Thép carbon

Thép cacbon là loại thép có hàm lượng cacbon từ khoảng 0,05 đến 2,1% tính theo trọng lượng. Định nghĩa về thép carbon của Viện Sắt Thép Hoa Kỳ (AISI) nêu rõ:

Không có hàm lượng tối thiểu nào được chỉ định hoặc yêu cầu đối với crom, coban, molypden, niken, niobi, titan, vonfram, vanadi, zirconi hoặc bất kỳ nguyên tố nào khác được thêm vào để đạt được hiệu ứng hợp kim mong muốn;
Mức tối thiểu được chỉ định cho đồng không vượt quá 0,40%;
Hoặc mức tối đa quy định đối với bất kỳ nguyên tố nào sau đây không vượt quá tỷ lệ phần trăm đã ghi: mangan 1,65%; silicon 0.60%; đồng 0,60%.

Theo cách sử dụngThép carbon có thể được chia thành ba loại: thép kết cấu carbon, thép công cụ carbon và thép kết cấu dễ cắt.

Theo phương pháp luyện kimThép carbon có thể được chia thành ba loại: thép lò sưởi mở, thép chuyển đổi và thép lò điện.

Theo phương pháp khử oxyThép carbon có thể được chia thành thép sôi, thép khử, thép bán khử và thép khử đặc biệt, được ký hiệu lần lượt bằng mã F, Z, b và TZ.

Theo hàm lượng cacbonThép carbon có thể được chia thành ba loại: thép carbon thấp, thép carbon trung bình và thép carbon cao.

Theo hàm lượng lưu huỳnh và phốt phoThép carbon có thể được chia thành thép carbon thông thường (lượng phốt pho và lưu huỳnh sẽ cao hơn), thép carbon chất lượng cao (lượng phốt pho và lưu huỳnh sẽ thấp hơn), thép chất lượng cao cao cấp (có hàm lượng phốt pho thấp hơn). và hàm lượng lưu huỳnh) và thép chất lượng cao đặc biệt.

Thép cacbon có thể được sản xuất từ ​​thép tái chế, thép nguyên chất hoặc kết hợp cả hai.

Thép nguyên chất được tạo ra bằng cách kết hợp quặng sắt, than cốc (được sản xuất bằng cách nung than trong điều kiện không có không khí) và vôi trong lò cao ở nhiệt độ khoảng 1650 độ. Sắt nóng chảy được chiết xuất từ ​​​​quặng sắt được làm giàu bằng carbon từ than cốc đang cháy. Các tạp chất còn lại kết hợp với vôi để tạo thành xỉ, nổi lên trên kim loại nóng chảy và có thể được chiết xuất.

Thép nóng chảy thu được chứa khoảng 4% trọng lượng cacbon. Hàm lượng carbon này sau đó được giảm xuống lượng mong muốn trong một quá trình gọi là khử cacbon. Điều này đạt được bằng cách đưa oxy đi qua chất nóng chảy, chất này oxy hóa carbon trong thép, tạo ra carbon monoxide và carbon dioxide.

Điều quan trọng là chọn loại thép carbon phù hợp với nhu cầu của dự án. Dưới đây là một số câu hỏi cần xem xét khi lựa chọn một loại thép carbon.

Nó sẽ được hàn?
Một số loại thép cacbon rất tốt cho việc hàn, đặc biệt là các loại có hàm lượng cacbon thấp. Tuy nhiên, thép carbon có hàm lượng lưu huỳnh cao không phải là lựa chọn tốt để hàn vì kim loại có thể đông đặc và nứt trong quá trình hàn. Thép có hàm lượng carbon cao hơn có thể dùng để hàn nhưng có thể sẽ yêu cầu xử lý trước hoặc sau gia nhiệt.

Nó nên mạnh đến mức nào?
So với các kim loại có hàm lượng cacbon cao hơn, thép có hàm lượng cacbon thấp có thể không có đủ độ bền kéo để chịu được một số điều kiện nhất định. Khi cần sức mạnh, nên sử dụng thép carbon cao hơn. Các hợp kim carbon thấp có độ bền cao, như HSLA, được thiết kế để mang lại độ bền cao hơn cùng với khả năng định hình tốt, cũng là những lựa chọn tốt.

Có cần khả năng định dạng tốt không?
Có nhiều loại thép carbon và chúng có thể được chế tạo theo nhiều cách để mang lại những khả năng khác nhau. Tuy nhiên, nhìn chung, thép cacbon có hàm lượng cacbon thấp hơn sẽ dễ hình thành hơn thép có hàm lượng cacbon cao hơn.

Thép Carbon có nên được xử lý bằng nhiệt không?
Để thép cacbon dễ dàng được xử lý bằng nhiệt, chúng phải có hàm lượng cacbon là 0,30% trọng lượng. Thép carbon có hàm lượng carbon thấp hơn không thể xử lý nhiệt dễ dàng, vì hàm lượng carbon thấp khiến thép không hình thành cấu trúc tinh thể thép (gọi là martensite). Trong những trường hợp này, thép thiếu cường độ và độ cứng cần thiết để chịu được nhiệt độ cao.

Thép có cần chống ăn mòn không?
Vì thép carbon có hàm lượng sắt cao nên nó thường không có khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên, có thể bảo vệ khỏi quá trình oxy hóa bằng cách sơn hoặc thêm dầu lên bề mặt kim loại.