. Điều này làm giảm khả năng chịu lực và độ cứng của vật liệu, dẫn đến sự hạn chế trong các ứng dụng yêu cầu tính chất cơ học cao như trong xây dựng kết cấu hoặc chế tạo máy móc.
• Tính ổn định kém: Trong quy trình sản xuất, thông thường thép không hợp kim sẽ thiếu các nguyên tố hợp kim và hàm lượng cacbon cao. Vì vậy, thép không hợp có thể dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường và thời tiết, dẫn đến sự oxy hóa và ăn mòn nhanh hơn.
• Giới hạn trong các ứng dụng chịu nhiệt: Thép không hợp kim có giới hạn trong các ứng dụng chịu nhiệt do hàm lượng các nguyên tố hợp kim thấp hơn so với thép hợp kim. Điều này làm giảm khả năng chống nhiệt và ổn định kết cấu của vật liệu trong môi trường có nhiệt độ cao, dễ dàng làm biến dạng cấu trúc và giảm hiệu suất làm việc.

5. Quy trình sản xuất thép không hợp kim

Quy trình sản xuất thép không hợp kim gồm nhiều bước quan trọng, từ khai thác nguyên liệu thô đến tạo ra sản phẩm cuối cùng. Dưới đây Thép An Khánh sẽ đưa nhà thầu đi khám phá quy trình cụ thể như sau:

• Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu thô: Chuẩn bị nguyên liệu thô là bước đầu tiên quan trọng trong quy trình sản xuất thép không hợp kim. Để sản xuất ra thép không hợp kim, nhà sản xuất thép cần các nguyên liệu chính bao gồm quặng sắt, cacbon và đá vôi. Các nguyên liệu này luôn được chuẩn bị kỹ lưỡng trước khi đưa chúng vào lò cao – nơi bắt đầu quá trình nấu chảy và sản xuất thép.
• Bước 2: Nấu chảy quặng trong lò cao: Tiếp theo, quặng sắt, than cốc và đá vôi được đưa vào lò cao. Tại đây, quặng sắt bị nung chảy nhờ phản ứng hóa học với than cốc, trong khi đá vôi giúp loại bỏ tạp chất bằng cách tạo thành xỉ. Quặng sắt chuyển thành gang lỏng sau khi các tạp chất được loại bỏ. Các phản ứng chính diễn ra trong lò cao bao gồm sự khử oxit sắt và sự tạo xỉ từ đá vôi. Gang lỏng sau đó được chuyển đến lò luyện thép để tiếp tục quá trình sản xuất.
• Bước 3: Sản xuất thép từ gang: Tiếp đến hà sản xuất thép có 2 phương pháp là ccho gang lỏng vào lò chuyển đổi hoặc cho thép phế liệu vào hồ ddienj quang để tinh luyện thép.
• Bước 4: Tinh luyện và điều chỉnh thành phần: Đây là bước quan trọng để đảm bảo chất lượng thép. Trong giai đoạn này, các nguyên tố hợp kim như mangan, silic, và lưu huỳnh được thêm vào để đạt được các tính chất cơ học mong muốn.
• Bước 5: Đúc phôi thép: Để đúc phôi thép, thép lỏng được đổ vào khuôn đúc liên tục để tạo ra các phôi thép như slab, bloom, và billet. Quá trình này đảm bảo thép có cấu trúc đồng đều và không có khuyết tật. Sau khi đúc, phôi thép sẽ được làm nguội và cắt theo kích thước yêu cầu, chuẩn bị cho các bước gia công tiếp theo như cán nóng hoặc cán nguội.
• Bước 6: Cán và gia công: Đây là bước hoàn thiện thép sau khi đúc phôi. Phôi thép được đưa vào máy cán nóng để tạo ra các sản phẩm như tấm, thanh và ống. Sau đó, thép có thể được cán nguội để tăng độ bền và cải thiện bề mặt. Quá trình này giúp định hình và tăng cường tính chất cơ học của thép, chuẩn bị cho các ứng dụng công nghiệp và xây dựng.
• Bước 7: Xử lý nhiệt và hoàn thiện: Đây là bước cuối cùng trong sản xuất thép. Sản phẩm thép được xử lý nhiệt như tôi, ram để cải thiện tính chất cơ học, độ cứng và độ bền. Sau đó, thép trải qua các bước hoàn thiện như kiểm tra chất lượng, gia công bề mặt và cắt theo kích thước yêu cầu. Quá trình này đảm bảo sản phẩm thép đạt tiêu chuẩn cao trước khi xuất xưởng và sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và xây dựng.

Trên đây, Thép An Khánh đã chia sẻ tới bạn kiến thức về thép không hợp kim. Hy vọng thông tin này giúp nhà thầu đưa ra được đánh giá lựa chọn nguyên vật liệu cho dự án của mình. 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.